ლაზერები სულ უფრო მნიშვნელოვანი კვლევის იარაღები ხდება მედიცინაში, ფიზიკაში, ქიმიაში, გეოლოგიაში, ბიოლოგიასა და ინჟინერიაში. არასწორად გამოყენების შემთხვევაში, მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ დაბინდვა და დაზიანებები (დამწვრობისა და ელექტროშოკის ჩათვლით) ოპერატორებსა და სხვა პერსონალს, მათ შორის შემთხვევით ლაბორატორიულ სტუმრებს და გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი ქონების დაზიანება. ამ მოწყობილობების მომხმარებლებმა სრულად უნდა გაიაზრონ და გამოიყენონ უსაფრთხოების აუცილებელი ზომები მათთან მუშაობისას.
რა არის ლაზერი?
სიტყვა "ლაზერი" (ინგლ. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) არის აბრევიატურა, რომელიც ნიშნავს "შუქის გაძლიერება ინდუცირებული გამოსხივებით". ლაზერის მიერ წარმოქმნილი გამოსხივების სიხშირე არის ელექტრომაგნიტური სპექტრის ხილული ნაწილის შიგნით ან მის მახლობლად. ენერგია გაძლიერებულია უკიდურესად მაღალი ინტენსივობის მდგომარეობამდე პროცესის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება "ლაზერული გამოსხივება".
ტერმინი "გამოსხივება" ხშირად არასწორად არის გაგებულიარასწორია, რადგან ის ასევე გამოიყენება რადიოაქტიური მასალების აღსაწერად. ამ კონტექსტში ეს ნიშნავს ენერგიის გადაცემას. ენერგიის ტრანსპორტირება ხდება ერთი ადგილიდან მეორეზე გამტარობის, კონვექციისა და გამოსხივების გზით.
არსებობს სხვადასხვა ტიპის ლაზერები, რომლებიც მოქმედებს სხვადასხვა გარემოში. სამუშაო გარემოდ გამოიყენება აირები (მაგალითად, არგონი ან ჰელიუმის და ნეონის ნარევი), მყარი კრისტალები (მაგალითად, ლალი) ან თხევადი საღებავები. როდესაც ენერგია მიეწოდება სამუშაო გარემოს, ის გადადის აღგზნებულ მდგომარეობაში და გამოყოფს ენერგიას სინათლის ნაწილაკების (ფოტონების) სახით.
დალუქული მილის ორივე ბოლოზე სარკეების წყვილი ან ირეკლავს ან გადასცემს სინათლეს კონცენტრირებულ ნაკადში, რომელსაც ლაზერის სხივი ეწოდება. თითოეული სამუშაო გარემო წარმოქმნის უნიკალური ტალღის სიგრძისა და ფერის სხივს.
ლაზერული სინათლის ფერი ჩვეულებრივ გამოიხატება ტალღის სიგრძით. ის არ არის მაიონებელი და მოიცავს სპექტრის ულტრაიისფერ (100-400 ნმ), ხილულ (400-700 ნმ) და ინფრაწითელ (700 ნმ - 1 მმ) ნაწილს.
ელექტრომაგნიტური სპექტრი
თითოეულ ელექტრომაგნიტურ ტალღას აქვს უნიკალური სიხშირე და სიგრძე, რომელიც დაკავშირებულია ამ პარამეტრთან. ისევე, როგორც წითელ შუქს აქვს თავისი სიხშირე და ტალღის სიგრძე, ასევე ყველა სხვა ფერს - ნარინჯისფერს, ყვითელს, მწვანეს და ლურჯს - აქვს უნიკალური სიხშირე და ტალღის სიგრძე. ადამიანებს შეუძლიათ ამ ელექტრომაგნიტური ტალღების აღქმა, მაგრამ ვერ ხედავენ დანარჩენ სპექტრს.
გამა სხივები, რენტგენი და ულტრაიისფერი ყველაზე მაღალი სიხშირეა. ინფრაწითელი,მიკროტალღური გამოსხივება და რადიოტალღები იკავებს სპექტრის ქვედა სიხშირეებს. ხილული სინათლე მდებარეობს ძალიან ვიწრო დიაპაზონში.
