Основы лазерной безопасности. Что каждый косметолог должен знать о безопасном загаре Безопасная мощность лазера 5 м в

Технологии развиваются просто невероятными темпами. Ещё несколько десятилетий назад лазер казался фантастикой, а сегодня лазерную указку можно буквально за копейки купить в уличном киоске.

Но в то время, как лазеры всё прочнее входят в повседневную жизнь, стоит помнить о том, что неосторожное обращение с ними чревато серьёзными неприятностями. В этом обзоре от опасностях, которые несут лазеры.

1. Оконфузилась и обожглась

Доктора в больнице Токийского медицинского университета проводили операцию на шейке матки 30-летней пациентки, когда та внезапно испустила газы. В луче лазера газы воспламенились, в результате чего загорелась хирургическая драпировка, а затем огонь быстро распространился на талию и ноги женщины. Комитет расследовал инцидент и пришел к выводу, что все оборудование было исправным и использовалось надлежащим образом, просто имел место несчастный случай.

2. Пять человек за день

В Центре лазерной хирургии и лечения катаракты Уэст (Уэст-Спрингфилд, штат Массачусетс) пять пациентов пострадали от тяжелых травм глаз при инъекции анестезии перед лазерной хирургией глаза. В первый же день своей работы д-р Цай Чиу сумел навредить несчастным пациентам. Руководство Центра Уэст заявило, что он либо лгал о своем уровне профпригодности, либо не имел надлежащего знания об оборудовании. Чиу с тех пор уволился, и ему запретили практиковать медицину в США.

3. Авария на дороге

Женщина из Олбани, штат Орегон, подвозила своего мужа на работу, когда внезапно ее ослепил свет лазера. Миранда Сентерс была временно ослеплена лучом лазера и врезалась в отбойник. Один из водителей светил в глаза другим лазерной указкой. В итоге это привело к нескольким авариям на шоссе.

4. До пяти милливатт!

После увеличения числа аварий самолетов и вертолетов, связанных с лазерными указками Великобритания решила расправиться с опасными устройствами. В большинстве стран лазеры до пяти милливатт считаются безопасными. Однако, несмотря на все британские запреты, некоторые высокопроизводительные лазеры класса 3 свободно продаются в Интернете. Из-за этих устройств уже было зарегистрировано более 150 травм глаз.

5. ВВС США сбивают БПЛА

В июне 2017 года армия США успешно провела испытания лазерных пушек, установленных на вертолетах Apache. По словам производителя Raytheon, это было впервые, когда полностью интегрированная лазерная система на борту летательного аппарата успешно захватывала цели и стреляла по ним в широком диапазоне режимов полета, высоты и скорости. Оружие имеет дальность поражения около 1,5 км, бесшумное и невидимо для людей. Они также чрезвычайно точное. Армия планирует использовать подобные лазеры для защиты от любых будущих беспилотных атак.

6. Преследование футболиста

В 2016 году в Мехико, во время международного матча NFL между Houston Texans (США) и Oakland Raiders (Новая Зеландия) защитника техасцев Брока Освайлера преследовал какой-то нерадивый болельщик. Каждый раз, как Освайлер получал мяч, один из зрителей светил ему в лицо зеленой лазерной указкой, чтобы игрок не видел, куда бежать.

7. Жизнеспособность БП автомобилей

Несмотря на миллионы долларов, потраченных на развитие беспилотных автомобилей, один из исследователей в сфере безопасности смог задать серьезные вопросы об их жизнеспособности в ближайшем будущем. Ученый смог вмешаться в лазерные датчики беспилотного авто, просто посветив на них дешевой лазерной указкой. Система авто сочла это «невидимым препятствием» и замедлила автомобиль до его полной остановки.

8. Травмирующая липосакция

Во время процедуры лазерной липосакции одна из пациенток получила сильные ожоги, и после этого руководство клиники попыталось отговорить ее от лечения. Доктор Муруга Радж вместо этого сказала ей, что все в порядке, с ожогом ничего нее нужно делать, а просто мазать пораженное место кремом. В итоге дело дошло до суда.

9. Лазерная указка и вертолет

30-летний Коннор Браун узнал об этом только тогда, когда ему предъявили обвинение. Полицейский вертолет искал человека, который устроил беспорядки в парке, когда Браун направил луч лазерной указки ему на кабину. Оба члена экипажа были ослеплены, а миссию пришлось прервать, чтобы доставить полицейских в больницу. Браун в итоге сам назвал свой поступок «ужасной ошибкой, которой нет оправдания».

