激光危害与防护

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1、激光危害与防护laser hazard and precaution激光装置对人体和工作环境造成的有害作用称为激光危害，针对激光危害所采取的安全对策称为激光防 护。来自激光装置的危害大致可分为辐射危害、电气危害、化学危害和机械危害四类，通常只考虑辐射危 害。激光辐射能对人眼和皮肤造成伤害，其中以前者的后果最为严重。由于人眼对不同波长激光的透射和吸 收不同，不同波长激光对人眼伤害的部位也不同(见图人眼对电磁辐射的吸收示意图)。激光辐射造成的眼伤主要有光致角膜炎、角膜凝固、碳化和穿孔、晶状体混浊、视觉功能性障碍“闪光盲”，以及视网膜凝固、出血和爆裂等。激光辐 射造成的皮肤伤害主要有色素沉着、红斑和

2、水泡等。伤害程度取决于辐射剂量的大小，而这与激光器的输 出能量、工作波长和工作状态有关，其中能量是最主要的因素。对人体和工作环境构成危害的不仅有直射 光，而且还有反射光和漫反射光。进行激光加工和激光治疗时，可能产生有害的烟雾、蒸气和噪声等，对环境造成辐射危害。大功率激光 辐射会破坏某些精密仪器，甚至引起火灾。对激光辐射采取防护措施的依据是激光安全防护标准。国际标准主要有国际电工委员会(IEC)标准、世 界卫生组织(WHO)标准、国际标准化组织(ISO)标准和国际辐射防护协会(IRPA)标准等。此外，常用的还有 美国国家标准学会(ANSIZ-136)标准和美国放射卫生局(BRH)标准。所有激光安

3、全标准都是将激光器按输出能量、工作波长、脉宽等参数划分成若干个安全级别。划分的依 据是与损伤阈值直接相关的辐照限。不同标准辐照限的表示方法和数值不尽相同。激光防护通常是对激光源、操作人员和工作环境分别采取相应的保护措施。具体办法有安全管理、安全 教育、工程防护、个人防护和医学监督。安全管理：制定激光安全操作规程，对激光产品严格分级定标, 为用户提供安全使用指南等。安全教育：对接触激光的人员进行安全教育和训练。工程防护：除去激 光光路上的易燃物质和镜面反射物，设置危险标志，在工作场所设置必要的警报装置等。个人防护：为 接触激光的人员配备激光防护镜等防护用具。医学监督：必要时对激光操作人员进行定期

4、体检。激光的安全与防护标准和措施1 激光防护安全标准1960 年诞生激光器以后，1963 年就有人根据测得的视网膜和皮肤的损伤阈值，提出激光器了最大允许照射量，随后世 界上出现了名目繁多的安全标准达二、三十种以上(其中以美国的最多)，但由于对操作阈的理解不同(是用显微镜能检 查细胞损伤，是用检眼镜能看到损伤，还是可觉察的视觉功能下降)，损伤阈是根据急性反应还是慢性反应，安全因素 是取10 还是1000等原因，使得提出的安全标准相差很大。1.1全美标准协会(ANSI)激光安全委员会为了安全使用激光器，也是为了减少混乱，全美标准协会(ANSI)设立了激光安全委员会，组织多方面的力量， 经过调研，于

5、1973年公布了全美标准协会的“激光安全使用Z-136、1 1973”安全标准。为了对波长0.2顷1mm的激光安全使用,推荐合理而恰当的安全指南，该委员会根据激光器原激光束是否强到 能够给眼或皮肤造成伤害，将激光器分为五类，例如，第一类因功率密度小，用不着防护，第五类则必须置于最严格的 控制之下。这本小册子讨论了危害评价和分类、控制措施、激光安全计划、医学监督、其他危害、眼和皮肤的照射判据 以及激光参数测量等方面的问题。激光能够伤害眼睛、皮肤、呼吸道、中枢神经以及整个机体。目前一般只对眼睛和皮肤提出了安全标准。鉴于 激光目前用于机械加工，对呼吸道危害的可能性在增长，工作者受到激光慢性照射危害的

6、可能性也在增长，因此对激光 上述五方面的危害都要重视。1.2 中国激光安全标准我国在激光安全方面已经制定了几个标准:(l) GB7247-87激光产品的辐射安全、设备分类、要求和用户指南。国家标准咸987年2月9日发布，1987 年10月1日实施。(2) GB10320-88 激光设备和实施的电气安全 。国家技术监督局1988年12月30日发布， 1990年1月1日 实施。(3) GB10435-89作业场所激光辐射卫生标准。卫生部1989年2月24日发布，1989年10月1日实施。(4) 国家行业标准JB/T5524-91实验室激光安全规则。机械电子工业部1991年7月16日发布，1992年

