---

3. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ГЛАЗА И КОЖУ

3.1. Общие положения

Предельно допустимые уровни (ПДУ) лазерного излучения устанавливаются для двух условий облучения - однократного и хронического для трех диапазонов длин волн:

I 180 <   380 нм

II 380 <   1400 нм

III 1400 <   10⁵ нм

Нормируемыми параметрами лазерного излучения являются энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре.

Для определения предельно допустимых уровней H_пду и Е_пду при воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1·10^-3 м (площадь апертуры S_a = 10^-6 м²).

Для определения предельно допустимых уровней H_пду и Е_пду при воздействии на глаза лазерного излучения в диапазонах I и III усреднение производится также по апертуре диаметром 1,1·10^-3 м, а в диапазоне II - по апертуре диаметром 7·10^-3 м.

Наряду с энергетической экспозицией и облученностью нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность P излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры.

При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в диапазоне II (380 <   1400 нм) нормирование энергии и мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру диаметром 7·10^-3 м, является первостепенным.

Указанные выше энергетические параметры связаны соотношениями:

; (3.1)

Параметры Н_пду, Е_пду и W_пду, Р_пду могут использоваться независимо в соответствии с решаемой задачей (см. Приложение 2).

3.2. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 <   380 нм при однократном облучении глаз и кожи

3.2.1. ПДУ для одиночных импульсов

Соотношения для определения Н_пду, Е_пду и W_пду, Р_пду при однократном воздействии на глаза и кожу одиночных импульсов коллимированного или рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне I (180 <   380 нм) при ограничивающей апертуре 1,1·10^-3 м приведены в таблице 3.1 и иллюстрируются графиками на рис.3.1 и 3.2.

3.2.2. ПДУ для серий импульсов

Для определения предельно допустимых уровней лазерного излучения в диапазоне 180 <   380 нм при воздействии на глаза и кожу серий импульсов необходимо руководствоваться следующими требованиями:

а) Энергетическая экспозиция H_i или облученность E_i поверхностей роговицы и кожи при воздействии любого отдельного импульса из рассматриваемой последовательности не должны превышать предельно допустимых значений для одиночных импульсов, определяемых пунктом 3.2.1:

H_i  H_пду(_и); E_i  Е_пду(_и) (3.2)

Если временный интервал между облучениями отдельными импульсами меньше 600 с, значения Н_пду (Е_пду) и W_пду (Р_пду) определяются согласно рекомендациям пункта 3.8.2 по формулам (3.14) и (3.16).

б) Так как воздействие на биологические ткани излучения в диапазоне 180 <   380 нм обладает свойством аддитивности, при условии выполнения предыдущего требования однократная суточная доза H^(3·10⁴) не должна превышать значений, определяемых в таблице 3.2:

3.2.3. ПДУ лазерного излучения для пучков малого диаметра

Если излучение концентрируется на коже или роговице глаза в области, наименьший размер которой равен или меньше диаметра ограничивающей апертуры 1,1·10^-3 м, максимальное значение облученности Е и энергетической экспозиции Н не должно превышать значений Е_пду и Н_пду, определяемых пунктами 3.2.1 и 3.2.2.

3.3. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 180 <   380 нм при хроническом облучении глаз и кожи

Для определения предельно допустимых значений Н_пду и Е_пду, W_пду и Р_пду, a также предельных суточных доз при хроническом облучении глаз и кожи коллимированным или рассеянным лазерным излучением в диапазоне длин волн I (180 <   380 нм) необходимо соответствующие значения, приведенные в пункте 3.2 (таблицы 3.1 и 3.2), уменьшить в 10 раз.

3.4. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 <   1400 нм при однократном облучении глаз

3.4.1. ПДУ при воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения

Соотношения для определения W_пду и Р_пду при воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения (наблюдении прямого или зеркально отраженного пучка) в диапазоне 380 <   1400 нм приведены в таблицах 3.3, 3.4 и иллюстрируются графиками на рис.3.3.