10. Обожженные пальцы

Австралиец хотел свести некоторые татуировки с суставов пальцев, но все закончилось сильными ожогами. Доктор сказал, что ему понадобится от десяти до двенадцати сеансов лазерной хирургии стоимостью $ 170, чтобы удалить с пальцев надпись «Live Free», но анонимный пациент человек начал задавать вопросы после того, как почти 20 сеансов не дали желаемых результатов. Доктор попытался немного ускорить ход событий и поставил лазерную машину та самую большую мощность. В итоге пальцы прожгло на 3 мм.

Лазер – оптический квантовый генератор, а само слово является аббревиатурой слов английской фразы Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – усиление света в результате вынужденного усиления. Нам кажется, что свет (например, от лампы) непрерывен, но на самом деле он состоит из множества фотонов со случайной длиной волны и случайной фазой. Это приводит к тому, что излучение, образуемое этими фотонами, распространятся в разные стороны, в результате чего оно имеет незначительную интенсивность, убывающую в пространстве, и свет является “белым”, т.е. в нем присутствуют самые различные волны. К особенностям же лазерного излучения можно отнести его интенсивность, направленность, когерентность и узкий диапазон длин волн.

1. Интенсивность. Свет от обычной лампы рассеивается в большой области пространства, и его интенсивность убывает, по мере удаления от источника излучения. Лазерный же луч так сильно сфокусирован, что значительное количество фотонов одновременно попадает в незначительную по размерам точку. И поскольку сечение лазерного луча очень мало, в этой области концентрируется огромная энергия. Таким образом, даже незначительный по мощности источник света создает высочайшую плотность энергии в малом объеме пространства, а, значит, луч лазера обладает высокой интенсивностью.

2. Направленность. Направленность лазерного луча создается оптической системой, точнее сказать двумя зеркалам, образующими оптический канал. Чаще всего в лазерах имеется два зеркала: полностью отражающее и полупрозрачное, между которыми находится источник света и возбужденная среда. Лазерный луч проходит через возбужденную среду лазера, его амплитуда увеличивается при сохранении синфазности излучения, попадает на полностью отражающее зеркало и меняет свое направление на обратное. Отраженный луч снова проходит через возбужденную среду, еще больше усиливаясь. Далее попадает на полупрозрачное зеркало, и так как интенсивность луча пока еще незначительная, отражается от полупрозрачного зеркала, снова проходит через возбужденную среду и т.д. Когда луч будет достаточно усилен, и его мощность станет высокой, полупрозрачное зеркало пропускает луч наружу, после чего он может проходить значительные расстояния без особой потери энергии, так как лучи являются практически параллельными.

Особенности лазерного излучения приводят к тому, что луч лазера поособому воздействует на сетчатку человеческого глаза. Вся энергия лазерного луча фокусируется в одну точку , в то время как свет от обычного некогерентного источника воздействует на относительно большую площадь сетчатки. Поэтому источник лазерного излучения с мощностью в десяток милливатт может привести к разрушению сетчатки и полной потере зрения, в то время как свет от лампы мощность в сотню Ватт (в тысячу раз мощнее лазерного источника) спокойно переносится человеком.

В современной электронной технике применяются в основном полупроводниковые лазеры. Их световой поток может быстро переключаться с высокой частотой без прекращения вынужденного излучения, что делает их пригодными и особенно удобными для применения в средствах связи, в средствах считывания информации и в печатающих устройствах. Все эти области применения лазеров характеризуются высокими частотами повторения световых импульсов.

В принципе, лазеры применяются в самых различных отраслях человеческой деятельности: медицине, электронике, металлургии, телекоммуникациях, в военной области. Каждая область применения лазера накладывает свои отпечатки на требуемые характеристики и параметры лазерных излучателей. Ввиду того, что физические особенности лазерного излучения приводят к возникновению опасности получения человеком травм различной тяжести, разнообразные правительственные агентства, службы сертификации и санитарного контроля разрабатывают системы классификации и нормативы безопасности при работе с лазерами.

Наиболее известной и чаще используемой является классификация, состоящая из четырех классов безопасности лазерных систем.

