Рекомендации Международного комитета по неионизирующим излучениям от 1990 г. о ПДУ электрического и магнитного полей промышленной частоты

Время пребывания в поле	Е (кВ/м)	Н (мТл)
Профессионалы
В течение рабочего дня		0,5
Короткое время		5 (< 2 ч в день)
Для частей тела	-
Население
Вплоть до 24 ч в день		0,1 (80А/м)
Несколько часов в день

Для сравнения с зарубежными нормами приведем данные наиболее авторитетных и полных во всем частотном диапазоне от 0 до 300 ГГЦ немецких стандартов применительно ЭМП промышленной частоты и статических полей.

Для электростатического поля в течение рабочего дня по немецким нормам Е = 40 кВ/м (у нас 20 кВ/м), для постоянного магнитного поля – Н = 16 кА/м (у нас 8 кА/м).

Для напряженности электрического поля промышленной частоты в течение рабочего дня Е = 20 кВ/м (у нас 5 кВ/м), для напряженности магнитного поля промышленной частоты Н = 4 кА/м (у нас 1,4 кА/м).

Сравнение показывает, что наши нормы для персонала по постоянным полям жестче в 2 раза, а по ЭМП промышленной частоты – в 3-4 раза. Это свидетельствует об определенном запасе, заложенном в наши действующие нормы.

ФАКТОРЫ РИСКА ПРИ РАБОТЕ С КОМПЬЮТЕРАМИ, НОРМЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЭМП ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМПЬЮТЕРОВ

Компьютеры заняли прочное место в современной жизни, без них невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы деятельности, хотя от первого электронно-вычислительного монстра весом около 50 т, созданного в Пенсильванском университете для расчета траекторий полета артиллерийских снарядов и запоминавшего одновременно всего лишь 20 чисел, до суперсовременных портативных компьютеров с колоссальным объемом памяти и феноменальной скоростью расчетов прошло чуть больше 50 лет. Первые персональные компьютеры появились в 1975 г.

Не затрагивая социальных и других аспектов вторжения компьютеров в нашу жизнь, следует заметить, что, к сожалению, не все пользователи представляют себе, какие многочисленные опасности заключены в этом «черном ящике», особенно если неграмотно его эксплуатировать.

С точки зрения безопасности труда, на здоровье пользователей прежде всего влияют повышенное зрительное напряжение, психологическая перегрузка, длительное неизменное положение тела в процессе работы и воздействие электромагнитных полей, которое является наиболее опасным и коварным, так как действует незаметно и проявляется не сразу. Исследованиями Центра электромагнитной безопасности наиболее распространенных на нашем рынке компьютеров установлено, что «уровень ЭМП в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный уровень».

Последствиями регулярной работы с компьютером без применения защитных мер являются:

– заболевания органов зрения (у 60% пользователей);

- болезни сердечно-сосудистой системы (у 60%);

- заболевания желудочно-кишечного тракта (у 40%);

– кожные заболевания (у 10%);

– различные опухоли, прежде всего мозга.

Особенно опасно электромагнитное излучение компьютера для детей и беременных женщин. Установлено, что у беременных женщин, работающих на компьютерах с дисплеями на электронно-лучевых трубках, с 90%-и вероятностьюв 1,5 раза чаще случаются выкидыши ив 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками.

В таблице 32 дается связь между основными факторами риска и возможными нарушениями здоровья (по данным Всероссийской ассоциации здоровья).

Таблица 32

Связь между основными факторами риска и возможными нарушениями здоровья

Факторы риска	Нарушения зрения	Кожные заболевания	Стресс	Патология беременности
Статическое электричество	+	+	?	?
ЭМП	?	-	?	+
Рентгеновские излучения	?	-	-	+
Ультрафиолетовое излучение	+	?	?	?
Мерцание изображения	+	-	+	?
Яркий видимый свет	+	-	+	-
Блики и отраженный свет	+	-	+	-

Условные обозначения: + есть связь; - связи нет; ? – связь возможна.

