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Lasersicherheitsbelehrung
Rolf Neuendorf
2001 – Rolf Neuendorf
Gliederung
Laser und LaserstrahlungGefahrenpotentialWirkung von Laserstrahlung auf GewebeWirkung von Laserstrahlung auf das AugeLaserschutzklassenSonstige GefahrenAllgemeine SicherheitsmassnahmenSpezielle SicherheitsmassnahmenVorschriften
2001 – Rolf Neuendorf
Laser
LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
2001 – Rolf Neuendorf
Funktion von Lasern
Grundlegende Komponenten:• Laser Medium (Gas, Flüssigkeit, Festkörper)• Anregung (Elektrische Entladung, Blitzlampe, Laser)• Resonator
Laser Medium
Anregungsquelle
Resonator
2001 – Rolf Neuendorf
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)
2001 – Rolf Neuendorf
Eigenschaften von Laserstrahlung
• hohe Lichtintensität• geringe Strahldivergenz• Monochromasie• Kohärenz
Ein Laser kann sehr grosse Energiemengen auf eine kleine Fläche eintragen (= extrem hohe Energiedichte!)
2001 – Rolf Neuendorf
Sind Laser gefährlich?
Laser Typ % Betroffene %Nd:YAG 29,7 Techniker 21,3Argon 20,5 Wissenschaftler 17,6CO2 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
2001 – Rolf Neuendorf
Gefahrenpotential
Direkte Gefahr durch Laserstrahlung(Schädigung durch Exposition von Augen und/oder Haut)
Indirekte Gefahr durch Laserstrahlung(Brand- und Explosionsgefahr)
Sonstige Gefahren(Hochspannung, Starkstrom, Chemikalien, ...)
2001 – Rolf Neuendorf
Gewebe (Haut)
Epidermis
Dermis
Schäden:
IR: - tiefe Verbrennungenin der Dermis
UV: - Entzündung undReizungen im Bereichder Epidermis
- Karzinogene Effekte
2001 – Rolf Neuendorf
Auge
UV-
Stra
hlun
gRö
ntge
n-St
rahl
ung
Infra
rot-
Stra
hlun
g
Wellenlänge100 fm
1 pm
10 pm
100 pm
1 nm
10 nm
100 nm
100 mµ
10 mµ
1 mµ
1 mm
10 mm
UV: Hornhaut / Linse
VIS, IR: Netzhaut
FIR: Hornhaut
2001 – Rolf Neuendorf
Biologische Wirkung
( Absorption in der Hornhaut )thermische Hornhautschädigung
( < mm Eindringtiefe )thermische Hautschäden
IR-C( 3 µm – 1 mm )
( Absorption in der Augenlinse und im Glaskörper )thermische Hornhaut- und Linsenschädigung, Katarakt
( ~ mm Eindringtiefe )thermische Hautschäden
IR-B( 1400-3000 nm )
( Absorption im Glaskörper und in der Netzhaut )Strahlenkatarakt
( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung)thermische Hautschäden
IR-A( 780-1400 nm )
( Absorption in der Netzhaut )photochemische und thermische Retinaschädigung
( Eindringtiefe bestimmt durch Pigmentierung)photochemische Prozesse, thermische Hautschäden
Sichtbare Strahlung( 400-780 nm )
( Absorption in der Augenlinse )Strahlenkatarakt (Grauer Star)
( ~ mm Eindringtiefe )starke Pigmentierung (ohne Erythembildung)
UV-A( 315-400 nm )
( Absorption in der Hornhaut )Photokeratitis (Hornhautentzündung), Photokonjunktivitis (Bindehautentzündung)
( < mm Eindringtiefe )Erythem (Hautrötung) mit sekundärer Pigmentierung, Hautkarzinom
UV-C( 100–280 nm )UV-B( 280–315 nm )
Wirkung auf AugeWirkung auf HautSpektralbereich
2001 – Rolf Neuendorf
und wenn es doch passiert...
„Beinschuss“mit einem Nd:YAG-Laser
mehrfacher „Augentreffer“mit einem Ar+-Ionenlaser
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 1:Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich.
