Воздействие лазерного излучения на организм человека. Нормирование, методы и средства дозиметрического контроля лазерного излучения

Дозиметрия лазерного излучения

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА   1. 3

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ  ЧЕЛОВЕКА . 3

1.1. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ. 3

1.2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ  НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТКАНЬ. 4

1.3. СПЕЦИФИКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАН ЗРЕНИЯ . 11

Г Л А В А 2. 17

НОРМИРОВАНИЕ. МЕТОДЫ И СРЕДСТВАМ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ . 17

2.1 НОРМИРОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ . 17

2.2. ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ И СРЕДСТВАММ  ДОЗИМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ. 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 23

ЛИТЕРАТУРА.. 25

ГЛАВА   1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

НА ОРГАНИЗМ  ЧЕЛОВЕКА

1.1.  ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

Дозиметрией лазерного излучения называют комплекс методов определения значений параметров лазерного излучения в заданной точке пространства с целью выявления степени опасности для организма человека . К числу основных параметров относятся энергетические: освещенность и экспозиция облучаемых , органов, а также энергетическая яркость и интегральная энергетическая яркость протяженных источников лазерного излучения. Дозиметрия лазерного излучения базируется как на расчетных  методах, так и на непосредственных измерениях, проводимых в процессе дозиметрического контроля.

Минимальная энергия кванта, способная вызвать ионизацию воды и атомов кислорода, водорода, азота и углерода, составляет 12 ... 15 эВ . Энергию кванта 12 эВ можно рассматривать как нижний предел ионизации для биологических систем. Этой энергии соответствует ^=100 нм. Квант электромагнитного излучения, в зависимости от энергии, может вызвать ядерные превращения, ионизацию атомов вещества или возбуждение электронных оболочек. В биологических системах поглощение квантов ЭМИ неионизирующих уровней энергии может приводить к диссоциации молекул при передаче энергии электронам связи, рассеянию энергии возбуждения в виде флуоресцентного или фосфо-ресцентного излучения, к образованию свободных радикалов, к превращению энергии излучения в энергию колебательного, вращательного, поступательного движения молекул, т. е. в тепло .

В отличие от интенсиметрии СВЧ излучений_при лазерной дозиметрии отсутствует необходимость в проведении большого количества измерений в определенном пространственном объеме и усреднении результатов этих измерений. Используемая в настоящее время концепция "наибольшей опасности" допускает при дозиметрии лазерного излучения зафиксировать наибольшую энергетическую освещенность (экспозицию) поля лазерного излучения на данном рабочем месте в режиме максимальной отдачи энергии лазерной установкой. Кроме того, практически отсутствуют искажения первичного поля лазерного излучения, вносимые оператором-дозиметристом и прибором, поэтому отсутствует методическая погрешность измерения, связанная с этим фактором в СВЧ диапазоне. Следует только иметь в виду возможность образования вторичного, отраженного от стекол противолазерных защитных очков и стекол объектива дозиметра, излучения, что может представлять опасность для окружающих.

1.2.  ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ  НА БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТКАНЬ

Такое воздействие отличается рядом особенностей, обусловленных как свойствами самого лазерного излучения, так и свойствами биосистем. К характерным чертам лазерного излучения обычно относят его монохроматичность, когерентность, направленность,  интенсивность и поляризованность.

Рассмотрим, как наличие этих факторов влияет на биологическое воздействие.

Монохроматичность. Идеально-монохроматическим называется излучение,представляющей собой синусоидальные колебания одной частоты. Ширина спектра такого излучения равна нулю. Любое реальное излучение обладает  конечной шириной спектра. Ширину спектра характеризуют степенью монохрома-тичности .

Ширина спектра излучения некоторых лазеров может достигать чрезвычайно малых значений, порядка 10-7...10-9 нм. Однако далеко не все лазеры об- падают такой высокой степенью монохроматичности. Ширина спектра излучения полупроводниковых лазеров, например, может составлять несколько нанометров. Кроме того, в спектре излучения некоторых лазеров может одновременно присутствовать несколько линий излучения, каждая из которых будет достаточно монохроматичной. Данные о роли монохроматичности в механизме воздействия лазерного излучения на биологические системы противоречивы. Если говорить о воздействии лазерного излучения на глаз человека, то монохроматичность лазерного излучения устраняет влияние хроматической аберрации оптической системы глаза, что ведет к некоторому уменьшению размеров пятна рассеивания на сетчатке, а это в принципе повышает опасность поражения лазерным излучением.