Первые нормативные документы, регламентирующие требования безопасности при эксплуатации компьютеров, были введены в нашей стране в 1988 г. В этих документах, действовавших до самого последнего времени, наиболее слабым местом были нормы по полям, особенно в сравнении с западными аналогами.

В настоящее время широкое распространение в странах Европы нашли требования шведских стандартов, которые намного (в десятки раз) жестче требований существующих ГОСТов по электромагнитным полям для персонала, применявшихся, однако, и для пользователей ЭВМ, среди которых много детей, пожилых и других лиц с ослабленным здоровьем.

С 1 января 1997 г. шведские нормы наконец приняты и у нас. Согласно СанПиН 2.2.2.542-96 в диапазоне частот 5 Гц-2 кГц напряженность электрического поля Е не должна превышать 25 В/м, а магнитная индукция В-250 нТл, что равнозначно напряженности магнитного поля Н = 0,2 А/м.

В диапазоне частот 2-400 кГц – Е≤ 2,5 В/м, а Н ≤ 0,02 А/м. Эти значения должны характеризовать ЭМП на расстоянии 50 см от видеодисплейных терминалов вокруг них, так как ЭМИ от компьютера распространяются в пространстве во всех направлениях, а не только от экрана. В связи с этим согласно СанПиН расстояние между тыльной поверхностью одного видеомонитора и экраном другого должно быть не менее 2 м, а между боковыми поверхностями – не менее 1,2 м.

При индивидуальном использовании ПЭВМ или однорядном их расположении необходимо установить защитное покрытие на заднюю и боковые стенки ПЭВМ. Согласно Правилам регламентируется также поверхностный электростатический потенциал, который не должен превышать 500 В. При эксплуатации компьютеров ранних поколений в обязательном порядке надо применять защитный экран на мониторе, причем экран необходимо заземлять. Следует выбирать наиболее прозрачный экран, так как при работе с темным (менее 50% прозрачности) приходится увеличивать яркость, что сокращает срок службы монитора и увеличивается интенсивность излучения, особенно в области наиболее вредных низких частот.

Более поздние мониторы с маркировкой Low Radiation практически удовлетворяют требованиям шведских стандартов и СанПиН по уровню ЭМИ. Компьютеры с жидкокристаллическим экраном не наводят статического электричества и не имеют источников относительно мощного электромагнитного излучения. При использовании блока питания возникает некоторое превышение уровня на промышленной частоте, поэтому рекомендуется работать от аккумулятора.

Наиболее эффективная система защиты от излучений реализуется созданием дополнительного металлического внутреннего корпуса, замыкающегося на встроенный закрытый экран. При такой конструкции удается уменьшить электрическое и электростатическое поле до фоновых значений уже на расстоянии 5-7 см от корпуса, а при компенсации магнитного поля такая конструкция обеспечивает максимально возможную в наше время безопасность.

На рис. 38 представлены зоны компьютерного излучения без средств защиты от ЭМИ и при их применении.

Во всех случаях для снижения уровня облучения монитор рекомендуется располагать на расстоянии вытянутой руки пользователя. Оптимальным считается расстояние до экрана 60-70 см и ни в коем случае ближе 50 см.

1 – монитор без системы электромагнитной защиты; 2 – монитор с защитным фильтром на экране; 3 монитор с полной электромагнитной защитой.

Появился новый показатель напряженности труда – наблюдение за экранами видеотерминалов. Оптимальным устанавливается наблюдение до 2 ч в смену, допустимым до 3 ч. Свыше Зч – это напряженность (вредность) первой степени, а свыше 4ч – напряженность второй степени. Зрительная нагрузка больше этого времени просто не допускается. Большое значение в возникновении зрительного перенапряжения имеет качество визуальных параметров изображения на дисплее, которых насчитывается более двадцати. Требования к ним, а также к эмиссионным параметрам компьютеров установлены в новых государственных стандартах (ГОСТ Р 50923-96, ГОСТ 50948-96, ГОСТ Р 50949-96).

Уровень глаз при вертикально расположенном экране ВДТ должен приходиться на центр или 2/3 высоты экрана. Линия взора должна быть перпендикулярна центру экрана.

