Контрольная работа по «Производственная санитария и гигиена труда»

Министерство  сельского хозяйства  Российской федерации 

Федеральное государственное  образовательное 

учреждение  высшего профессионального  образования

  «Санкт-Петербургский  государственный 

аграрный  университет» 
 
 

Кафедра  технологических  процессов и производств 
 
 
 
 
 
 

 
Контрольная работа по дисциплине 

«Производственная санитария и

  гигиена труда» 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург - Пушкин

2010

Содержание 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Характеристика  и источники лазерного излучения 

      Лазер (оптический квантовый генератор) –  это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения.

      Термин  лазер (англ. Laser, составленное из первых букв фразы Light Amplication by Stimulated Emission of Radiation) – означает усиление света в результате вынужденной эмиссии излучения. Хотя лазерный процесс теоретически был предсказан А. Эйнштейном в 1916 г., первый рубиновый лазер продемонстрирован Т. Мейманом только в 1960 г. В последние годы лазеры вышли из исследовательских лабораторий в промышленные, медицинские и офисные учреждения, на строительные площадки и даже в домашнее хозяйство.

      Во  многих устройствах, например, проигрывателях для видеодисков и системах оптико-волоконной связи, мощность лучистой энергии лазеров заключена внутри самого изделия. Однако в некоторых промышленных, исследовательских или медицинских приборах созданная лазерами лучистая энергия «открыта» и может создать потенциальную опасность для глаз и кожи.

      Поскольку лазерный процесс может создать  мощный коллимационный (заключенный в ограниченном телесном угле) луч оптического излучения (в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной области спектра),  то лазер может быть опасным даже на больших расстояниях. Тем не менее, лазеры могут безопасно использоваться при соответствующем уровне контроля опасности.

      Лазеры  работают на дискретной длине волны, поэтому большинство лазеров  являются монохроматическими. Для лазеров нетипичная эмиссия нескольких волн дискретной длины. Например, аргоновый лазер испускает несколько разных линий в пределах около ультрафиолетового  и видимого спектра. Но обычно подобный лазер создается для эмиссии только зеленой линии (длина волны 514,5 нм) и/или голубой линии (длина волны 488 нм).

      Все лазеры состоят из трех основных конструкционных  блоков:

      1. Активная среда (твердая (рубин), жидкая (органические красители) или газообразная (гелий, неон, углекислый газ)), которая определяет возможную длину волн эмиссии;

      2. Источник энергии (например, газовый разряд, электрический ток, импульсная лампа или химическая реакция);

      3. Оптический резонатор (простейший оптический резонатор состоит из двух параллельно расположенных зеркал).

      Принцип действия лазера основан на свойстве атома сложной квантовой системы) излучать фотоны при  переходе из возбужденного состояния в основное (с меньшей энергией).

      При нормальных условиях число атомов, находящихся в веществе в возбужденном состоянии, значительно меньше числа атомов, находящихся на основном энергетическом уровне.

      В лазерах с помощью специальных  приемов и путем подачи на активную среду энергии накачки (свет, высококачественное электромагнитное поле и др.) добиваются того, что число атомов, находящихся в возбужденном состоянии, становится значительно больше числа атомов, находящихся на основном энергетическом уровне.

      Лавинообразный переход атомов за очень короткое время из возбужденного состояния в основное приводит к возникновению лазерного излучения.

      Лазерное  излучение (ЛИ) – вынужденное испускание атомами вещества квантов электромагнитного  излучения.

      Основной  особенностью лазерного излучения является его когерентность, т.е. строгая согласованность по частоте фазе. Это позволяет на сравнительно малой площади получать большие значения плотности энергии.

      Лазерное излучение широко используют в промышленности, в частности, при сварке тугоплавких металлов и сплавов, в процессе резки металлов, пластмасс, в фотофизике, фотохимии, спектроскопии, хирургии, для создания оптических эффектов при проведении музыкальных шоу и др. Типы и характеристики некоторых лазеров даны в таблице №1.

      Таблица №1

Типы  и характеристики лазеров 

 

      Примечания: непрерывное лазерное излучение – излучение, существующее в любой момент времени наблюдения. Импульсное  излучение – излучение, существующее в ограниченном интервале времени, меньшем времени наблюдения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Воздействие на организм человека лазерного излучения 

     Воздействие лазерного излучения на организм человека имеет сложный характер и до конца еще не изучено.

