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

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gRö

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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 ???