Apa itu radiasi laser? Radiasi laser: sumber dan proteksinya darinya

Laser menjadi alat penelitian yang semakin penting di bidang kedokteran, fisika, kimia, geologi, biologi dan teknologi. Jika digunakan dengan tidak semestinya, mereka dapat mempesona dan menyebabkan luka (termasuk luka bakar dan cedera listrik) ke operator dan personil lainnya, termasuk pengunjung acak ke laboratorium, dan menyebabkan kerusakan properti yang signifikan. Pengguna perangkat ini harus benar-benar memahami dan menerapkan tindakan pengamanan yang diperlukan saat menanganinya.

Apa itu laser?

Kata "laser" (LASER bahasa Inggris, Amplifikasi Ringan dengan Dirangsang Emisi Radiasi) adalah singkatan, yang berarti "amplifikasi cahaya oleh radiasi yang disebabkan". Frekuensi radiasi yang dihasilkan oleh laser berada di dalam atau di dekat bagian yang terlihat dari spektrum elektromagnetik. Energi diperkuat dengan intensitas yang sangat tinggi melalui proses yang disebut "laser induced radiation."

Istilah "radiasi" sering disalahpahami, karena juga digunakan untuk menggambarkan bahan radioaktif. Dalam konteks ini, berarti transfer energi. Energi ditransfer dari satu tempat ke tempat lain dengan cara konduktivitas, konveksi dan radiasi.

Ada banyak jenis laser yang bekerja di lingkungan yang berbeda. Sebagai media kerja, gas digunakan (misalnya argon atau campuran helium dengan neon), kristal padat (misalnya ruby) atau pewarna cair. Ketika energi dipasok ke media kerja, ia melewati keadaan tereksitasi dan melepaskan energi dalam bentuk partikel cahaya (foton).

Sepasang cermin di kedua ujung tabung tertutup merefleksikan atau mentransmisikan cahaya dalam bentuk aliran terkonsentrasi yang disebut sinar laser. Setiap lingkungan kerja menghasilkan balok dengan panjang gelombang dan warna yang unik.

Warna sinar laser, sebagai aturan, diungkapkan oleh panjang gelombang. Ini adalah non-pengion dan mencakup bagian ultraviolet (100-400 nm), terlihat (400-700 nm) dan inframerah (700 nm - 1 mm) dari spektrum.

Spektrum elektromagnetik

Setiap gelombang elektromagnetik memiliki frekuensi dan panjang unik yang terkait dengan parameter ini. Sama seperti lampu merah memiliki frekuensi dan panjang gelombangnya sendiri, dan semua warna lainnya - oranye, kuning, hijau dan biru - memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang unik. Orang bisa merasakan gelombang elektromagnetik ini, tapi mereka tidak dapat melihat spektrum lainnya.

Frekuensi terbesar adalah sinar gamma, sinar-X dan ultraviolet. Inframerah, radiasi gelombang mikro dan gelombang radio menempati frekuensi yang lebih rendah dari spektrum. Cahaya yang terlihat berada dalam jarak yang sangat sempit di antara keduanya.

Radiasi laser: efek pada manusia

Laser menghasilkan sinar terarah yang intens. Jika diarahkan, dipantulkan atau difokuskan pada objek, balok diserap sebagian, menaikkan suhu permukaan dan bagian dalam benda, yang dapat menyebabkan perubahan atau deformasi material. Kualitas ini, yang telah menemukan aplikasi dalam operasi laser dan pemrosesan material, dapat berbahaya bagi jaringan manusia.

Selain radiasi, yang memiliki efek termal pada jaringan, radiasi laser, yang menghasilkan efek fotokimia, berbahaya. Kondisinya adalah panjang gelombang yang cukup pendek , yaitu bagian spektrum ultraviolet atau biru. Perangkat modern menghasilkan radiasi laser, efeknya pada manusia diminimalkan. Energi laser berdaya rendah tidak cukup untuk menyebabkan kerusakan, dan tidak menimbulkan bahaya.