ლაზერული გამოსხივება: ადამიანის ექსპოზიცია
ლაზერი აწარმოებს სინათლის მიმართულების ინტენსიურ სხივს. თუ მიმართულია, აირეკლება ან ფოკუსირებულია ობიექტზე, სხივი ნაწილობრივ შეიწოვება, რაც გაზრდის ობიექტის ზედაპირულ და შიდა ტემპერატურას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მასალის შეცვლა ან დეფორმაცია. ეს თვისებები, რომლებიც გამოიყენება ლაზერულ ქირურგიაში და მასალის დამუშავებაში, შეიძლება საშიში იყოს ადამიანის ქსოვილისთვის.
გარდა რადიაციისა, რომელიც თერმულ ზემოქმედებას ახდენს ქსოვილებზე, ლაზერული გამოსხივება საშიშია და იწვევს ფოტოქიმიურ ეფექტს. მისი მდგომარეობა არის საკმაოდ მოკლე ტალღის სიგრძე, ანუ სპექტრის ულტრაიისფერი ან ლურჯი ნაწილი. თანამედროვე მოწყობილობები აწარმოებენ ლაზერულ გამოსხივებას, რომლის ზემოქმედება ადამიანზე მინიმუმამდეა დაყვანილი. დაბალი სიმძლავრის ლაზერებს არ აქვთ საკმარისი ენერგია ზიანის მიყენებისთვის და ისინი არ წარმოადგენენ საფრთხეს.
ადამიანის ქსოვილები მგრძნობიარეა ენერგიის მიმართ და გარკვეულ პირობებში ელექტრომაგნიტურმა გამოსხივებამ, მათ შორის ლაზერულმა გამოსხივებამ, შეიძლება დააზიანოს თვალები და კანი. კვლევები ჩატარდა ტრავმული გამოსხივების ზღურბლ დონეზე.
თვალის საშიშროება
ადამიანის თვალი უფრო მგრძნობიარეა დაზიანებების მიმართ, ვიდრე კანი. რქოვანას (თვალის გამჭვირვალე გარე წინა ზედაპირი), დერმისგან განსხვავებით, არ გააჩნია მკვდარი უჯრედების გარე ფენა, რომელიც იცავს გარემოს გავლენისგან. ლაზერული და ულტრაიისფერირადიაცია შეიწოვება თვალის რქოვანას მიერ, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს მას. დაზიანებას თან ახლავს ეპითელიუმის შეშუპება და ეროზია, ხოლო მძიმე დაზიანებისას - წინა კამერის დაბინდვა.
თვალის ლინზა ასევე შეიძლება იყოს მიდრეკილი დაზიანებისკენ, როდესაც ის ექვემდებარება სხვადასხვა ლაზერულ გამოსხივებას - ინფრაწითელი და ულტრაიისფერი.
თუმცა, ყველაზე დიდი საფრთხე არის ლაზერის ზემოქმედება ბადურაზე ოპტიკური სპექტრის ხილულ ნაწილში - 400 ნმ (იისფერი) 1400 ნმ-მდე (ინფრაწითელთან ახლოს). სპექტრის ამ რეგიონში, კოლიმირებული სხივები ფოკუსირებულია ბადურის ძალიან მცირე უბნებზე. ექსპოზიციის ყველაზე არახელსაყრელი ვარიანტი ხდება მაშინ, როდესაც თვალი შორს იყურება და მასში შედის პირდაპირი ან არეკლილი სხივი. ამ შემთხვევაში მისი კონცენტრაცია ბადურაზე 100000-ჯერ აღწევს.
ამგვარად, ხილული სხივი 10 mW/cm სიმძლავრით2 მოქმედებს ბადურაზე 1000 W/cm სიმძლავრით2.. ეს საკმარისზე მეტია ზიანის მიყენებისთვის. თუ თვალი შორს არ იყურება, ან თუ სხივი აირეკლება დიფუზური, სარკისებური ზედაპირიდან, ბევრად უფრო ძლიერი გამოსხივება იწვევს დაზიანებებს. ლაზერული ეფექტი კანზე მოკლებულია ფოკუსირების ეფექტს, ამიტომ იგი გაცილებით ნაკლებად არის მიდრეკილი ამ ტალღის სიგრძეზე დაზიანებისკენ.
რენტგენი
ზოგიერთ მაღალი ძაბვის სისტემას 15 კვ-ზე მეტი ძაბვით შეუძლია გამოიმუშაოს მნიშვნელოვანი სიმძლავრის რენტგენის სხივები: ლაზერული გამოსხივება, რომლის წყაროა მაღალი სიმძლავრის ელექტრონებით ამოტუმბული ექსიმერული ლაზერები, ასევეპლაზმური სისტემები და იონური წყაროები. ეს მოწყობილობები უნდა შემოწმდეს რადიაციული უსაფრთხოებისთვის, მათ შორის სათანადო დაცვის უზრუნველსაყოფად.