7、7 月 1 日实施。2 激光防护措施如前所述，激光是有危险，但和电一样，只要我们不麻痹大意，掉以轻心，而是严格遵守安全操作规则，就能 无害地使用激光于治疗。由于各类激光器各有其需要特别注意的问题，因此除了提出一般安全规则外，还将就紫外、可 见、红和近红外、远红外和染料激光器分别提出它们对眼、皮肤等可能引起的伤害以及应采取的防护措施和安全标准， 这将便于激光工作者就其所使用的激光器采取应防护措施，做到心中有数，而不必瞻前顾后。(1)远红外激光的危害及其防护:常用的二氧化碳激光(10.6顷)全部为角膜吸收，进不了眼内。由于这种激光 不可见并且一般功率较大，一不小心就会烧伤角膜、结膜和眼睑。对于角膜

8、烧伤，最轻是小白色浊点，照射后10min出 现，只涉及角膜上皮，不浮肿，后消退，无可见瘢痕，较重的是从外到里形成圆柱形白色伤斑，再重就是形成溃汤伤斑 或穿孔。尽管厉害，但防护却相当简单，只须戴一副平光玻璃眼镜即可。二氧化碳激光的阈限值是0.1W/cm2。二氧化 碳激光将为厚0.2mm的皮肤吸收，很容易引起水疱或烧焦。因功率较大时，一下子就会烧伤，生理反应(如痛觉)起不了 保护作用。横向受激气压二氧化碳激光能使空气电离。若用30mJ二氧化碳照前臂表面皮肤0.50.25s,光斑直径10 Mm， 照射时刺痛和灼痛。几小时后出现红斑，24h后扩展，水肿，最后结瘢。防护措施穿工作服戴手套。(2) 一般防

9、护措施:激光器应可能地封闭起来。激光束除接近目标处外不应外漏。激光束不应和眼在同一水平。激光束应止于无反射及防火物质。脉冲激光应有安全闸以防止激光爆炸。对每一应用，都应该使用能达到目的最低辐射 水平。激光室的墙壁不可涂黑，应用浅色而漫射的涂料，以减少镜式反射和提高光亮。室内应光亮以缩小瞳孔。还应 通风良好，使二甲苯、四氯化碳(清洗用)、氮(冷却用)、臭氧等在空气中的浓度不超过准许值。室内家具应减少到最小 度，家具表面应粗糙。无关人员不准人内。应设置障碍，使人不能走近激光器。应像X线机一样，大功率激光器工作时 应有红灯标示。激光器应远距离操纵，特大功率者工作人员应在隔壁房间操纵。所有室内人员应戴

10、相应的防护眼镜。切忌一镜多用。工作人员应穿工作服和戴手套。要像对待枪支那样对待激 光，严禁直视激光束，尽可能远离激光束。重视高电压的操作规则以防电击(国外报道受电击伤害的多于受激光伤害的)。 定期检查眼。对初参加工作者应加强激光防护教育。3 激光的安全与防护3.1 采取相应措施：(1)甲类激光器发射的激光不引起任何生物学危险，可免于采取控制措施；(2)乙类激光器属低功率范围，波长0.40.7顷，功率小于lmW,长时间注视可能会引起视网膜损伤，故要采取防护措施和使用警示 牌；(3)丙类激光器属中功率范围，人受短时间照射就可能引起生物学损伤，故控制措施必不可少。这类激光器的激光 漫反射光束无危害；

11、(4)丁类激光器属高功率范围，能产生危险的激光束反射激光束，人体短期直接或弥散性的暴露都 会引起生物学损伤，必须采取严格控制措施。3.2 认真执行安全工作制度：(1)激光器运转场所，如实验室、治疗室应具有高度的照明度，使工作人员瞳孔 缩小，减少进入眼内激光量。室内采用白色或浅色粗糙墙壁，减少镜面反射面。在激光室内或门口，激光束易到达的地 方设“激光危险”标志。(2)激光工作人员注意操作规程：A、激光工作人员需经过激光安全教育和训练；B、配戴防护 眼镜，并注意选用各种规格；C、激光器使用后即终止光路，开启激光器时严格遵守水电操作规程；D、接触激光的工作 人员不能直接注视功率或能量密度超过容许阈值的主光束，并定期作体检；(3)有关单位必须落实激光安全防护措施， 设置安全监视系统；(4)激光器生产单位对乙类激光器须在面板醒目位置注有“禁止直视激光束”字样的警示牌和必须 的防护罩。对丙、丁类激光器必须用封闭罩包住整个激光器，安装安全联锁和锁钥开关，激光器触发前应有警告信号， 面板醒目位置注有警号标志等。对各类激光器还应提供波长范围、最大输出能量和功率、脉冲宽度、重复脉冲频率、光 束发散角等物理参数。