Jaringan manusia sensitif terhadap efek energi, dan dalam keadaan tertentu, radiasi elektromagnetik, radiasi laser, termasuk, dapat menyebabkan kerusakan mata dan kulit. Tingkat ambang radiasi traumatik dipelajari.

Bahaya ke mata

Mata manusia lebih rentan terhadap cedera daripada kulit. Kornea (permukaan luar transparan bagian depan mata), tidak seperti dermis, tidak memiliki lapisan luar sel mati yang melindungi dari lingkungan. Radiasi laser dan ultraviolet diserap oleh kornea mata, yang bisa membahayakannya. Trauma disertai edema epitel dan erosi, dan pada luka parah - pembesaran ruang anterior.

Lensa mata juga bisa rawan cedera saat terkena berbagai radiasi laser - inframerah dan ultraviolet.

Bahaya terbesar, bagaimanapun, adalah efek laser pada retina di bagian optik optik yang terlihat - dari 400 nm (violet) sampai 1400 nm (near infrared). Di wilayah spektrum ini, sinar collimated difokuskan pada daerah retina yang sangat kecil. Varian efek yang paling tidak menguntungkan terjadi saat mata terlihat jauh dan sinar langsung atau terpantul masuk. Dalam hal ini, konsentrasinya pada retina mencapai 100 000 kali.

Dengan demikian, balok yang terlihat dengan kekuatan 10 mW / cm ² beraksi di retina mata dengan kekuatan 1000 W / cm ² . Ini lebih dari cukup untuk menyebabkan kerusakan. Jika mata tidak melihat ke kejauhan, atau jika sinar itu bercermin dari permukaan yang tidak menyebar dan tidak bercermin, radiasi yang jauh lebih kuat menyebabkan trauma. Dampak laser pada kulit tidak memiliki efek memusatkan perhatian, sehingga jauh lebih rentan terkena cedera pada panjang gelombang ini.

Sinar-X

Beberapa sistem tegangan tinggi dengan voltase lebih dari 15 kV dapat menghasilkan sinar-X dengan kekuatan yang cukup besar: radiasi laser, yang sumbernya adalah laser excimer yang kuat dengan pemompaan elektron, serta sistem plasma dan sumber ion. Perangkat ini harus diperiksa keamanan radiasi, termasuk untuk memastikan perisai yang tepat.

Klasifikasi

Bergantung pada kekuatan atau energi balok dan panjang gelombang radiasi, laser dibagi menjadi beberapa kelas. Klasifikasi didasarkan pada kemampuan potensial perangkat untuk menyebabkan luka langsung pada mata, kulit, radang dengan paparan sinar langsung atau bila dipantulkan dari permukaan reflektif yang difus. Semua laser komersial harus diidentifikasi dengan bantuan label yang ada pada mereka. Jika perangkat telah diproduksi di rumah atau tidak ditandai, saran harus diberikan pada klasifikasi dan pelabelan yang sesuai. Laser dibedakan dengan kekuatan, panjang gelombang dan waktu pemaparan.

Perangkat yang aman

Perangkat kelas satu menghasilkan radiasi laser berintensitas rendah. Ini tidak dapat mencapai tingkat yang berbahaya, jadi sumber dikecualikan dari tindakan pengendalian yang paling atau bentuk pengawasan lainnya. Contoh: printer laser dan pemutar CD.

Perangkat yang aman

Laser dari kelas kedua memancar di bagian spektrum yang terlihat. Ini adalah radiasi laser, yang sumbernya menyebabkan reaksi normal pada orang yang menolak cahaya terlalu terang (blinking reflex). Saat terkena sinar, mata manusia berkedip setelah 0,25 detik, yang memberikan perlindungan memadai. Namun, radiasi laser di kisaran yang terlihat dapat merusak mata pada paparan konstan. Contoh: laser pointer, laser geodesik.

Laser kelas 2a adalah perangkat tujuan khusus dengan daya keluaran kurang dari 1 mW. Perangkat ini hanya menyebabkan kerusakan hanya dengan pemaparan langsung lebih dari 1000 detik selama 8 jam. Contoh: pembaca kode batang.

