Els làser s'estan convertint en eines de recerca cada cop més importants en medicina, física, química, geologia, biologia i enginyeria. Si s'utilitzen malament, poden causar enlluernament i lesions (incloses cremades i descàrregues elèctriques) als operadors i a altre personal, inclosos els visitants ocasionals del laboratori, i causar danys materials importants. Els usuaris d'aquests dispositius han d'entendre i aplicar completament les precaucions de seguretat necessàries quan els manipulin.
Què és un làser?
La paraula "làser" (eng. LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) és una abreviatura que significa "amplificació de la llum per radiació induïda". La freqüència de la radiació generada per un làser es troba dins o prop de la part visible de l'espectre electromagnètic. L'energia s'amplifica fins a un estat d'intensitat extremadament alta mitjançant un procés anomenat "radiació induïda per làser".
El terme "radiació" sovint s'entén malamentincorrecte, perquè també s'utilitza per descriure materials radioactius. En aquest context, significa la transferència d'energia. L'energia es transporta d'un lloc a un altre mitjançant conducció, convecció i radiació.
Hi ha molts tipus diferents de làsers que funcionen en diferents entorns. Com a medi de treball s'utilitzen gasos (per exemple, argó o una barreja d'heli i neó), cristalls sòlids (per exemple, robí) o colorants líquids. Quan es subministra energia a l'entorn de treball, passa a un estat excitat i allibera energia en forma de partícules de llum (fotons).
Un parell de miralls als dos extrems del tub segellat reflecteix o transmet la llum en un corrent concentrat anomenat raig làser. Cada entorn de treball produeix un feix de longitud d'ona i color únics.
El color de la llum làser normalment s'expressa en termes de longitud d'ona. No és ionitzant i inclou part de l'espectre ultraviolada (100-400 nm), visible (400-700 nm) i infraroja (700 nm - 1 mm).
Espectre electromagnètic
Cada ona electromagnètica té una freqüència i una longitud úniques associades a aquest paràmetre. De la mateixa manera que la llum vermella té la seva pròpia freqüència i longitud d'ona, tots els altres colors (taronja, groc, verd i blau) tenen freqüències i longituds d'ona úniques. Els humans són capaços de percebre aquestes ones electromagnètiques, però no podem veure la resta de l'espectre.
Els raigs gamma, els raigs X i els ultraviolats tenen la freqüència més alta. infrarojos,la radiació de microones i les ones de ràdio ocupen les freqüències més baixes de l'espectre. La llum visible es troba en un rang molt estret entremig.
Radiació làser: exposició humana
El làser produeix un intens feix de llum dirigit. Si es dirigeix, es reflecteix o s'enfoca a un objecte, el feix s'absorbirà parcialment, augmentant les temperatures superficials i interiors de l'objecte, cosa que pot provocar que el material canviï o es deformi. Aquestes qualitats, que han trobat aplicació en cirurgia làser i processament de materials, poden ser perilloses per als teixits humans.
A més de la radiació, que té un efecte tèrmic sobre els teixits, la radiació làser és perillosa i produeix un efecte fotoquímic. La seva condició és una longitud d'ona prou curta, és a dir, la part ultraviolada o blava de l'espectre. Els dispositius moderns produeixen radiació làser, l'impacte sobre una persona es minimitza. Els làsers de baixa potència no tenen prou energia per causar danys i no representen cap perill.
Els teixits humans són sensibles a l'energia i, en determinades circumstàncies, la radiació electromagnètica, inclosa la radiació làser, pot danyar els ulls i la pell. S'han realitzat estudis sobre nivells llindars de radiació traumàtica.
Perill per als ulls
L'ull humà és més susceptible a lesions que la pell. La còrnia (la superfície frontal exterior transparent de l'ull), a diferència de la dermis, no té una capa externa de cèl·lules mortes que protegeixin contra les influències ambientals. làser i ultravioladala radiació és absorbida per la còrnia de l'ull, que pot danyar-la. La lesió va acompanyada d'edema de l'epiteli i erosió, i en lesions greus - ennuvolament de la cambra anterior.
La lent de l'ull també pot ser propensa a lesions quan s'exposa a diverses radiacions làser: infrarojos i ultraviolats.
El perill més gran, però, és l'impacte del làser a la retina a la part visible de l'espectre òptic: des de 400 nm (violeta) fins a 1400 nm (infraroig proper). Dins d'aquesta regió de l'espectre, els feixos col·limats se centren en àrees molt petites de la retina. La variant d'exposició més desfavorable es produeix quan l'ull mira a la distància i hi entra un feix directe o reflectit. En aquest cas, la seva concentració a la retina arriba a 100.000 vegades.
Així, un feix visible amb una potència de 10 mW/cm2 actua sobre la retina amb una potència de 1000 W/cm2. Això és més que suficient per causar danys. Si l'ull no mira a la distància, o si el feix es reflecteix des d'una superfície difusa i no mirall, una radiació molt més potent provoca lesions. L'efecte làser a la pell no té l'efecte d'enfocament, de manera que és molt menys propens a lesions a aquestes longituds d'ona.
Raigs X
Alguns sistemes d' alta tensió amb tensions superiors a 15 kV poden generar raigs X d'una potència important: radiació làser, fonts que són làsers excímers d' alta potència bombejats amb electrons, així comsistemes de plasma i fonts d'ions. Aquests dispositius s'han de provar per a la seguretat contra la radiació, inclòs per garantir un blindatge adequat.
