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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


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 17,6CO2 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


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, ...)


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

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


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


und wenn es doch passiert...

„Beinschuss“mit einem Nd:YAG-Laser

mehrfacher „Augentreffer“mit einem Ar+-Ionenlaser


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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, ...



FEUER und EXPLOSIONInterne Zünd-/Explosionsquellenz.B. Blitzlampen, Farbstoffe, Kondensatorbänke, ...

Laboreinrichtungenz.B. Lösungsmittelbehälter, Vorhänge ...



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.)


Typische Unfallursachen

Justage und Aufbauarbeitenz.B. Einbringen neuer optischer Komponenten

(insbesondere Spiegel !)

Abschalten von Interlocks

Unbeabsichtigtes Einschalten


Bauliche Schutzmassnahmen

Versuchsaufbau:Schutzgehäuse, Strahlführungen, Tischumrahmungen

Laborbereich:Einrichtung (und Kennzeichnung) von Laserschutzbereichen für dieLaserklassen 3B und 4


Schutzbereiche

Kennzeichnung:

allgemeines Laser-Warnsymbol

Warnlampe (Laserbetrieb)

Angabe der im Bereichverwendeten Laserklassen


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


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 !!!


AdministrativeSchutzmassnahmen

Schulung für alle Nutzer von Lasereinrichtungen(und alle, die sich in Schutzbereichen aufhalten)

Zutrittsregelung für Laserschutzbereiche(Zutritt nur nach Aufforderung)

Laserschutzbeauftragte(überwachen Lasereinrichtungen)


Besondere Regelungen

W3 0-046 (Technikum)– Laser: Excimer, Farbstoff

– manuelle Laserwarnleuchte– Türglocke



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)



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) 3719Fachbereich Chemie:Burghard StiggeW3 1-173 (798) 3702Physikalische Chemie 1:Rolf NeuendorfW3 0-033 - (798) 3950


Vorschriften

Betriebsgenossenschaftliche VorschriftenBGV B2: Laserstrahlung

A5: Erste HilfeDIN EN 60825-1DIN EN 207, 208


Fragen ???

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