Для обеспечения метеоусловий площадь на одно рабочее место с ВДТ и ПЭВМ должна быть не менее 6,0 кв. м. Освещенность на поверхности стола должна быть 300-500 лк, а уровень шума на рабочих местах не должен превышать 50 дБА.

Даже если все параметры компьютера, среды и рабочего места соответствуют нормативным требованиям и рекомендациям, при частой и продолжительной работе за ВДТ велика вероятность, что у пользователя будет развиваться компьютерная болезнь с ее негативными последствиями для здоровья. В США жалобы на проявления этой болезни, названной синдромом стресса оператора дисплея, встречаются более чем у половины пользователей. На возникновение и характер развития болезни большое влияние оказывает режим труда и отдыха, который зависит от вида и категории трудовой деятельности. Длительность работы преподавателей вузов в дисплейных классах не должна превышать 4 ч в день, а максимальное время занятий для первокурсников – 2 ч в день, студентов же старших курсов – 3 академических часа при соблюдении регламентированных перерывов и профилактических мероприятий: упражнений для глаз, физкультминуток и физкультпауз.

При работе с компьютером для сохранения здоровья необходимо неукоснительно соблюдать требования правил и рекомендаций по защите от вредных воздействий, в том числе и прежде всего электромагнитных излучений.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ И ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ ЭМП

Для измерения напряженности электростатического поля (ЭСП) в пространстве рекомендуются приборы ИНЭП-1, ИЭСП-1, ИНЭП-20Д, имеющие диапазон измерений 0,2-2500 кВ/м, для ЭСП на поверхности – ИЭЗ-П с пределом измеряемых значений 4-500 кВ/м.

Для измерения напряженности постоянного магнитного поля используются приборы Ш1-8 и Ф4355, имеющие диапазон измерений 0-1600 кА/м.

Для измерения напряженности магнитного поля промышленной частоты отечественная промышленность выпускает прибор Г-79 с диапазоном измерений 0–15 кА/м в диапазоне 0,02-20 кГц.

Для измерений напряженности электрического поля промышленной частоты стандарт рекомендует прибор NFM-1, производившийся в Германии. Данный прибор пригоден и для измерений магнитного поля, так как работа его основана на законе электромагнитной индукции. Для измерения Е используются антенны дипольной системы, а для измерения Н – рамочные антенны. Прибор работает в широком диапазоне частот. На 50 Гц диапазон измерений Е – (2-40) кВ/м, в частотном диапазоне 60 кГц – 300 МГц электрическое поле измеряется в пределах 4–1500 В/м. Магнитное поле измеряется в диапазоне 0,1-1,5 МГц для значений 0,5-300 А/м. Погрешность всех измерений доходит до 25%.

Из отечественных приборов можно указать ИЭМП-1, который пригоден для измерений Е = 5-100 В/м в диапазоне 50 Гц-30 МГц и для измерений Н = 0,5–300 А/м в диапазоне 100 кГц – 1,5 МГц. Погрешность измерений также высока: до 20%. Выпускаются также ПЗ-15, ПЗ-16, ПЗ-17 для измерения Е = 1-3000 В/м в диапазоне 0,01-300 МГц. В настоящее время налажен выпуск ПЗ-21, ПЗ-22, позволяющих измерять Н от 0,3 до 500 А/м.

Для измерений ЭМП сверхвысоких частот, то есть начиная с 300 МГц и выше, пригодны ПЗ-9, ПЗ-18, ПЗ-19, ПЗ-20. Диапазон измерений 1 мкВт/см²-100 мВт/см² с допустимой погрешностью до 30-40%.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМП

При несоответствии требованиям норм в зависимости от рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, уровня облучения и необходимой эффективности защиты применяют следующие способы и средства защиты или их комбинации: защита временем и расстоянием; уменьшение параметров излучения непосредственно в самом источнике излучения; экранирование источника излучения; экранирование рабочего места; рациональное размещение установок в рабочем помещении; установление рациональных режимов эксплуатации установок и работы обслуживающего персонала; применение средств предупреждающей сигнализации (световая, звуковая и т. д.); выделение зон излучения; применение средств индивидуальной защиты.