Lasereinrichtungen der Klasse 1 enthalten meistens eingebauteLaser höherer Klassen, deren Strahlung aber so abgeschirmt oder abgeschwächt wird, daß die bei bestimmungsgemäßer Verwendung austretende Laserstrahlung ungefährlich ist. Bei der Instandhaltungvon Lasereinrichtungen der Klasse 1 ändert sich deshalb oft dieKlasse der Lasereinrichtung; es sind dann die Schutzmaßnahmen fürdie auftretende Klasse zu treffen.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 1M:Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Wellenlängenbereich von 302,5 nm bis 4000 nm und ist vergleichbar ungefährlich wie die der Klasse 1, sofern keine optischen Instrumente (z.B. Lupen, Linsen, Teleskope) verwendet werden.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 2:Die zugängliche Laserstrahlung liegt nur im sichtbaren Spektralbereich (400-700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Bestrahlungsdauer (bis 0,25 s) ungefährlich auch für dasAuge.Bei Lasereinrichtungen der Klasse 2 ist das Auge bei zufälligem,kurzzeitigem Hineinschauen in die Laserstrahlung durch denLidschlußreflex geschützt. Lasereinrichtungen der Klasse 2 dürfen deshalb ohne weitere Schutzmaßnahmen eingesetzt werden, wenn sichergestellt ist, daß weder ein absichtliches Hineinschauen über längere Zeit als 0,25 s noch wiederholtes Hineinschauen in dieLaserstrahlung bzw. direkt reflektierte Laserstrahlung erforderlich ist.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 2M:Die zugängliche Laserstrahlung liegt nur im sichtbaren Spektralbereich (400-700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Bestrahlungsdauer (bis 0,25 s) ungefährlich auch für dasAuge, sofern keine optischen Instrumente verwendet werden.Bei Lasereinrichtungen der Klasse 2M ist das Auge bei zufälligem,kurzzeitigem Hineinschauen in die Laserstrahlung durch denLidschlußreflex geschützt. Bei Verwendung optischer Instrumente (Linsen) kann der Strahlquerschnitt so weit verengt werden, dass die entstehenden Leistungsdichten zu Schäden führen können.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 3R:Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Spektralbereich von 302,5 nm bis 106 nm. Sie ist so gefährlich wie bei Lasern der Klasse 3B. Das Risiko eines Augenschadens wird dadurch verringert, dass der GZS im sichtbaren Spektralbereich auf das fünffache der zugänglichen Strahlung für Klasse 2, in den übrigen Spektralbereichen auf des fünffache des GZS der Klasse 1 begrenzt wird.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 3B:Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für dasAuge und in besonderen Fällen auch für die Haut. Die Betrachtung diffuser Reflexionen der unfokussierten Laserstrahlung von Lasereinrichtungen der Klasse 3B, die im sichtbaren Bereich emittieren, ist ungefährlich bei einem Betrachtungsabstand von mehr als 13 cm und einer Beobachtungszeit von weniger als 10 s.Eine Gefährdung der Haut durch die zugängliche Laserstrahlung kann bei Lasereinrichtungen der Klasse 3B im oberen Leistungsbereich bestehen.Bei der Anwendung von Lasern der Klasse 3B können unter Umständen Brand- und Explosionsgefahren bestehen.
2001 – Rolf Neuendorf
Laserklassen
Klasse 4:Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge undgefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Die Laserstrahlung kann Brand- oderExplosionsgefahr verursachen.
Lasereinrichtungen der Klasse 4 sind Hochleistungslaser, deren Ausgangsleistungen bzw. -energien die Grenzwerte für Klasse 3Bübertreffen. Die Laserstrahlung von Lasereinrichtungen der Klasse 4 ist so intensiv, daß bei jeglicher Art von Exposition der Augen oder der Haut mit Schädigungen zu rechnen ist. Bei der Anwendung von Lasereinrichtungen der Klasse 4 muss geprüft werden, ob ausreichende Maßnahmen gegen Brand- undExplosionsgefahren getroffen sind.
2001 – Rolf Neuendorf
Beispiele
Klasse 1: CD-Player, CD-ROMKlasse 1M: (einfache) Laser-PointerKlasse 2: Supermarkt-ScannerKlasse 2M: Justierlaser,
Laser-Pointer (HS-Technik)Klasse 3R: JustierlaserKlasse 3B: ForschungKlasse 4: Forschung & Produktion
2001 – Rolf Neuendorf
Sonstige Gefahrenquellen
CHEMISCHChemikalien für Laserbetriebz.B. Lasergase, Laserfarbstoffe, ...
Gase (oder andere Stoffe), die bei der Wechselwirkung von Laserstrahlung mit Luft oder Oberflächen entstehen (können)z.B. Ozon, ...
2001 – Rolf Neuendorf
Sonstige Gefahrenquellen
FEUER und EXPLOSIONInterne Zünd-/Explosionsquellenz.B. Blitzlampen, Farbstoffe, Kondensatorbänke, ...