კლასიფიკაცია
სხივის სიმძლავრის ან ენერგიისა და გამოსხივების ტალღის სიგრძის მიხედვით, ლაზერები იყოფა რამდენიმე კლასად. კლასიფიკაცია ეფუძნება პოტენციალს, რომ მოწყობილობამ გამოიწვიოს თვალების, კანის ან ხანძრის დაუყოვნებლივი დაზიანება სხივზე უშუალოდ ზემოქმედებისას ან დიფუზური ამრეკლი ზედაპირებიდან ასახვისას. ყველა კომერციული ლაზერი ექვემდებარება იდენტიფიკაციას მათზე გამოყენებული ნიშნებით. თუ მოწყობილობა ხელნაკეთი იყო ან სხვაგვარად არ იყო მონიშნული, უნდა მოიძიოთ რჩევა შესაბამისი კლასიფიკაციისა და ეტიკეტირების შესახებ. ლაზერები გამოირჩევიან სიმძლავრით, ტალღის სიგრძით და ექსპოზიციის დროით.
უსაფრთხო მოწყობილობები
პირველი კლასის მოწყობილობები წარმოქმნის დაბალი ინტენსივობის ლაზერულ გამოსხივებას. მას არ შეუძლია მიაღწიოს საშიშ დონეებს, ამიტომ წყაროები გათავისუფლებულია კონტროლის უმეტესობისგან ან ზედამხედველობის სხვა ფორმებისგან. მაგალითი: ლაზერული პრინტერები და CD ფლეერები.
პირობითად უსაფრთხო მოწყობილობები
მეორე კლასის ლაზერები ასხივებენ სპექტრის ხილულ ნაწილში. ეს არის ლაზერული გამოსხივება, რომლის წყაროები იწვევს ადამიანს ზედმეტად კაშკაშა სინათლის უარყოფის ნორმალურ რეაქციას (მოციმციმე რეფლექსი). სხივთან ზემოქმედებისას ადამიანის თვალი ახამხამებს 0,25 წამის შემდეგ, რაც უზრუნველყოფს საკმარის დაცვას. თუმცა, ლაზერული გამოსხივება ხილულ დიაპაზონში შეიძლება დააზიანოს თვალი მუდმივი ზემოქმედებით.მაგალითები: ლაზერული მაჩვენებლები, გეოდეზიური ლაზერები.
კლასის 2a ლაზერები არის სპეციალური დანიშნულების მოწყობილობები, რომელთა გამომავალი სიმძლავრე 1 მვტ-ზე ნაკლებია. ეს მოწყობილობები ზიანს აყენებენ მხოლოდ მაშინ, როდესაც უშუალოდ 1000 წმ-ზე მეტია 8 საათიანი სამუშაო დღის განმავლობაში. მაგალითი: შტრიხკოდების წამკითხველები.
საშიში ლაზერები
კლასი 3a ეხება მოწყობილობებს, რომლებიც არ აზიანებენ დაუცველ თვალს მოკლევადიანი ზემოქმედებით. შეიძლება საშიში იყოს ფოკუსირებული ოპტიკის გამოყენებისას, როგორიცაა ტელესკოპები, მიკროსკოპები ან ბინოკლები. მაგალითები: 1-5 მვტ ჰე-ნე ლაზერი, ზოგიერთი ლაზერული მაჩვენებელი და შენობის დონეები.
3b კლასის ლაზერის სხივმა შეიძლება გამოიწვიოს დაზიანება, თუ პირდაპირ გამოიყენება ან აირეკლება უკან. მაგალითი: 5-500 მვტ HeNe ლაზერი, მრავალი კვლევისა და თერაპიული ლაზერი.
4 კლასი მოიცავს მოწყობილობებს 500 მვტ-ზე მეტი სიმძლავრის დონით. ისინი საშიშია თვალების, კანისთვის და ასევე ხანძრის საშიშროებას წარმოადგენს. სხივის ზემოქმედებამ, მისმა სპეკულარულმა ან დიფუზურმა ანარეკლმა შეიძლება გამოიწვიოს თვალისა და კანის დაზიანებები. უსაფრთხოების ყველა ზომა უნდა იქნას მიღებული. მაგალითი: Nd:YAG ლაზერები, დისპლეები, ქირურგია, ლითონის ჭრა.