Класс безопасности I (лазеры сверхмалой мощности). Лазеры этого класса считаются полностью безопасными для человека. К этому классу относятся лазеры и лазерные системы, которые ни при каких условиях облучения, присущих данному лазерному прибору, не могут излучать световой поток c уровнем, превышающим предельные величины облучения для глаз, т.е. лазерные системы класса I не могут причинить вреда человеку. К этому классу относятся лазеры мощностью менее 0.39 мВт. Но стоит обратить внимание на то, что приборам класса безопасности I могут соответствовать изделия, в которых используются лазеры с большей мощностью. В этом случае более опасный лазер размещают в защитном корпусе, который проектируется таким образом, что опасное излучение ни при каких условиях не должно выйти за пределы этого корпуса. Так, например, если просмотреть руководство пользователя или технические характеристики лазерных принтеров, можно найти ссылку, что данное изделие (лазерный принтер) относится к устройствам класса I. В то же самое время при описании характеристик блока лазера указывается, что данное изделии соответствует классу IIIB. Вот такое противоречие, которое объясняется довольно легко. Сам лазер относится в группе IIIB, а весь блок лазера к группе I. Это возможно, так как лазер находится внутри модуля и закрыт различными блокировочными крышками. Однако во время проведения ремонтных работ крышки блока лазера могут быть удалены, что приводит к возможности облучения сервисного инженера лазером класса IIIB, что может привести к определенным травмам. Подавляющее большинство разработчиков устройств на основе лазеров проектируют свои изделия таким образом, чтобы они относились к классу I. Но при ремонте, когда специалисты, производящие работы получают доступ непосредственно к лазеру, вся безопасность системы нарушается, и устройство смело можно относить уже к другой, более опасной, группе.

Класс безопасности II (лазеры малой мощности). Лазеры и лазерные системы этого класса должны генерировать видимый лазерный луч, слишком яркий для того, чтобы можно было смотреть на него (пусть даже короткий период времени). Не считается опасным мгновенный взгляд на луч. Если луч лазера этого класса попадает в глаз, то, быстро закрыв глаз, можно избежать любого, даже малейшего повреждения зрения. Мощность лазеров этого класса составляет менее 1 мВт. Как правило, при попадании лазерного луча в глаз человек инстинктивно стремится закрыть глаза, что в случае лазеров класса II защитит от травм. Однако если намеренно продолжать смотреть на лазер, то луч класса безопасности II может вызвать повреждение зрения (обычно временное).

Хочется сказать, что большинство лазерных указок, свободно продаваемых на прилавках детских игрушек относится именно к лазерам этого класса. Так что стоит присматривать за детьми, играющими с такими далеко не безопасными игрушками.

Класс безопасности III (лазеры средней мощности). Лазеры и лазерные системы этого класса могут излучать любые длины волн, но не могут создавать опасное рассеянное отражение (отражение во многих направлениях), если только они не сфокусированы или их действие не наблюдается в течение продолжительного времени в ограниченной области. Эти лазеры и лазерные системы не считаются пожароопасными и не опасны для кожного покрова человека. Мощность лазеров класса III составляет менее 0.5 Вт. Смотреть прямо на луч опасно

Класс безопасности III разделяется на два подкласса: IIIA IIIB. К подклассу IIIA относятся лазеры и лазерные системы, которые при обычных условиях не представляют опасности, если смотреть на них без защиты только мгновенно. Они могут представлять опасность, если смотреть не них через оптические фокусирующие системы. К подклассу IIIB относятся лазеры и лазерные системы, которые могут вызвать травмирование зрения при прямом взгляде на луч. Травму может вызвать и направленное отражение луча, например от зеркала. Как уже говорилось выше, подавляющее большинство лазеров для лазерных принтеров относится именно к этому классу безопасности.

Класс безопасности IV (лазеры большой мощности). Лазеры этого класса создают прямую опасность здоровью человека как при направленном, так и при рассеянном отражении луча. Кроме того, лазеры этого класса могут быть пожароопасными и могут вызывать ожоги кожного покрова человека. Мощность лазеров каждого класса представлена в итоговой таблице 1.

Таблица 1

Меры безопасности включают наличие предупреждающих знаков, меры защиты и обучение технике безопасности при работе с лазерами. Такие правила требуют наличия предупреждающих знаков и надписей на самом оборудовании, представляющем определенную опасность. Предупреждающие знаки должны быть продублированы и в технической документации, описывающей процедуры ремонта и настройки лазерных систем.

В иностранных руководствах по работе с лазерными устройствами сервисным инженерам рекомендуется придерживаться следующих правил и положений.

1. Проводить техническое обслуживание оборудования, содержащего лазерную систему должны только специалисты, прошедшие обучение по курсу техники безопасности при работе с лазерами.

2. Ремонт и регулировка лазерной системы должны производиться строго в соответствии с процедурами, приведенными в документации и в руководстве по обслуживанию.

3. При работе сервисный инженер не должен отключать различные блокировки и защиты, предусмотренные конструкцией аппарата.