Защита временем предусматривает ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне, если интенсивность облучения превышает нормы, установленные при условии облучения в течение смены, и применяется, когда нет возможности снизить интенсивность облучения до допустимых значений другими способами. Допустимое время пребывания зависит от интенсивности облучения.

Защита расстоянием применяется, когда невозможно ослабить интенсивность облучения другими мерами, в том числе и сокращением времени пребывания человека в опасной зоне. В этом случае увеличивают расстояние между источником излучения и обслуживающим персоналом. Этот вид защиты основан на быстром уменьшении интенсивности поля с расстоянием, что хорошо видно из формул. В ближней зоне, протяженность которой R < λ / 2π, где λ – длина волны излучения,

,

напряженности электрической и магнитной составляющих поля убывают в зависимости от расстояния следующим образом:

;

где i – ток в проводнике (антенне),А; l – длина проводника (антенны), м; ε – диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м; ω – угловая частота поля, ω == 2πf, f – частота поля, Гц; R – расстояние от точки наблюдения до источника излучения, м.

Для одиночного прямолинейного проводника с током напряженность магнитного поля Н легко определить по закону полного тока H = I/2πR, где I – ток, R – расстояние от провода до рассматриваемой точки. Например, при токе в однофазной системе, равном 5 А, и при условии, что обратный провод находится на достаточном расстоянии, чтобы его полем пренебречь, на расстоянии 0,1 м Н = 5/2 π · 0,1 == 8 А/м. Такие значения магнитного поля промышленной частоты при длительном (месяцами) воздействии на людей в свете новых данных представляются небезвредными.

Для дальней зоны (R >>λ/2π) эффективность поля оценивается чаще всего по плотности потока мощности S:

S = Р · G/(4πR²),

где Р – мощность излучения, Вт; G – коэффициент усиления антенны.

Оценим мощность облучения мозга при пользовании сотовым телефоном. Приняв Р = 1 Вт, R = 0,1 м, G = 1, получим:

Вт/м²,

что выше предельно допустимого уровня, и уменьшение облучения возможно лишь за счет уменьшения мощности мобильного телефона. Для уменьшения последствий можно рекомендовать не прижимать телефон к уху, прикладывать во время беседы то к одному, то к другому уху и резко сократить разговор до 2-3 мин.

Уменьшение излучения непосредственно в самом источнике достигается за счет применения согласованных нагрузок и поглотителей мощности. Поглотители мощности, ослабляющие интенсивность излучения до 60 дБ (10⁶ раз) и более, представляют собой коаксиальные или волноводные линии, частично заполненные поглощающими материалами, в которых энергия излучения преобразуется в тепловую. Заполнителями служат; чистый графит или в смеси с цементом, песком и резиной; пластмассы; порошковое железо в бакелите, керамике и т. п.; дерево; вода и ряд других материалов.

Уровень мощности можно снизить также с помощью аттенюаторов (от французского atténuer – уменьшать, ослаблять) плавно-переменных и фиксированных. Выпускаемые промышленностью аттенюаторы позволяют ослабить в пределах от 0 до 120 дБ излучение мощностью 0,1-100 Вт и длиной волны 0,4-300 см.

Наиболее эффективным и часто применяемым методом защиты от электромагнитных излучений является экранирование самого источника или рабочего места. Формы и размеры экранов разнообразны и соответствуют условиям применения.

Качество экранирования характеризуется степенью ослабления ЭМП, называемой эффективностью экранирования. Она выражается отношением значений величин Е, Н, S в данной точке при отсутствии экрана к значениям Е_э, Н_э, S_э в той же точке при наличии экрана. На практике обычно ослабление излучения оценивают в децибелах и определяют по одной из следующих формул:

L = 20 lg (E/E_э); L = 20 lg (H/Hэ); L =10 lg (S/S_э).

