Transcript Laser
Lasersicherheitsbelehrung
Rolf Neuendorf
Gliederung
Laser und Laserstrahlung Gefahrenpotential Wirkung von Laserstrahlung auf Gewebe Wirkung von Laserstrahlung auf das Auge Laserschutzklassen Sonstige Gefahren Allgemeine Sicherheitsmassnahmen Spezielle Sicherheitsmassnahmen Vorschriften
Laser
LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
Funktion von Lasern
• • • Grundlegende Komponenten: Laser Medium (Gas, Flüssigkeit, Festkörper) Anregung Resonator (Elektrische Entladung, Blitzlampe, Laser) Resonator Laser Medium Anregungsquelle
Lasertypen
• • • Klassifikation nach Lasermedium : Gas-Laser (HeNe, Argon, Krypton, ...) • Excimer-Laser (KrF, XeF, ...) Farbstoff-Laser (meist Flüssigkeiten) Festkörper-Laser (Nd:YAG, Ti:Saphir, ...) • • • Klassifikation nach Pulsdauer : cw-Laser (Laser im Dauerbetrieb) Q-Switch-Laser (ns-, ps-Pulse) Modengekoppelte-Laser (ps-, fs-Pulse)
Eigenschaften von Laserstrahlung
• hohe Lichtintensität • geringe Strahldivergenz
• Monochromasie • Kohärenz Ein Laser kann sehr grosse Energiemengen auf eine kleine Fläche eintragen (= extrem hohe Energiedichte!)
Sind Laser gefährlich?
ein paar statistische Unfallzahlen Laser Typ Nd:YAG29,7 Argon CO 2 Dye HeNe Andere % 20,5 12,8 9,9 7,0 20,1 Betroffene Techniker Wissenschaftler Patienten Arbeiter Ärzte/Pfleger Studenten Zuschauer Andere 21,3 395 registrierte Unfälle im Zeitraum 1964-1999, Quelle: Rockwell Laser Incident Database % 17,6 12,9 10,7 9,2 8,4 4,8 15,1
Gefahrenpotential
Primär Laserstrahlung Direkt
Bauartspezifisch
• Elektrische Bauteile • Anregungsstrahlung • Lasergase / -farbstoffe Sekundär Indirekt
Anwendungsspezifisch
• Emittierte Gefahrstoffe • Zündung explosiver Stoffe • Brandgefahr • Sekundärstrahlung
Gewebe (Haut)
Epidermis Dermis Schäden: IR: - tiefe Verbrennungen in der Dermis UV: Entzündung und Reizungen im Bereich der Epidermis -Karzinogene Effekte
Auge
Wellenlänge 100 fm 1 pm 10 pm 100 pm 1 nm 10 nm 100 nm 1 mm 10 mm UV: Hornhaut / Linse VIS, IR: Netzhaut FIR: Hornhaut
Biologische Wirkung
Spektralbereic h UV-C ( 100 –280 nm ) UV-B ( 280 –315 nm ) UV-A ( 315-400 nm ) Sichtbare Strahlung ( 400-780 nm ) IR-A ( 780-1400 nm ) IR-B ( 1400-3000 nm ) IR-C ( 3 m – 1 mm ) Wirkung auf Haut ( < mm Eindringtiefe ) Erythem (Hautrötung) mit sekundärer Pigmentierung, Hautkarzinom ( ~ mm Eindringtiefe ) starke Pigmentierung (ohne Erythembildung) ( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung) photochemische Prozesse, thermische Hautschäden ( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung) thermische Hautschäden ( ~ mm Eindringtiefe ) thermische Hautschäden ( < mm Eindringtiefe ) thermische Hautschäden Wirkung auf Auge ( Absorption in der Hornhaut ) Photokeratitis (Hornhautentzündung), Photokonjunktivitis (Bindehautentzündung) ( Absorption in der Augenlinse ) Strahlenkatarakt (Grauer Star) ( Absorption in der Netzhaut ) photochemische und thermische Retinaschädigung ( Absorption im Glaskörper und in der Netzhaut ) Strahlenkatarakt ( Absorption in der Augenlinse und im Glaskörper ) thermische Hornhaut und Linsenschädigung, Katarakt ( Absorption in der Hornhaut ) thermische Hornhautschädigung
und wenn es doch passiert...