Classificació
Segons la potència o l'energia del feix i la longitud d'ona de la radiació, els làsers es divideixen en diverses classes. La classificació es basa en la possibilitat que el dispositiu provoqui lesions immediates als ulls, la pell o el foc quan s'exposa directament al feix o quan es reflecteix per superfícies reflectants difuses. Tots els làsers comercials estan subjectes a identificació mitjançant marques aplicades. Si l'aparell és casolà o no està marcat d'una altra manera, s'ha de demanar consell sobre la classificació i l'etiquetatge adequats. Els làsers es distingeixen per la potència, la longitud d'ona i el temps d'exposició.
Dispositius segurs
Els dispositius de primera classe generen radiació làser de baixa intensitat. No pot arribar a nivells perillosos, de manera que les fonts estan exemptes de la majoria de controls o altres formes de vigilància. Exemple: impressores làser i reproductors de CD.
Dispositius amb seguretat condicional
Els làsers de segona classe emeten a la part visible de l'espectre. Aquesta és la radiació làser, les fonts de la qual fan que una persona tingui una reacció normal de rebuig de llum massa brillant (reflex de parpelleig). Quan s'exposa al feix, l'ull humà parpelleja després de 0,25 s, la qual cosa proporciona una protecció suficient. Tanmateix, la radiació làser en el rang visible pot danyar l'ull amb una exposició constant. Exemples: punters làser, làsers geodèsics.
Els làsers de classe 2a són dispositius especials amb una potència de sortida inferior a 1 mW. Aquests dispositius només causen danys quan s'exposen directament durant més de 1000 s en una jornada laboral de 8 hores. Exemple: lectors de codis de barres.
Làsers perillosos
La classe 3a fa referència als dispositius que no es lesionen amb l'exposició a curt termini a l'ull sense protecció. Pot ser perillós quan s'utilitzen òptiques d'enfocament com telescopis, microscopis o binocles. Exemples: làser He-Ne d'1 a 5 mW, alguns punters làser i nivells d'edifici.
El raig làser de classe 3b pot causar lesions si s'aplica directament o es reflecteix cap enrere. Exemple: làser HeNe de 5-500 mW, molts làsers de recerca i terapèutics.
La classe 4 inclou dispositius amb nivells de potència superiors a 500 mW. Són perillosos per als ulls, la pell i també són un perill d'incendi. L'exposició al feix, els seus reflexos especulars o difusos poden provocar lesions oculars i cutànies. S'han de prendre totes les mesures de seguretat. Exemple: làsers Nd:YAG, pantalles, cirurgia, tall de metalls.
Radiació làser: protecció
Cada laboratori ha de proporcionar una protecció adequada a les persones que treballen amb làser. Finestres de les habitacions per les quals pot passar la radiació dels dispositius de classe 2, 3 o 4, causant danys aLes zones no controlades s'han de cobrir o protegir d'una altra manera durant el funcionament d'aquest aparell. Per obtenir la màxima protecció ocular, es recomana el següent.
- El feix s'ha de tancar en una funda protectora no reflectant i no inflamable per minimitzar el risc d'exposició accidental o incendi. Per alinear el feix, utilitzeu pantalles fluorescents o visors secundaris; Eviteu el contacte directe amb els ulls.
- Utilitzeu la potència més baixa per al procediment d'alineació del feix. Si és possible, utilitzeu dispositius de gamma baixa per als procediments d'alineació preliminars. Eviteu la presència d'objectes reflectants innecessaris a la zona del làser.
- Limitar el pas de la biga a la zona de perill durant les hores no laborals, utilitzant persianes i altres obstacles. No utilitzeu les parets de l'habitació per alinear el feix dels làsers de classe 3b i 4.
- Feu servir eines no reflectants. Alguns inventaris que no reflecteixen la llum visible esdevenen especulars a la regió invisible de l'espectre.
- No feu servir joies reflectants. Les joies de metall també augmenten el risc de descàrrega elèctrica.
Ulleres
Quan es treballa amb làsers de classe 4 amb una zona de perill oberta o on hi ha risc de reflex, s'han d'utilitzar ulleres de seguretat. El seu tipus depèn del tipus de radiació. Les ulleres s'han d'escollir per protegir-se dels reflexos, especialment els difusos, i per proporcionar una protecció a un nivell on el reflex protector natural pugui evitar lesions oculars. Aquests dispositius òpticsmantenir una mica de visibilitat del feix, evitar cremades a la pell, reduir la possibilitat d' altres accidents.
Factors a tenir en compte a l'hora d'escollir ulleres:
- longitud d'ona o regió de l'espectre de radiació;
- densitat òptica a una longitud d'ona específica;
- il·luminació màxima (W/cm2) o potència del feix (W);
- tipus de sistema làser;
- mode d'alimentació: llum làser polsada o mode continu;
- capacitats de reflexió: especular i difusa;
- camp de visió;
- presència de lents correctores o de mida suficient per permetre l'ús d'ulleres correctores;
- confort;
- presència de forats de ventilació per evitar l'emboiment;
- efecte sobre la visió del color;
- resistència a l'impacte;
- capacitat per realitzar les tasques necessàries.
Com que les ulleres de seguretat són susceptibles de patir danys i desgast, el programa de seguretat del laboratori hauria d'incloure comprovacions periòdiques d'aquestes característiques de protecció.