Экраны делятся на отражающие и поглощающие. Защитное действие отражающих экранов обусловлено тем, что воздействующее поле наводит в толще экрана вихревые токи, магнитное поле которых направлено противоположно первичному полю. Результирующее поле очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную величину. Глубину проникновения δ для любого заранее заданного ослабления поля L можно вычислить по формуле:

,

где μ и γ – соответственно, магнитная проницаемость (Г/м) и электрическая проводимость (См/м) материала.

На расстоянии, равном длине волны, ЭМП в проводящей среде почти полностью затухает, поэтому для эффективного экранирования толщина стенки экрана должна быть примерно равна длине волны в металле. Глубина проникновения ЭМП высоких и сверхвысоких частот очень мала, например для меди она составляет десятые и сотые доли миллиметра, поэтому толщину экрана выбирают по конструктивным соображениям.

В ряде случаев для экранирования применяют металлические сетки, позволяющие производить осмотр и наблюдение экранированных установок, вентиляцию и освещение экранированного пространства. Сетчатые экраны обладают худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными. Их применяют в тех случаях, когда требуется ослабить плотность потока мощности на 20-30 дБ (в 100-1000 раз).

Все экраны должны заземляться. Швы между отдельными листами экрана или сетки должны обеспечивать надежный электрический контакт между соединяемыми элементами.

Средства защиты (экраны, кожухи и т. п.) из радио-поглощающих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной соответствующим составом, ферромагнитных пластин. Коэффициент отражения указанных материалов не превышает 1-3%. Их склеивают или присоединяют к основе конструкции экрана специальными скрепками.

Электромагнитная энергия, излучаемая отдельными элементами электротермических установок и радиотехнической аппаратуры, при отсутствии экранов (настройка, регулировка, испытания) распространяется в помещении, отражается от стен и перекрытий, частично проходит сквозь них и в небольшой степени рассеивается в них. В результате образования стоячих волн в помещении могут создаваться зоны с повышенной плотностью ЭМИ. Поэтому работы рекомендуется проводить в угловых помещениях первого и последнего этажей зданий.

Для защиты персонала от облучений мощными источниками ЭМИ вне помещений необходимо рационально планировать территорию радиоцентра, выносить службы за пределы антенного поля, устанавливать безопасные маршруты движения людей, экранировать отдельные здания и участки территории.

Зоны излучения выделяются на основания инструментальных замеров интенсивности облучения для каждого конкретного случая размещения аппаратуры. Установки ограждают или границу зоны отличают яркой краской на полу помещения, предусматриваются цвета сигнальные и знаки безопасности согласно ГОСТ 12.4.026-76.

Для защиты от электрических полей воздушных линий электропередач необходимо выбрать оптимальные геометрические параметры линии (увеличение высоты подвеса фазных проводов ЛЭП, уменьшение расстояния между ними и т. п.), что снизит напряженность поля вблизи ЛЭП в 1,6-1,8 раза.

Для открытых распредустройств рекомендуются экранирующие устройства, которые в зависимости от назначения подразделяют на стационарные и временные. Выполняют их в виде козырьков, навесов и перегородок из металлической сетки на раме из уголковой стали. Экранирующие устройства необходимо заземлять. Применением заземленных тросов, подвешенных на высоте 2,5 м над землей под фазами соединительных шин ОРУ 750 кВ, удалось уменьшить потенциал в рабочей зоне на высоте 1,8 м, т. е. на уровне роста человека, с 30 до 13 кВ.

По значениям потенциала φ_h или напряженности поля E_h в зоне нахождения человека можно оценить значение проходящего через человека емкостного тока, обусловленного электрическим полем, который в течение рабочей смены не должен превышать 50-60 мкА:

I_h = 10 φ_h (мкА); I_h = 12 E_h (мкА),

где φ_h в кВ, E_h в кВ/м.

Если ток больше указанных значений, то при длительной работе человека в этих условиях надо принимать меры, снижающие ток, а именно: использовать экранирующие костюмы и экранирующие устройства.