Hautschaden mehrfacher Augenschaden nach Bestrahlung mit einem Ar + -Ionenlaser
Sekundäre Gefahrenquellen
ELEKTRISCH: (Fast) alle Laser verfügen über Komponenten, die Hochspannung führen und/oder in denen Starkströme fliessen (z.B. Kondensatorbänke, Plasmaröhren, Blitzlampen, RF Generatoren, etc.) In der Regel durch bauliche Massnahmen abgesichert!
Gefahr besteht in der Regel nur bei Arbeiten an geöffneten Versorgungen/Laserköpfen
Sekundäre Gefahrenquellen
CHEMISCH Chemikalien für Laserbetrieb z.B. Lasergase, Laserfarbstoffe, ...
Gefahrstoffe, die bei der Wechselwirkung von Laserstrahlung mit Luft oder Oberflächen entstehen (können)
Sekundäre Gefahrenquellen
FEUER und EXPLOSION Interne Zünd-/Explosionsquellen z.B. Blitzlampen, Farbstoffe, Kondensatorbänke, ...
Laboreinrichtungen z.B. Lösungsmittelbehälter, Vorhänge ...
Sekundäre Gefahrenquellen
SEKUNDÄRSTRAHLUNG Speziell bei fs-Pulsen: Wechselwirkung mit Materie: Röntgenstrahlung Erzeugung Mikrowellen / RF-Felder
Laserklassen – KLASSE 1
Unter vernünftigerweise vorhersehbaren Bedingungen sicher.
Typischerweise vollständig gekapselte Systeme Laserstrahlung kann nicht nach aussen dringen enthalten meistens eingebaute Laser höherer Klassen z.B. CD-Spieler, Laserdrucker, Schweisslaser,
Laserklassen – KLASSE 1M
Unter vernünftigerweise vorhersehbaren Bedingungen sicher, sofern keine optischen Instrumente benutzt werden.
Wellenlängen von 302,5 bis 4000 nm (kein UV) keine optischen Instrumente (z.B. Lupen, Linsen, Teleskope), die den Strahlquerschnitt verengen können z.B. Supermarkt-Scanner, ...
Laserklassen – KLASSE 2
durch Lidschlussreflex sicher Sichtbarer Spektralbereich (400-700 nm) bei Bestrahlungsdauer bis 0,25 s ungefährlich auch für das Auge (Lidschlußreflex) Keine Gefährdung der Haut z.B. Laser-Pointer, ...
Laserklassen – KLASSE 2M
durch Lidschlussreflex sicher, sofern keine optische Instrumente benutzt werden Sichtbarer Spektralbereich (400-700 nm) bei Bestrahlungsdauer bis 0,25 s ungefährlich auch für das Auge (Lidschlußreflex) Keine Gefährdung der Haut z.B. Laserdioden, aufgeweitete Strahlung
Laserklassen – KLASSE 3R
Grenzwerte für Klassen 1 (unsichtbare Strahlung) oder 2 (sichtbare Strahlung) werden maximal um Faktor 5 überschritten Willkürliche Begrenzung !
z.B. offene CD-Player, Laser-Wasserwaagen, ...
Laserklassen – KLASSE 3B
Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und in besonderen Fällen auch für die Haut. direkter Strahl gefährlich für das Auge / in besonderen Fällen auch für die Haut diffuses Streulicht im Allgemeinen ungefährlich z.B. Justierlaser, starke Laserpointer, ...
