Сторінка
2

Техніка безпеки при експлуатації лазерів і лазерних установок

При проходженні через середовище ЛВ з діелектричною ε і магніт-ною μ проникністю утвориться інтенсивне електричне поле, напруже-ність якого (В/м) для плоскої хвилі визначається за формулою [5]

. (9.1)

Наприклад, пікове значення електричного поля у вакуумі при W = = 1 МВт/см2 складе 2,74∙106 В/м.

При фокусуванні ЛВ у газі в режимі модульованої добротності виникає так званий лавинний пробій: у фокусі лінзи утвориться згусток високоіонізованної високотемпературної плазми, що є джерелом м’якого рентгенівського випромінювання з довжиною хвилі порядку 1,0 нм.

При нагріванні речовини ЛР до температури 107 - 108 К можливе збудження ядерних реакцій. При нагріванні дейтрієвої плазми утворить-ся нейтронне і жорстке рентгенівське випромінювання.

Турбулентність атмосфери викликає блукання променя, його розсі-ювання і сцинтиляцію. При проходженні променя через ділянки з різною температурою, за рахунок зміни показника заломлення, він відхиляється від початкового напрямку. При великому діаметрі променя різні його ділянки потрапляють у різні турбулентні області і промінь починає розділятися і роз-ходитися. Блукання і розбіжність променя зменшуються при збільшенні йо-го діаметра або при великих відстанях від джерела, де, в основному, спосте-рігається ефект сцинтиляції, тобто перерозподіл енергії усередині променя. Було виявлено, що на відстані 1 км від джерела рівень опромінення переви-щував рівень на осі променя поблизу джерела в 4-5 разів, в інших ділянках перетину рівні опромінення були нижче. Таким чином, небезпека ЛВ, імо-вірно, найбільша в таких «гарячих» точках.

З наведеного вище можна зробити висновок, що при використанні ЛР у залежності від класу їхньої небезпеки, застосовуваної технології й умов експлуатації можуть існувати групи фізичних, хімічних і психофізіологіч-них небезпечних і шкідливих виробничих факторів.

Висока напруга є на зарядних пристроях, що живлять батарею конден-саторів великої ємності, Після розряду конденсаторів на лампи (спалахи) во-ни можуть зберігати залишкову напругу високого потенціалу, є напруга та-кож у ланцюгах управління. Напруги дотиків і струми, що протікають через тіло людини при нормальному (неаварійному) і аварійному режимах роботи лазерних установок, не повинні перевищувати допустимих значень, зазначе-них у ГОСТ 12.1.038 – 82.

У результаті радіолізу повітря утворююься озон, оксиди азоту й ін-ших газів, що викликають загазованість повітря робочої зони. Розряди ім-пульсних ламп накачування супроводжуються утворенням озону, концен-трація якого швидко зменшується по припиненню розряду ламп у зв’язку з його розпадом. Озон і оксиди азоту утворяться також у результаті іонізації повітря іонізуючими випромінюваннями утвореними при експлуатації висо-ковольтних джерел живлення ЛР [2-4]. У результаті випару матеріалу міше-ні при зварюванні, паянні, свердлінні й інших технологічних процесах утво-ряться оксид вуглецю, шкідливі газові домішки і пари летучих органічних сполук, використовуваних у технологічних процесах (нітробензол, нітрото-луол, чотирьоххлористий вуглець і т.д.). У результаті термоокислювального розкладання матеріалу мішені і реакції в ЛР утворюється ціаністий водень. Гранично припустимі концентрації (ГДК) зазначених газів і парів наведені в ГОСТ 12.1.005 – 76.

Оксиди елементів, що входять до складу матеріалу, що руйнується чи випаровується під впливом лазерного випромінювання (оксиди свинцю, олова, вісмуту, алюмінію і т.д.), виділяються в повітря і створюють аерозоль дезинтеграцї і конденсації, вміст якого в повітрі робочої зони не повинен перевищувати встановлених ГДК згідно ГОСТ 12.1.005 – 76.

Змінюється іонний склад повітря. Як правило, збільшується вміст негативних іонів у безпосередній близькості (20-40 см) від імпульсних ламп. Джерелом іонізації повітря є сфокусоване ЛВ, ультрафіолетове й іонізуюче випромінювання. Припустимий вміст легких іонів у повітрі виробничих і суспільних приміщень з кондиціонуванням повітря наведений в табл. 9.1 [20].

Таблиця 9.1

Нормативні величини іонізації повітря виробничих

і суспільних приміщень

Зауваження: У таблиці прийняті наступні позначення: п + – легкі позитивні іони; п - – легкі негативні іони; П – показник полярності

П = (п + - п -)/( п + + п -) (9.2)

- 1< П < + 1, при рівності позитивних і негативних іонів П = 0.

Джерелом іонізуючих випромінювань можуть бути [13]: джерела живлення (вакуумні випрямні кенотрони і тиратрони, генераторні лампи); активне середовище (радіонукліди: тритій, радіоактивні матеріали й ін.); пристрої накачування ЛР (пучками електронів, протонів, зарядженими ос-колками ядерних реакцій і рентгенівським випромінюванням); досліджуване середовище (при взаємодії потужного ЛВ з досліджуваним середовищем може виникати рентгенівське випромінювання, а також нейтрони, якщо се-редовище, являє собою термоядерне паливо: дейтерій, суміш тритію з дейте-рієм); комбіновані установки (на яких використовується незалежно один від одного ЛВ й іонізуюче випромінювання від стороннього джерела) і випромі-нювання рентгенівських і гамма-ЛР.

Під час роботи імпульсних ламп і газорозрядних трубок генерують-ся ультрафіолетове й інфрачервоне випромінювання, а при роботі ім-пульсних ламп накачування — випромінювання видимого діапазону висо-кої інтенсивності. Найбільш небезпечними є випадки самовільного розря-ду розекранованих ламп, тому що при цьому персонал не встигає вжити за-ходів обережності. Джерелами інфрачервоного випромінювання є самі ЛУ, нагріті матеріали і т. д. Припустима густина потоку інфрачервоного й уль-трафіолетового випромінювань не повинні перевершувати допустимі зна-чення наведені у табл. 9.2 [0].