Отметим, что экранирующие устройства, предназначенные для защиты от электрических полей промышленной частоты и определяемые в основном соображениями механической прочности, могут оказаться малоэффективными от воздействия магнитных полей, т. к. при частоте f = 50 Гц электромагнитная волна проникает в медь на несколько сантиметров, и даже экран из ферромагнитного материала, у которого μ = 1000 μ₀ должен иметь толщину стенки не меньше 4-5 мм.

При выполнении ряда работ, например по настройке и отработке аппаратуры, оператору неизбежно приходится находиться в зоне электромагнитных излучений иногда большой плотности потока мощности. В этих случаях необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты, к которым относятся комбинезоны и халаты из металлизированной ткани, осуществляющие защиту организма человека по принципу сетчатого экрана.

Для защиты глаз от ЭМИ предназначены защитные очки с металлизированными стеклами типа ЗП5-80 (ГОСТ 12.4.013-75). Поверхность однослойных стекол, обращенная к глазу, покрыта бесцветной прозрачной пленкой двуокиси олова, которая дает ослабление электромагнитной энергии до 30 дБ при светопропускании не ниже 75%.

Для защиты персонала от действия электрического поля при работах в действующих электроустановках промышленной частоты сверхвысокого напряжения, а также при работах под напряжением на воздушных линиях электропередач высокого напряжения применяется экранирующий костюм, который изготавливается в виде комбинезона или куртки с брюками (рис. 39). В комплект костюма входят также металлическая или пластмассовая металлизированная каска, специальная обувь, рукавицы или перчатки, покрытые токопроводящей тканью. Все части экранирующего костюма соединяются между собой специальными проводниками для обеспечения надежной электрической связи.

Для контроля уровней ЭМП применяют различные измерительные приборы в зависимости от диапазона частот. Измерения проводят в зоне нахождения персонала от уровня пола до высоты 2 м через каждые 0,5 м. Для определения характера распространения и интенсивности ЭМП в цехе или кабине измерения проводятся в точках пересечения координатной сетки со стороной 1 м. Все измерения проводятся при максимальной мощности источника ЭМП.

ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн λ = 0,2 – 1000 мкм. Лазеры широко применяются в микроэлектронике, биологии, метрологии, медицине, геодезии, связи, спектроскопии, голографии, вычислительной технике, в исследованиях по термоядерному синтезу и во многих других областях науки и техники.

Лазеры бывают импульсного и непрерывного излучения. Импульсное излучение – с длительностью не более 0,25 с, непрерывное излучение – с длительностью 0,25 с или более.

Промышленностью выпускаются твердотельные, газовые и жидкостные лазеры.

Лазерное излучение характеризуется монохроматичностью, высокой когерентностью, чрезвычайно малой энергетической расходимостью луча и высокой энергетической освещенностью.

Энергетическая освещенность (облученность) (Вт/см^-2) – это отношение мощности потока излучения, падающего на малый участок облучаемой поверхности, к площади этого участка.

Энергетическая экспозиция (Дж/см^-2) – это отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок, к площади этого участка, иначе: это произведение энергетической освещенности (облученности) (Вт/см^-2) на длительность облучения (с).

Энергетическая освещенность в центре площадки на поверхности объекта может быть рассчитана по формуле: P₃ = PD²/λ²f², где Р – выходная мощность излучения лазера; D – диаметр объектива оптической системы; λ – длина волны; f – фокусное расстояние оптической системы.

Для газодинамического лазера на углекислом газе мощностью 100 кВт при длине волны λ = 10,6 мкм и соотношении D/f =0,5 расчет по приведенной формуле дает значение плотности сфокусированной мощности 2,2 х 10¹⁰ Вт · см^-2.

Энергетическая освещенность лазерного луча достигает 10¹²-10¹³ Вт · см^-2 и более. Этой энергии оказывается достаточно для плавления и даже испарения самых тугоплавких веществ. Для сравнения укажем, что на поверхности Солнца плотность мощности излучения равна 10⁸ Вт · см^-2.

