Влияние на деятельность человека теплового и лазерного излучений

Тепловое излучение

Тепловое излучение в производственных условиях имеет диапазон волн от 0,1 мкм до 500 мкм.

Ультрафиолетовая область спектра имеет длину волн 0,1…4 мкм;

видимая часть – 0,4…0,78 мкм (400...780 нм)

инфракрасная – 0,78…500 мкм (780 нм до 500 мкм).

Инфракрасное излучение подразделяется на три области:

коротковолновую – излучения с длиной волны менее 1,4 мкм;

средневолновую – (1,4...3,0) мкм;

длинноволновую – более 3,0 мкм.

Не менее 60% всего теряемого тепла распространяется в окружающей среде путем инфракрасного излучения.

Эффект действия тепловых излучений на организм человека зависит от длины волны, которая обуславливает глубину их проникновения. Длинноволновое и средневолновое инфракрасные излучения поглощаются в основном кожным покровом, видимые излучения и коротковолновые инфракрасные излучения проникают в организм человека, воздействуя на его внутренние органы.

Коротковолновые инфракрасные излучения, поглощаясь хрусталиком глаза, являются причиной профессиональной катаракты (помутнение хрусталика). При интенсивном воздействии этих излучений на незащищенную голову может произойти тепловой удар.

При длительном пребывании человека в зоне тепловых излучений нарушается работа механизма терморегуляции, поддерживающего температуру тела на уровне 36,6...37,2 ⁰С, происходит нарушение солевого баланса организма. При потере организмом солей в крови плохо удерживается вода. Нарушение водно-солевого баланса вызывает судорожную болезнь. Интегральная допустимая интенсивность теплового облучения не должна превышать 258 Вт/м² (0,5 кал/(см²×мин).

Интенсивность облучения от нагретой поверхности(при ) можно определить по формуле:

(4.6)

где Е_расч – интенсивность облучения, Вт/м²;

F – площадь излучающей поверхности, м²;

l – расстояние от центра излучающей поверхности до облучаемого объекта, м;

А = 85 – для кожи человека и хлопчатобумажной ткани;

А = 100 – постоянный коэффициент для сукна.

Лазерное излучение

Лазерное излучение является электромагнитным излучением, генерируемым в диапазоне длин волн

λ = 0,2...1000 мкм.

Лазерное излучение характеризуется чрезвычайно малой расходимостью луча и высокой энергетической освещенностью (Вт/см²) – отношением мощности потока излучения, падающего на участок облучаемой поверхности, к площади этого участка.

Наибольшую опасность лазерное излучение представляет для органов зрения. Попавшая в них энергия лазерного излучения 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 кожа наиболее подвержена его воздействию (чем выше интенсивность излучения и длиннее его волна, тем сильнее воздействие).

При больших интенсивностях лазерного облучения возможны повреждения не только кожи, но и внутренних тканей. Эти повреждения имеют характер отеков, кровоизлияний, омертвения тканей, а также свертывания или распада крови.

Лазерное излучение нормируется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ) – это уровни лазерного облучения, при которых в условиях ежедневной работы не появляются у работающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья.

За ПДУ лазерного излучения принимаются произведение энергетической освещенности (Вт/см²) на длительность облучения (с).

Биологические эффекты при воздействии лазерного излучения на организм делятся на две группы:

— первичные эффекты — органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых живых тканях;

— вторичные эффекты — неспецифические изменения, возникающие в организме в ответ на облучение.

ПДУ непрерывного лазерного излучения для видимой области (λ= 0,4... 0,75 мкм) нормируется по энергетической экспозиции на роговице глаза, не вызывающей первичных (Н_п, Дж/см²) и вторичных (Н_в, Дж/см²) биологических эффектов.

Для первичных биологических эффектов (Н_п, Дж/см²)

Нп = Н1×k1

(4.7)

где H₁ — энергетическая экспозиция на роговице глаза в зависимости от длительности воздействия τ при максимальном диаметре зрачка (d₃ = 0,8 см);

k₁=0,8–поправочный коэффициент на длину волны λ=0,45-0,9 мкм лазерного излучения при максимальном диаметре зрачка d₃ = 0,8 см.