4. Сервисный инженер при работе не должен пользоваться зеркалами, оптическими приборами и инструментами с отражающей поверхностью.

5. Желательно все работы по ремонту (или их большую часть) осуществлять при выключенном питании аппарата.

6. Никто не должен смотреть прямо в лазерный луч или на предмет, его отражающий.

7. Сервисный инженер не должен допускать выхода луча лазера из ремонтируемого устройства.

8. Сервисный инженер должен быть уверен, что никто не смотрит прямо в лазерный луч.

9. Если представитель обслуживающей организации узнает, что кто-либо мог получить облучение лазером (прямым лучом или отраженным), то он должен незамедлительно проинформировать об этом руководство обслуживающей организации. При этом руководитель организации должен будет составить протокол происшествия, в котором будут отражены все детали подобного ЧП.

Рис. 1.

Предупреждающий знак «DANGER» (Опасно) (рис.1а) красного цвета указывает на то, что лазерный луч может повредить зрение при попадании его в глаз непосредственно, через оптические приборы или при отражении. Предупреждающий знак «CAUTION» (Предостережение) (рис.1б) желтого цвета указывает, что при попадании лазерного луча в глаза немедленное закрывание глаз защитит от повреждения зрения. Большинство лазерных систем имеет возможность регулировки выходной мощности лазера. При этом регулировочные элементы (обычно переменные резисторы) размещают таким образом, чтобы регулировки можно было проводить без снятия крышек блока лазера. Этим также пытаются достигнуть большей защиты сервисного инженера при проведении работ по техническому обслуживанию.

Ультрафиолетовый свет лежит за пределами видимого человеческим глазом диапазона электромагнитного излучения, а его главнейшим источником является наша звезда – Солнце. Выделяют ближние и дальние УФ лучи. При этом дальние лучи, которые также называются вакуумными, полностью растворяются в верхних слоях атмосферы. До поверхности земли долетает только ближний УФ свет, волны которого делятся на:

• длинные (УФ-А) с длиной волны 315-400 нм;
• средние (УФ-В) с волной 280-315 нм;
• короткие (УФ-с) – 100-280 нм.

Что же касается искусственных источников ультрафиолета, которыми выступают специализированные детекторы, UV лампы и светодиодные фонари, то подавляющее большинство из них излучает свет в длинном УФ диапазоне, за исключением некоторых детекторов валют со светом в 254 нм.

Вред ультрафиолетового света

Наиболее вредными для человеческого организма являются короткие UV волны. Что же касается среднего и длинного ультрафиолетового излучения, то оно может иметь негативные последствия для человека только при длительном интенсивном воздействии. Это:

Именно поэтому при проведении различных мероприятий, требующие применение мощных УФ ламп или фонарей, рекомендовано использовать средства защиты, включая специальные очки и элементы экранирования.

Однако правильное и умеренное воздействие ультрафиолетом на организм человека может быть и полезным для него. В современной медицине ультрафиолет активно используется с целью:

• активизации выработки витамина D ;
• улучшения обменных процессов;
• стимуляции выработки эндорфина;
• снижения степени возбудимости нервных окончаний;
• улучшения кровообращения;
• обеззараживания.

О ультрафиолетовых фонарях:

Они делятся на 2 типа:

Светодиодные - со спектром , , Более низкий спектр светодиоды просто не способны излучать. Как писалось выше, это длинные волны, граничащие с обычным фиолетовым светом. Они полностью безопасны для зрения при непродолжительном использовании. Или если не направлять свет прямо в глаза (это относится и к обычным белым фонарикам и лампам). При длительном использовании может начать болеть голова и резать глаза. Приведем еще один пример -специальные используют на дискотеках и в ночных клубах. Люди часами находятся под УФ светом не замечая дискомфорта.

На газоразрядной лампе - такие лампы могут быть как безопасными, так и очень опасными, мгновенно вызывая ожог сетчатки глаза. Все зависит от их назначения. Например, опасные лампы применяют в больницах при дезинфекции.

Таким образом, правильное использование светодиодного ультрафиолетового фонаря и соблюдение норм безопасности не может навредить организму.

Существует несколько классификаций опасности лазеров, которые, однако, весьма похожи. Ниже приведена наиболее распространенная международная классификация.

● Класс 1. Лазеры и лазерные системы очень малой мощности, не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения. Излучение систем класс 1 не представляет никакой опасности даже при долговременном прямом наблюдении глазом. Во многих странах к классу 1 относятся также лазерные устройства с лазером большей мощности, имеющие надежную защиту от выхода луча за пределы корпуса.