     Эффект  воздействия лазерного излучения зависит от параметров лазерного излучения:

     • энергетических - энергетической освещенности или энергетической экспозиции облучаемой ткани;

     • пространственных - распределения интенсивности лазерного излучения в облучаемом участке ткани;

     • временных - длительности воздействия при непрерывном облучении и длительности импульсов, частоты повторения импульсов и длительности серии импульсов при импульсном излучении;

     • анатомо-физиологических особенностей облучаемой ткани.

     Отличительной особенностью лазерного излучения  от других видов излучения является монохроматичность, когерентность  и направленность.

     Монохроматичность и когерентность ЛИ не меняют существенно  механизма повреждений излучением. Явление теплопроводности в тканях и присущие глазу постоянные мелкие движения разрушают интерференционную картину уже при длительности воздействия, превышающей несколько микросекунд. Вследствие этого ЛИ пропускается и поглощается биотканями по тем же законам, что и некогерентное, и не вызывает в тканях каких-либо специфических эффектов. Поскольку органические молекулы, из которых состоит биологическая ткань, имеют широкий спектр абсорбируемых частот, то нет основании считать, что  монохроматичность лазерного излучения повышает опасность поражения ткани.

     Направленность  лазерного излучения (распространяющегося  в пределах малого телесного угла) сильно влияет на специфику его поражающего действия. При небольшом расстоянии до лазера направленность его излучения ведет к очень маленькому размеру пятна лазерного излучения на сетчатке глаза. Большая направленность излучения приводит также к тому, что внутрипучковая освещенность слабо убывает с расстоянием, вследствие чего опасность для зрения может сохраняться на очень больших расстояниях от лазера, вплоть до десятков километров.

     Основным  фактором, определяющим биологический  эффект воздействия лазерного излучения, является его интенсивность. Под интенсивностью лазерного излучения понимают высокие значения величин, которые описывают энергетические параметры излучения, такие как мощность, плотность излучения и др.

     Энергия ЛИ, поглощенная тканями, преобразуется  в другие виды энергии: тепловую, энергию фотохимических процессов, энергию электронных переходов, механическую, что может вызывать ряд эффектов: тепловой, ударный, светового давления, образование в пределах клетки микроволнового электрического поля. В зависимости от характеристик лазерного излучения удельный вес, вносимый в суммарное повреждение каждым из эффектов, может быть различным.

     Спецификой наиболее важного теплового эффекта воздействия лазерного излучения является то, что в тканях нагрев до высоких температур происходит лишь в некоторых слоях, а при воздействии коротких импульсов - только в некоторых элементах клеток, в то время как среднее по всей клетке приращение температуры мало. Для лазерного ожога, вызванного импульсом, характерно наличие резких границ пораженного участка.

     Ударное действие лазерного излучения наблюдается при больших уровнях освещенности и при работе лазеров с длительностями импульсов порядка 10…12 с. Возникновение ударного эффекта происходит вследствие изменения агрегатного состояния тканевой воды, теплового расширения без изменения агрегатного состояния и явления отдачи при испарении вещества с поверхности облучаемой ткани. В результате этих явлений в ткани возникает резкое повышение давления, что приводит к ее повреждению.

     Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Наиболее уязвимым для лазерного излучения является орган зрения человека.

     Сетчатка  глаза, наиболее важная его структура, может быть поражена лазерами видимого и ближнего ИК диапазонов, поскольку в силу специфики «своей работы» она наиболее чувствительна к воздействию электромагнитных излучений видимого диапазона спектра. Лазерное УФ и дальнее ИК излучения не достигают сетчатки, но могут повредить роговицу, радужку, хрусталик.

     Роговая оболочка, хрусталик и стекловидное тело содержит большое количество жидкости, поэтому они обладают повышенной поглощающей способностью к УФ и дальнему ИК излучениям. Вследствие этого их повреждения могут наступать при сравнительно небольших интенсивностях. Степень повреждения радужной оболочки в некоторой мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Ультрафиолетовое излучение приводит к развитию кератита. Нагрев хрусталика, возникающий в результате воздействия лазерного излучения, ведет к образованию катаракты.