Laserklassen – KLASSE 4
Sowohl direkte als auch gestreute Strahlung sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Kann Brand- oder Explosionsgefahr verursachen. Laser oberhalb 500 mW (CW)
Schutzmassnahmen
• Technisch (Hersteller) • Baulich (Betreiber) • Organisatorisch (Betreiber) Anwendungs priorität
Technische Schutzmassnahmen
z.B.
Kapselung / Schutzgehäuse Schutzverriegelungen (Interlocks) Fernbedienung Schlüsselschalter Kennzeichnung
Bauliche Schutzmassnahmen
Versuchsaufbau: Schutzgehäuse, Strahlführungen, Strahlschutzwände/-blenden, Tischumrahmungen Laborbereich: Einrichtung (und Kennzeichnung) von Laserschutzbereichen für die Laserklassen 3B und 4
Laserschutzbereiche
Kennzeichnung: Warnlampe (Laserbetrieb) allgemeines Laser-Warnsymbol Angabe der im Bereich verwendeten Laserklassen
Warnsymbole
DIN ISO SICHTBARE UND UNSICHTBARE LASERSTRAHLUNG BESTRAHLUNG VON AUGE ODER HAUT DURCH DIREKTE ODER GESTREUTE STRAHLUNG VERHINDERN
LASERKLASSE 4
7 P = 6 x 10 W l l t = 3 - 10 ns F = 10 - 50 Hz = 266 - 1064 nm
VISIBLE AND INVISIBLE LASER RADIATION AVOID EYE OR SKIN EXPOSURE TO DIRECT OR SCATTERED RADIATION ARGON ION LASER 5 WATTS MAX. CW CLASS IV LASER PRODUCT
Organisatorische Schutzmassnahmen
Schulung für alle Nutzer von Lasereinrichtungen (und alle, die sich in Schutzbereichen aufhalten) Zutrittsregelung für Laserschutzbereiche (Zutritt nur nach Aufforderung) Laserschutzbeauftragte (überwachen Lasereinrichtungen)
Verhaltensregeln
mit möglichst kleiner Leistung arbeiten unkontrollierte Reflexe vermeiden Strahlen (soweit möglich) abblocken nicht benötigte Objekte aus dem Strahlbereich fernhalten Strahlebene unter Augenhöhe halten Personenzahl beschränken Schutzausrüstung (Schutzbrillen) benutzen SORGFÄLTIG ARBEITEN !!!
Typische Unfallursachen
Justage und Aufbauarbeiten
Typische Unfallursachen
Abschalten von Interlocks Unbeabsichtigtes Einschalten
Besondere Regelungen
W3 0-046 (Technikum) – Laser: Excimer, Farbstoff – manuelle Laserwarnleuchte – Türglocke
Besondere Regelungen
W3 0-027 (Grossraum-Labor) – Laser: Nd:YAG mit HG (,OPO) – variable Strahlführung – manuelle Laserwarn leuchte – nur gekapselter Betrieb erlaubt!
(besondere Dienstanweisung)
Besondere Regelungen
W3 0-030 (fs-Labor) – Laser: Dioden, Nd:YVO, Ti:Saphir, (Nd:YLF, Verstärkersystem) – Tür-Interlock
Verhalten bei Unfällen
Allgemeine Massnahmen (BGV A5) (z.B. bei Hautverletzungen (Verbrennungen, ...) – Erste Hilfe (bei einfachen Verletzungen) – Arzt – D-Arzt (AU, Behandlung >1 Woche) – Krankenhaus Bei (Verdacht auf) Augenverletzung Immer: Augenarzt !!!
Fluoreszenzangiographie (i.d.R. nur Krankenhaus)
Ansprechpartner
Uni Oldenburg / Sicherheitsingenieurin: Martina Ehmen W3 1-208 (798) 3719 Chemie: Burghard Stigge W3 1-173 (798) 3702 Physikalische Chemie 1: Rolf Neuendorf W3 0-033 (798) 3950
Vorschriften
Betriebsgenossenschaftliche Vorschriften BGV B2: Laserstrahlung A5: Erste Hilfe DIN EN 60825-1 DIN EN 207, 208