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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 (Elektrische Entladung, Blitzlampe, Laser)• Resonator
Laser Medium
Anregungsquelle
Resonator
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?
Laser Typ % Betroffene %Nd:YAG 29,7 Techniker 21,3Argon 20,5 Wissenschaftler 17,6
CO2 12,8 Patienten 12,9Dye 9,9 Arbeiter 10,7HeNe 7,0 Ärzte/Pfleger 9,2Andere 20,1 Studenten 8,4
Zuschauer 4,8Andere 15,1
ein paar statistische Unfallzahlen
395 registrierte Unfälle im Zeitraum 1964-1999, Quelle: Rockwell Laser Incident Database
Gefahrenpotential
PrimärLaserstrahlung
Sekundär
Direkt Indirekt
Bauartspezifisch
• Elektrische Bauteile
• Anregungsstrahlung
• Lasergase / -farbstoffe
Anwendungsspezifisch
• Emittierte Gefahrstoffe
• Zündung explosiver Stoffe
• Brandgefahr
• Sekundärstrahlung
Gewebe (Haut)
Epidermis
Dermis
Schäden:
IR: - tiefe Verbrennungenin der Dermis
UV: - Entzündung undReizungen im Bereichder Epidermis
-Karzinogene Effekte
Auge
UV-
Stra
hlun
gRö
ntge
n-St
rahl
ung
Infr
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-Str
ahlu
ng
W ellen län g e100 fm
1 p m
10 p m
100 p m
1 n m
10 n m
100 nm
100 m
10 m
1 m
1 m m
10 m m
UV: Hornhaut / Linse
VIS, IR: Netzhaut
FIR: Hornhaut
Biologische Wirkung
Spektralbereich
Wirkung auf Haut Wirkung auf Auge
UV-C
( 100–280 nm )
UV-B
( 280–315 nm )
( < mm Eindringtiefe )
Erythem (Hautrötung) mit sekundärer Pigmentierung, Hautkarzinom
( Absorption in der Hornhaut )
Photokeratitis (Hornhautentzündung), Photokonjunktivitis (Bindehautentzündung)
UV-A
( 315-400 nm )
( ~ mm Eindringtiefe )
starke Pigmentierung (ohne Erythembildung)
( Absorption in der Augenlinse )
Strahlenkatarakt (Grauer Star)
Sichtbare Strahlung
( 400-780 nm )
( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung)
photochemische Prozesse, thermische Hautschäden
( Absorption in der Netzhaut )
photochemische und thermische Retinaschädigung
IR-A
( 780-1400 nm )
( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung)
thermische Hautschäden
( Absorption im Glaskörper und in der Netzhaut )
Strahlenkatarakt
IR-B
( 1400-3000 nm )
( ~ mm Eindringtiefe )
thermische Hautschäden
( Absorption in der Augenlinse und im Glaskörper )
thermische Hornhaut- und Linsenschädigung, KataraktIR-C
( 3 m – 1 mm )
( < mm Eindringtiefe )
thermische Hautschäden
( Absorption in der Hornhaut )
thermische Hornhautschädigung
und wenn es doch passiert...
Hautschaden mehrfacher Augenschaden nach Bestrahlung mit einem Ar+-Ionenlaser
Sekundäre Gefahrenquellen
In der Regel durch bauliche Massnahmen abgesichert! Gefahr besteht in der Regel nur bei Arbeiten an geöffneten
Versorgungen/Laserköpfen
ELEKTRISCH:(Fast) alle Laser verfügen über Komponenten, die Hochspannung führen und/oder in denen Starkströme fliessen (z.B. Kondensatorbänke, Plasmaröhren, Blitzlampen, RF-Generatoren, etc.)
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, ...
Laboreinrichtungenz.B. Lösungsmittelbehälter, Vorhänge ...
Sekundäre Gefahrenquellen
SEKUNDÄRSTRAHLUNG
Speziell bei fs-Pulsen:
Wechselwirkung mit Materie:Röntgenstrahlung
ErzeugungMikrowellen / 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:
allgemeines Laser-Warnsymbol
Warnlampe (Laserbetrieb)
Angabe der im Bereich
verwendeten Laserklassen
Warnsymbole
SICHTBARE UND UNSICHTBARE LASERSTRAHLUNG
BESTRAHLUNG VO N AUG E ODER HAUTDURCH DIREKTE O DER G ESTREUTE
STRAHLUNG VERHINDERN
LASERKLASSE 4
P = 30 WP = 6 x 10 W
t = 3 - 10 nsF = 10 - 50 Hz
= 266 - 1064 nm
0
P
7
l
VIS IB LE A N D INVIS IB LE LA S ER RA DIA T IONA VOID EY E OR S K IN EX P OS URE T ODIREC T OR S C A T T ERED RA DIA T ION
A RG ON ION LA S ER5 W A T T S M A X . C W
C LA S S IV LA S ER P RODUC T
DIN ISO
OrganisatorischeSchutzmassnahmen
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) AugenverletzungImmer: Augenarzt !!!Fluoreszenzangiographie (i.d.R. nur Krankenhaus)
Ansprechpartner
Uni Oldenburg / Sicherheitsingenieurin:Martina EhmenW3 1-208 (798) 3719
Chemie:Burghard StiggeW3 1-173 (798) 3702
Physikalische Chemie 1:Rolf NeuendorfW3 0-033 - (798) 3950
Vorschriften
Betriebsgenossenschaftliche VorschriftenBGV B2: Laserstrahlung
A5: Erste Hilfe DIN EN 60825-1 DIN EN 207, 208
Fragen ???