Laser berbahaya

Kelas 3a mengacu pada perangkat yang tidak melukai paparan jangka pendek terhadap mata yang tidak terlindungi. Bisa berbahaya bila menggunakan optik fokus, misalnya teleskop, mikroskop atau teropong. Contoh: laser helium-neon 1-5 mW, beberapa laser pointer dan level bangunan.

Sinar laser kelas 3b dapat menyebabkan cedera saat terpapar cahaya langsung atau bila dipantulkan di cermin. Contoh: daya laser helium-neon 5-500 mW, banyak penelitian dan laser terapeutik.

Kelas 4 mencakup perangkat dengan tingkat daya lebih dari 500 mW. Mereka berbahaya bagi mata, kulit, dan api. Pengaruh sinar, pantulan cermin atau pantulannya dapat menyebabkan luka pada mata dan kulit. Semua tindakan pengamanan harus dilakukan. Contoh: Nd: YAG-laser, display, operasi, pemotongan logam.

Radiasi laser: proteksi

Setiap laboratorium harus memberikan perlindungan yang memadai bagi orang-orang yang bekerja dengan laser. Jendela ruangan yang melaluinya radiasi dari perangkat Kelas 2, Kelas 3 atau Kelas 4 dapat dirugikan di area yang tidak terkontrol, harus ditutup atau dilindungi selama pengoperasian perangkat semacam itu. Untuk memastikan perlindungan mata maksimal, berikut ini direkomendasikan.

• Bundel harus dienkapsulasi dalam cangkang pelindung non-reflektif yang tidak mudah terbakar untuk meminimalkan risiko pemaparan atau kebakaran yang tidak disengaja. Untuk menyelaraskan balok, gunakan layar neon atau pemirsa sekunder; Hindari paparan langsung ke mata.
• Untuk prosedur pelurusan balok, gunakan daya terendah. Jika memungkinkan, gunakan perangkat low-end untuk prosedur pelurusan awal. Hindari adanya benda pemantul yang tidak perlu di area kerja laser.
• Batasi bagian balok di daerah berbahaya selama jam kerja tidak bekerja, menggunakan peredam dan rintangan lainnya. Jangan gunakan dinding ruangan untuk menyamakan balok laser Kelas 3b dan 4.
• Gunakan alat non-reflektif. Beberapa inventaris yang tidak mencerminkan cahaya tampak menjadi cermin di wilayah spektrum yang tak terlihat.
• Jangan memakai perhiasan reflektif. Hiasan logam juga meningkatkan risiko sengatan listrik.

Kacamata Keselamatan

Saat bekerja dengan laser Kelas 4 dengan area terbuka yang berbahaya atau dengan risiko refleksi, kacamata pelindung harus digunakan. Tipe mereka bergantung pada jenis radiasi. Poin harus dipilih untuk melindungi terhadap refleksi, terutama yang menyebar, dan untuk memberi perlindungan pada tingkat di mana refleks pelindung alami dapat mencegah cedera mata. Perangkat optik semacam itu akan mempertahankan visibilitas balok tertentu, mencegah luka bakar kulit, mengurangi kemungkinan kecelakaan lainnya.

Faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih kacamata pengaman:

• Panjang gelombang atau wilayah spektrum radiasi;
• Kerapatan optik pada panjang gelombang tertentu;
• Penerangan maksimum (W / cm ² ) atau daya balok (W);
• Jenis sistem laser;
• Mode daya - radiasi laser berdenyut atau mode kontinu;
• Kemungkinan refleksi - cermin dan diffuse;
• Bidang pandang;
• Adanya lensa korektif atau ukuran yang cukup, memungkinkan memakai kacamata untuk mengoreksi penglihatan;
• Kenyamanan;
• Adanya lubang ventilasi, mencegah fogging;
• Pengaruh penglihatan warna;
• Dampak resistensi;
• Kemampuan untuk melakukan tugas yang diperlukan.

Karena kacamata rentan terhadap kerusakan dan keausan, program keselamatan laboratorium harus mencakup pemeriksaan periodik dari elemen pelindung ini.