● Класс 2. Маломощные видимые лазеры, способные причинить повреждение человеческому глазу в том случае, если специально смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени. Такие лазеры не следует использовать на уровне головы. Лазеры с невидимым излучением не могут быть классифицированы как лазеры 2-го класса. Обычно к классу 2 относят видимые лазеры мощностью до 1 милливатта.

● Класс 2a (в некоторых странах). Лазеры и лазерные системы класса 2a, расположенные и закрепленные таким образом, что попадание луча в глаз человека при правильной эксплуатации исключено.

● Класс 3a. Лазеры и лазерные системы с видимым излучением, которые обычно не представляют опасность, если смотреть на лазер невооружённым взглядом только на протяжении кратковременного периода (как правило, за счет моргательного рефлекса глаза). Лазеры могут представлять опасность, если смотреть на них через оптические инструменты (бинокль, телескоп). Обычно ограничены мощностью 5 милливатт. Во многих странах устройства более высоких классов в ряде случаев требуют специального разрешения на эксплуатацию, сертификации или лицензирования. Международные классы 2 и 3a примерно соответствуют российскому классу 2.

● Класс 3b. Лазеры и лазерные системы, которые представляют опасность, если смотреть непосредственно на лазер. Это же относится и к зеркальному отражению лазерного луча. Лазер относится к классу 3b, если его мощность более 5 милливатт. В Беларуси примерно соответствуют классу 3.

● Класс 4. Лазеры и лазерные системы большой мощности, которые способны причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (<0,25 с) прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого. Лазеры и лазерные системы данного класса способны причинить значительное повреждение коже человека, а также оказать опасное воздействие на легко воспламеняющиеся и горючие материалы.

Меры безопасности

Система классификации безопасности лазеров весьма облегчает выработку необходимых мер безопасности. На практике, стандарты и кодексы лазерной безопасности, обычно, требуют применения более жестких мер контроля для каждого более высокого класса лазеров.

Первое правило лазерной безопасности:

НИКОГДА НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ НЕ СМОТРИТЕ ГЛАЗАМИ НА ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ!

Если вы сможете предотвратить попадание лазерного луча и его отражений в глаз, вы сможете избежать болезненные и, возможно, ослепляющее травмы.

На деле, всегда более желательно полностью закрыть лазер и траекторию прохождения луча для того, чтобы сделать недоступным потенциально опасное лазерное излучение. Другими словами, если на рабочем месте используются только лазерные устройства класса 1, то безопасность гарантирована. Однако во многих ситуациях это просто не реально, и поэтому требуется подготовка рабочих в области безопасного использования лазеров и мер контроля опасности.

Кроме соблюдения очевидного правила - не направлять лазер человеку в глаза - для лазерных устройств класса 2 не требуется других мер контроля. Для лазеров более высоких классов, несомненно, требуется применение мер безопасности.

Если общее загораживание лазера класса 3 или 4 невозможно, то использованием корпусов для лучей (например, труб), дефлекторов (экранов) и оптических заслонов можно в большинстве случаев, фактически, устранить риск опасной экспозиции глаз.

Когда загораживание лазера класса 3 или 4 невозможно, то необходимо создать контролируемый лазером участок с контролируемым входом. Использование средств анти-лазерной защиты глаз внутри зоны номинальной опасности (NHZ) лазерного луча является обязательным. Хотя в большинстве исследовательских лабораторий, где используются коллимационные лазерные лучи, NHZ включает в себя всю контролируемую лабораторию, для устройств со сфокусированным лучом NHZ может быть необычайно ограниченной и не охватывать всю комнату.

При работе с лазерами необходимо иметь очки, защищающие от лазерного излучения. Защитные очки нужны даже для лазера 15мВт, так как без них глаза сильно устают. Для защиты глаз нельзя использовать солнцезащитные очки!

Степень защиты очков от лазерного излучение измеряется в OD. OD значит Optical Density – оптическая плотность. Оптическая плотность показывает, во сколько раз очки ослабляют свет. Единица означает «в 10 раз». Соответственно, «оптическая плотность 3» означает ослабление в 1000 раз, а 6 - в миллион. Правильная оптическая плотность для видимого лазера такова, чтобы после очков от прямого попадания лазера осталась мощность, соответствующая классу II (максимум где-то 1 мВт). Для невидимого - чем больше, тем лучше.

От красного и некоторых инфракрасных лазеров защищают отечественные очки марки ЗН-22 С3-С22. Они похожи на очки сварщика, но имеют стекла голубого цвета.