ლაზერული გამოსხივება: დაცვა
თითოეულმა ლაბორატორიამ უნდა უზრუნველყოს ადეკვატური დაცვა ლაზერებით მომუშავე პირებისთვის. ოთახების ფანჯრები, რომლებშიც შეიძლება გაიაროს რადიაცია 2, 3 ან 4 კლასის მოწყობილობებიდან, რამაც ზიანი მიაყენოსუკონტროლო ადგილები უნდა იყოს დაფარული ან სხვაგვარად დაცული ასეთი აპარატის მუშაობის დროს. თვალის მაქსიმალური დაცვისთვის რეკომენდებულია შემდეგი.
- სხივი უნდა იყოს ჩასმული არაამრეკლი, აალებადი დამცავი გარსით, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს შემთხვევითი ზემოქმედების ან ხანძრის რისკი. სხივის გასასწორებლად გამოიყენეთ ფლუორესცენტური ეკრანები ან მეორადი სამიზნეები; მოერიდეთ თვალის პირდაპირ კონტაქტს.
- გამოიყენეთ ყველაზე დაბალი სიმძლავრე სხივის გასწორების პროცედურისთვის. თუ შესაძლებელია, გამოიყენეთ დაბალი დონის მოწყობილობები წინასწარი გასწორების პროცედურებისთვის. მოერიდეთ ლაზერის არეში ზედმეტი ამრეკლავი ობიექტების არსებობას.
- შეზღუდეთ სხივის გავლა სახიფათო ზონაში არასამუშაო საათებში, საკეტებითა და სხვა დაბრკოლებების გამოყენებით. არ გამოიყენოთ ოთახის კედლები 3b და 4 კლასის ლაზერების სხივის გასასწორებლად.
- გამოიყენეთ არაამრეკლი ხელსაწყოები. ზოგიერთი ინვენტარი, რომელიც არ ასახავს ხილულ სინათლეს, ხდება სპეკულარული სპექტრის უხილავ რეგიონში.
- არ აცვიათ ამრეკლავი სამკაულები. ლითონის სამკაულები ასევე ზრდის ელექტროშოკის რისკს.
სათვალე
4 კლასის ლაზერებთან მუშაობისას ღია საფრთხის ზონაში ან სადაც არის არეკვლის რისკი, უნდა ატაროთ უსაფრთხოების სათვალე. მათი ტიპი დამოკიდებულია რადიაციის ტიპზე. სათვალეები უნდა შეირჩეს არეკლებისგან დასაცავად, განსაკუთრებით დიფუზური ანარეკლებისგან და უზრუნველყოს ისეთი დონე, რომ ბუნებრივი დამცავი რეფლექსი თავიდან აიცილოს თვალის დაზიანება. ასეთი ოპტიკური მოწყობილობებიშეინარჩუნეთ სხივის გარკვეული ხილვადობა, თავიდან აიცილეთ კანის დამწვრობა, შეამცირეთ სხვა ავარიების შესაძლებლობა.
ფაქტორები, რომლებიც გასათვალისწინებელია სათვალეების არჩევისას:
- ტალღის სიგრძე ან რადიაციის სპექტრის რეგიონი;
- ოპტიკური სიმკვრივე კონკრეტულ ტალღის სიგრძეზე;
- მაქსიმალური განათება (W/cm2) ან სხივის სიმძლავრე (W);
- ლაზერული სისტემის ტიპი;
- ენერგიის რეჟიმი - პულსირებული ლაზერული შუქი ან უწყვეტი რეჟიმი;
- არეკვლის შესაძლებლობები - სპეკულარული და დიფუზური;
- ხედვის ველი;
- მაკორექტირებელი ლინზების ან საკმარისი ზომის არსებობა მაკორექტირებელი სათვალეების ტარებისთვის;
- კომფორტი;
- სავენტილაციო ხვრელების არსებობა ნისლის თავიდან ასაცილებლად;
- ეფექტი ფერის ხედვაზე;
- დარტყმის წინააღმდეგობა;
- უნარი შეასრულოს საჭირო ამოცანები.
რადგან დამცავი სათვალეები მგრძნობიარეა დაზიანებისა და ტარების მიმართ, ლაბორატორიის უსაფრთხოების პროგრამა უნდა მოიცავდეს ამ დამცავი მახასიათებლების პერიოდულ შემოწმებას.
