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与激光相关的非光束危害

2008-10-10 10:23
Timeless落尘
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     摘自:美国Industrial Laser Solutions杂志    作者:C.E. Moss(Corning公司), B. Edwards(Duke大学医学中心), W.J. Ertle(Rockwell激光工业公司)  


     安全专家和组织面临着与激光相关的非光束危害(NBH),如电气火花、等离子辐射,以及爆炸等特殊安全规范问题。激光技术的传播增加了非光束危害发生的次数,并使激光用户容易忽视了这些危害。 


     激光事故信息可以在Rockwell激光公司(www.rli.com)被查询到,该公司保存有一个激光事故数据库(LID),包含了40年中超过1300起激光事故的报告(见表1)。LID将激光事故分为光束类(眼部和皮肤)和非光束类(其他),结果显示:

 
     (a)LID中已报告的非光束类事故的数量已经超过了已报告的皮肤类事故数量。 


     (b)目前,所有事故中超过30%能被定性为NBH。 


     LID还报告了NBH事故中最常见的两类激光分别是Nd:YAG 和 CO2(见 表2)。不幸的是,并非所有的激光类型都被核实并记录在LID中,因此结果也许并不能完全反映事实。根据Rockwell的报告,NBH事故的数量在1998年为67,是现在每年报告事故数量的1/3左右。NBH报告数量的增加清楚地支持了需要更加重视这方面危害的观点。 


      美国国家标准协会(ANSI)的Z136系列标准规范提供了对传统光束危害的识别,评估以及控制危害的通用信息。然而,对NBH的评估和控制,需要的是和光束危害识别完全不同的知识库,因此激光安全专家可能需要将他们的经验与NBH相结合,以充分保护激光用户。

 
         
     现有的ANSI规范
 


      针对激光安全使用的ANSI Z136.l-2007标准的第7部分将NBH定义为“非经人体直接接触激光束而导致的危害”。现今NBH定义涵盖的四种主要类型包括材料暴露在激光束下(例如,火),暴露在激光系统部件下(比如,电容器),材料被用于产生激光(激光介质如染料和气体),系统如何被使用(例如:机械,有限空间)。标准中涉及到的一些特定的NBH主题包括电气危害、等离子辐射、废弃激光器、爆炸、机械手、火灾以及压缩气体。标准中注明其中的一些危害将危及生命(触电)。使用激光的场所必须保证具有足够的专业知识和保护,以确保对可能发生的危害进行及时有效的安全控制。随着激光技术不断进步,对工作场所的安全提出了新的要求,而激光安全专家对NBH新增主题必将翘首以待。 


         
      光束和非光束类安全规范之间的平衡 


     在激光标准中,如何平衡光束类和非光束类问题对于激光用户来说是一项挑战。标准总体上试图通过提供足够信息来阐述NBH问题的方式,以保证人们的警觉和足够的控制手段,同时又不会使NBH的威胁过分影响使用者。但是,这项平衡在操作中存在困难,因为不同于光束危害的是,NBH导致了全部的激光死伤事故及大部分激光严重伤害事故,因此也相应承担了更为广泛的规范压力,这一点不同于光束类造成的眼部和皮肤危害。 


         
     新出现的NBH问题 


     据预测,未来几年内NBH将随着新应用的出现或现有问题的衍生而得到激光安全专家的更多注意。其中的一些新危害与纳米微粒制造、气体警报的关注、火源以及辐射源相关。据显示,小尺寸的微粒(<0.1微米)相比较大的颗粒,对人体有更大的危险,因其具有更高的活性。尽管人类长期暴露在自然产生的纳米电子微粒中,但人造的工程纳米微粒会带来很强的毒性。某种材料的活性很大程度上取决于其表面区域大小,而这又根据微粒半径不同而各异,体积则取决于半径的立方。因此,纳米微粒拥有更高的表面积/体积比,相比同种材料的大颗粒来说具有更高的活性。这种增加的活性对于呼吸效应,血液/大脑血管壁,以及火灾/爆炸危害来说都有着深远的影响。最后,当纳米微粒能够轻易进入肺部最深区域之时(不像更大微粒只是停留在上呼吸道中),它们就可能同样以其微小的尺寸进入人体的各个地方。 


      低功率激光存在的潜在易燃危险 ANSI ZI36.I-2007标准的第7.2.3节建议,将4级激光束封闭将导致火灾隐患,尤其当材料暴露在光束辐照大于10 W/cm2的环境下,或光束功率超过500mW时。国家火灾防护协会在NFPA激光火灾防护标准中提到大于0.5W/cm2的激光束应该被视为易燃危险。 


     离子辐射的产生 ANSI Zl36.l-2007标准的7.2.2.1节简单提及了离子辐射作为激光副产品的可能性,但是并未为识别或控制危害提供清晰的指导。当高电压(大于15kV)作用于真空管(用于整流器、闸管以及电源中)或放电作用于激光时可以产生X光,此类设施通常得到了制造商的充分防护。自由电子激光有着更高的离子辐射问题,包括X光、中子(10MeV或更高)、介子(>1GeV电子束)、同步加速器辐射(电子束在光子扇处弯曲)和激发产物的衰减辐射。 


     激光束事故的瞒报一直以来都存在,且对于NBH来说尤为明显。更多的事故数据由各个政府机构维护,但并未指出NBH在激光使用的过程中是否发生。目前存在的一些情况,就是NBH事故往往被报告为由工业清洁问题导致,而非与激光本身相关。

 (编辑:小曾)

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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