Лазерное излучение сопровождается мощным электромагнитным полем. Напряженность электрического поля можно рассчитать по формуле: , где – волновое сопротивление среды, в которой распространяется излучение, для воздухаZ_c = 120π; Р_s – плотность мощности излучения.

Подставляя в формулу полученное ранее значение P_s = 2,2 х 10¹⁰ Вт · см^-2 для газодинамического лазера на углекислом газе, найдем Е ≈ 3 х 10⁸ В/м! Поэтому при таких значениях напряженности поля в облучаемом лазерным лучом веществе возможны проявления как чисто электрических, так и химических эффектов, приводящих к ослаблению связей между молекулами, их поляризации, вплоть до ионизации молекул облучаемого вещества.

Таким образом, лазерное излучение, безусловно, представляет опасность для человека. Наиболее опасно оно для органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучение проникает свободно внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчатки глаза, проходят через несколько преломляющих сред: роговую оболочку, хрусталик и, наконец, стекловидное тело. Наиболее чувствительна к вредному воздействию лазерного облучения сетчатка. В результате фокусирования на малых участках сетчатки могут концентрироваться плотности энергии в сотни и тысячи раз больше той, которая падает на переднюю поверхность роговицы глаза. Энергия лазерного излучения, поглощенная внутри глаза, преобразуется в тепловую энергию. Нагревание может вызвать различные повреждения и разрушения глаза.

Ткани живого организма при малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для лазерного излучения. Поэтому поверхностные (кожные) покровы оказываются наиболее подверженными его воздействию. Степень этого воздействия определяется, с одной стороны, параметрами самого излучения: чем выше интенсивность излучения и чем длиннее его волна, тем сильнее воздействие; с другой стороны, на исход поражения кожи влияет степень ее пигментации. Пигмент кожи является как бы своеобразным экраном на пути излучения в расположенные под кожей ткани и органы.

При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения не только кожи, но и внутренних тканей и органов. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвения тканей, а также свертывания или распада крови. В таких случаях повреждения кожи оказываются относительно менее выраженными, чем изменения во внутренних тканях, а в жировых тканях вообще не отмечено каких-либо патологических изменений.

Рассмотренные возможные вредные последствия от воздействия лазерного излучения относятся к случаям прямого облучения вследствие грубых нарушений правил безопасного обслуживания лазерных установок. Рассеянно или тем более концентрированно отраженное излучение малой интенсивности воздействует значительно чаще, результатом могут быть различные функциональные нарушения в организме – в первую очередь в нервной и сердечно-сосудистой системах. Эти нарушения проявляются в неустойчивости артериального давления крови, повышенной потливости, раздражительности и т. п. Лица, работающие в условиях воздействия лазерного отраженного излучения повышенной интенсивности, жалуются на головные боли, повышенную утомляемость, неспокойный сон, чувство усталости и боли в глазах. Как правило, эти неприятные ощущения проходят без специального лечения после упорядочения режима труда и отдыха и принятия соответствующих защитных профилактических мер.

Нормирование лазерного излучения осуществляется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ). Это уровни лазерного облучения, которые при ежедневной работе не вызывают у работающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья.

Согласно «Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров» ПДУ лазерного излучения определяются энергетической экспозицией облучаемых тканей (Дж х см^-2).

Лазеры по степени опасности генерируемого ими излучения подразделяются на четыре класса:

1 класс – выходное излучение не представляет опасности для глаз и кожи;

2 класс – выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением;

3 класс – выходное излучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркально отраженным излучением;

4 класс – выходное излучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности,

Работа лазерных установок может сопровождаться также возникновением и других опасных и вредных производственных факторов: шум, вибрация, аэрозоли, газы, электромагнитное и ионизирующее излучения.

Сопутствующие опасные и вредные производственные факторы, которые могут возникнуть при эксплуатации лазеров разных классов, приведены в таблице33.

Класс опасности лазерной установки определяется на основании длины волны излучения λ (мкм), расчетной величины энергии облучения Е (Дж) и ПДУ для данных условий работы.

Определение уровней облучения персонала для лазеров 2-4 классов должно проводиться периодически не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора.

Таблица 33