3.4.2. ПДУ при воздействии на глаза неколлимированного лазерного излучения

Если источником неколлимированного (рассеянного или диффузно отраженного) излучения является протяженный объект, предельно допустимые значения энергии и мощности зависят от видимого углового размера  этого источника.

Значения и в этом случае находятся умножением значений W_пду и Р_пду для коллимированного излучения (п.3.4.1) на поправочный коэффициент B:

; (3.4)

Значения B определяются формулой:

(3.5)

Здесь B₁ - вспомогательный коэффициент, зависящий от длительности облучения.

Значения _пред и аналитические соотношения для расчета величины B даны в таблице 3.5.

В случае воздействия серии импульсов поправочный коэффициент B принимает значение, соответствующее длительности отдельного импульса в серии.

Зависимость произведения B₁·² от угла  при различных длительностях облучения приведена на рис.3.6.

3.4.3. ПДУ при воздействии на глаза серий импульсов коллимированного лазерного излучения

Предельно допустимые уровни при воздействии на глаза серий импульсов коллимированного излучения в спектральном диапазоне II (380 <   1400 нм) установлены для случаев, когда длительность отдельного импульса в серии _и не превышает 0,25 с, а частота следования импульсов в серии F_и больше 0,005 Гц (интервал между отдельными импульсами в серии меньше 200 с).

Если F_и  0,005 Гц, воздействие на глаза отдельных импульсов излучения считается независимым. При этом нормируется значение энергии импульса, имеющего максимальную амплитуду:

(3.6)

Если F_и > 0,005 Гц, значение предельно допустимой энергии серии импульсов излучения длительностью t при воздействии на глаза равно меньшему из двух значений энергии W₁ и W₂, определяемых формулами:

(3.7)

где W_пду(t) и W_пду(_и) - предельно допустимые значения энергий одиночных импульсов длительностью t и _и, соответственно, для коллимированных потоков излучения (п.3.4.1);

 - определяется отношением максимальной энергии отдельного импульса в рассматриваемой серии к среднему значению:

(3.8)

В тех случаях, когда  неизвестно, следует считать  = 1.

(3.9)

Предельно допустимое среднее значение энергии одного импульса из серии при этом равно

.

Когда длительность серии импульсов превышает 1 с, целесообразно определять значение предельно допустимой средней мощности.

Предельно допустимая средняя мощность серии импульсов лазерного излучения при облучении глаз коллимированным пучком равна меньшему из двух значений мощности P₁ и P₂, определяемых формулами:

(3.10)

где Р_пду(t) - значение предельно допустимой мощности импульса длительностью t для коллимированного излучения (п.3.4.1).

(3.11)

Если источником излучения является протяженный объект, предельно допустимые значения энергии серии импульсов , средней мощности излучения в серии , энергии одного импульса в серии определяются умножением предельных значений, заданных формулами (3.9) и (3.11), на поправочный коэффициент B, приведенный в п.3.4.2:

(3.12)

3.5. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 <   1400 нм при хроническом воздействии на глаза

Для определения предельно допустимых значений W_пду и Р_пду коллимированного или рассеянного лазерного излучения в диапазоне II (380 <   1400 нм) при хроническом воздействии на глаза необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения для однократного воздействия, приведенные в п.3.4.

3.6. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 <   1400 нм при однократном облучении кожи

Соотношения для определения значений Н_пду и Е_пду, а также W_пду и Р_пду при однократном воздействии на кожу коллимированного или расссянного лазерного излучения в спектральном диапазоне 380 <   1400 нм приведены в таблице 3.6 и иллюстрируются графиками на рис.3.7 и 3.8.

Диаметр ограничивающей апертуры равен 1,1·10^-3 м.

Предельно допустимые уровни при облучении кожи сериями импульсов определены в п.3.8.2.

3.7. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 380 <   1400 нм при хроническом облучении кожи

Для определения предельно допустимых значений Н_пду, Е_пду и W_пду, Р_пду при хроническом воздействии на кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения в диапазоне II (380 <   1400 нм) необходимо уменьшить в 10 раз соответствующие предельные значения, приведенные в п.3.6.