Laboreinrichtungenz.B. Lösungsmittelbehälter, Vorhänge ...
2001 – Rolf Neuendorf
Sonstige Gefahrenquellen
In der Regel durch bauliche Massnahmen abgesichert!Gefahr besteht in der Regel nur bei Arbeiten an geöffneten Versorgungen/Laserköpfen
Warnsymbol
ELEKTRISCH:(Fast) alle Laser verfügen über Komponenten, die Hochspannung führen und/oder in denen Starkströme fliessen (z.B. Plasmaröhren, Blitzlampen, RF-Generatoren, etc.)
2001 – Rolf Neuendorf
Typische Unfallursachen
Justage und Aufbauarbeitenz.B. Einbringen neuer optischer Komponenten
(insbesondere Spiegel !)
Abschalten von Interlocks
Unbeabsichtigtes Einschalten
2001 – Rolf Neuendorf
Bauliche Schutzmassnahmen
Versuchsaufbau:Schutzgehäuse, Strahlführungen, Tischumrahmungen
Laborbereich:Einrichtung (und Kennzeichnung) von Laserschutzbereichen für dieLaserklassen 3B und 4
2001 – Rolf Neuendorf
Schutzbereiche
Kennzeichnung:
allgemeines Laser-Warnsymbol
Warnlampe (Laserbetrieb)
Angabe der im Bereichverwendeten Laserklassen
2001 – Rolf Neuendorf
Warnsymbole
SICHTBARE UND UNSICHTBARELASERSTRAHLUNG
BESTRAHLUNG VON AUGE ODER HAUTDURCH DIREKTE ODER GESTREUTE
STRAHLUNG VERHINDERN
LASERKLASSE 4
P = 30 WP = 6 x 10 Wt = 3 - 10 ns
F = 10 - 50 Hz= 266 - 1064 nm
0
P7
l
VISIBLEAND INVISIBLELASERRADIATIONAVOID EYEORSKIN EXPOSURETODIRECT ORSCATTERED RADIATION
ARGON ION LASER5 WATTS MAX. CW
CLASS IV LASER PRODUCT
DIN ISO
λ
2001 – Rolf Neuendorf
Verhaltensregeln
Schutzausrüstung (Schutzbrillen) benutzenmit möglichst kleiner Leistung arbeitenunkontrollierte Reflexe vermeidenStrahlen (soweit möglich) abblockennicht benötigte Objekte aus dem Strahlbereich fernhaltenStrahlebene unter Augenhöhe haltenPersonenzahl beschränken
SORGFÄLTIG ARBEITEN !!!
2001 – Rolf Neuendorf
AdministrativeSchutzmassnahmen
Schulung für alle Nutzer von Lasereinrichtungen(und alle, die sich in Schutzbereichen aufhalten)
Zutrittsregelung für Laserschutzbereiche(Zutritt nur nach Aufforderung)
Laserschutzbeauftragte(überwachen Lasereinrichtungen)
2001 – Rolf Neuendorf
Besondere Regelungen
W3 0-046 (Technikum)– Laser: Excimer, Farbstoff
– manuelle Laserwarnleuchte– Türglocke
2001 – Rolf Neuendorf
Besondere Regelungen
W3 0-027 (Grossraum-Labor)– Laser: Nd:YAG
mit HG (,OPO)
– variabler Aufstellungs-ort des Lasers
– manuelle Laserwarn-leuchte
– nur gekapselter Betrieb erlaubt!(besondere Ausnahmeregeln)
2001 – Rolf Neuendorf
Besondere Regelungen
W3 0-030 (fs-Labor)– Laser: Dioden, Nd:YVO, Ti:Saphir,
(Nd:YLF, Verstärkersystem)
– Tür-Interlock
2001 – Rolf Neuendorf
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)
2001 – Rolf Neuendorf
Ansprechpartner
Uni Oldenburg / Sicherheitsingenieurin:Martina EhmenW3 1-208 (798) 3719Fachbereich Chemie:Burghard StiggeW3 1-173 (798) 3702Physikalische Chemie 1:Rolf NeuendorfW3 0-033 - (798) 3950
2001 – Rolf Neuendorf
Vorschriften
Betriebsgenossenschaftliche VorschriftenBGV B2: Laserstrahlung
A5: Erste HilfeDIN EN 60825-1DIN EN 207, 208
2001 – Rolf Neuendorf
Fragen ???
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