3.8. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400 <   10⁵нм при однократном облучении глаз и кожи

3.8.1. ПДУ лазерного излучения для одиночных воздействий

Соотношения для определения Н_пду, Е_пду и W_пду, Р_пду при однократном воздействии на глаза и кожу импульсного или непрерывного коллимированного или рассеянного излучения в диапазоне III (1400 <   10⁵ нм) приведены в таблице 3.7 и иллюстрируются графиками на рис.3.9 и 3.10.

3.8.2. ПДУ лазерного излучения для серий импульсов

Предельно допустимые уровни энергетической экспозиции и облученности при воздействии на глаза и кожу серий импульсов лазерного излучения в диапазоне III (1400 <   10⁵ нм) устанавливаются для случаев, когда длительность отдельного импульса в серии не превышает 10 с, а частота следования импульсов превышает 1,7·10^-3 Гц (временной интервал между отдельными импульсами меньше 10 минут).

Диаметр ограничивающей апертуры равен 1,1·10^-3 м.

Значение предельно допустимой энергетической экспозиции серии импульсов коллимированного или рассеянного лазерного излучения определяется как меньшее из двух значений H₁ и H₂, заданных формулами:

(3.13)

Параметр  определен в п.3.4.3.

(3.14)

Среднее значение предельно допустимой энергетической экспозиции одного импульса из серии определяется делением на число импульсов в серии N.

Если длительность серии импульсов превышает 1 с, целесообразно определять значение предельно допустимой средней облученности.

Предельно допустимая средняя облученность серии импульсов равна меньшему из двух значений Е₁ и Е₂, определяемых формулами:

(3.15)

(3.16)

Во всех случаях

Если частота следования импульсов F_и меньше 1,7·10^-3 Гц, то воздействие на глаза и кожу отдельных импульсов излучения считается независимым. При этом нормируется значение энергетической экспозиции для импульсов, имеющих максимальную амплитуду:

Приведенные выше формулы применяются и при рассмотрении:

- воздействия на глаза серий импульсов лазерного излучения спектрального диапазона I (180 <   380 нм);

- воздействия на кожу серий импульсов лазерного излучения спектральных диапазонов I, II (180-1400 нм).

3.9. ПДУ лазерного излучения в диапазоне 1400 <   10⁵нм при хроническом воздействии на глаза и кожу

Для определения значений Н_пду, Е_пду и W_пду, P_пду при хроническом воздействии на глаза и кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне III (1400-10⁵ нм) необходимо уменьшить в 5 раз соответствующие предельные значения для однократного облучения, приведенные в п.3.8.

3.10. ПДУ при одновременном воздействии на глаза и кожу лазерного излучения с различными длинами волн

Ниже рассмотрены правила определения предельно допустимых уровней при одновременном воздействии на глаза и кожу монохроматического излучения нескольких различных источников. Эти источники в общем случае могут иметь различные характеристики:

- спектральные (два или несколько типов лазеров, генерация нескольких длин волн одним лазером, генерация гармоник);

- временные (режимы - непрерывный, импульсный, непрерывный с модуляцией мощности и т.д.);

- пространственные (коллимированный пучок, диффузно отраженное или рассеянное излучение).

Степень опасности при одновременном действии излучения различных источников является аддитивной в следующих случаях:

- воздействие на кожу излучения любых длин волн в диапазоне 180 <   10⁵ нм;

- воздействие на передние среды глаза излучения в диапазонах длин волн 180 <   380 нм и 1400 <   10⁵ нм;

- воздействие на сетчатку глаза излучения в диапазоне длин волн 380 <   1400 нм.

Для каждого из перечисленных трех случаев предельно допустимые уровни устанавливаются независимо. Например, при одновременном воздействии на глаза излучения аргонового лазера (основные длины волн 488 и 514 нм) и лазера - на углекислом газе (10600 нм) устанавливаются ПДУ для совместного действия компонент излучения с длинами волн 488 и 514 нм и отдельно - ПДУ для излучения с длиной волны 10600 нм, так как объектом воздействия в первом случае является сетчатка, а во втором - роговицы глаза (см. также Приложение 2).