TROS Laserstrahlung: Teil 2: Messungen und Berechnungen ... / A4.1 Expositionsgrenzwerte für Laserstrahlung

(1) Die biophysikalisch relevanten Expositionswerte für Laserstrahlung lassen sich anhand der nachstehenden Formeln bestimmen. Welche Formel zu verwenden ist, hängt von der Wellenlänge und der Expositionsdauer ab. Die Ergebnisse sind mit den entsprechenden Expositionsgrenzwerten^[1] (EGW) der Tabellen A4.3 bis A4.5 zu vergleichen. Für die jeweilige Laserstrahlenquelle können mehrere Expositionsgrenzwerte relevant sein.

(2) Die in den Tabellen A4.3 bis A4.5 als Berechnungsfaktoren verwendeten Koeffizienten sind in Tabelle A4.6, die Korrekturfaktoren für wiederholte Exposition sind in Tabelle A4.7 aufgeführt.

P	Leistung, ausgedrückt in Watt (W);
A	Fläche, ausgedrückt in Quadratmeter (m²);
E, E(t)	Bestrahlungsstärke oder Leistungsdichte: die auf eine Fläche einfallende Strahlungsleistung je Flächeneinheit, ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter (W · m-2); die Werte E und E(t) werden aus Messungen gewonnen oder können vom Hersteller der Arbeitsmittel angegeben werden;
H	Bestrahlung: das Integral der Bestrahlungsstärke über die Zeit, ausgedrückt in Joule pro Quadratmeter (J · m-2);
t	Zeit, Expositionsdauer: Δt = t2 - t1, ausgedrückt in Sekunden (s);
λ	Wellenlänge, ausgedrückt in Nanometern (nm);
γ	Empfangswinkel: der ebene Winkel innerhalb dessen ein Empfänger auf optische Strahlung anspricht, auch Gesichtsfeld genannt, ausgedrückt in Milliradiant (mrad);
γP	Grenz-Empfangswinkel, ausgedrückt in Milliradiant (mrad);
D	Durchmesser der Messblende; die Messblende ist die kreisförmige Fläche mit dem Durchmesser D, über die Bestrahlungsstärke und Bestrahlung gemittelt werden;
α	Winkelausdehnung einer Quelle, ausgedrückt in Milliradiant (mrad);
L, L(t)	Strahldichte der Quelle, ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter pro Steradiant (W · m-2 · sr-1);
G	integrierte Strahldichte: das Integral der Strahldichte über eine bestimmte Expositionsdauer, ausgedrückt in Joule pro Quadratmeter pro Steradiant (J · m-2 · sr-1); Strahlungsenergie je Flächeneinheit einer Abstrahlfläche je Einheitsraumwinkel der Emission.

Tab. A4.1 Zuordnung der Tabellen für die Expositionsgrenzwerte zu den Wellenlängenbereichen

Wellenlänge λ in nm	Wellenlängenbereich	Betroffenes Organ	Tabelle für die Expositionsgrenzwerte
100[2] – 400	UV	Auge	A4.3, A4.4
		Haut	A4.5
400 – 600	sichtbar	Auge	A4.4
400 – 700	sichtbar	Auge	A4.3, A4.4
		Haut	A4.5
700 – 1 400	IR-A	Auge	A4.3, A4.4
		Haut	A4.5
1 400 – 106	IR-B, IR-C	Auge	A4.3, A4.4
		Haut	A4.5

Tab. A4.2 Akute und Langzeitwirkungen von Laserstrahlung

Wellenlänge λ in nm	Wellenlängenbereich	Betroffenes Organ	Schädigung
100[3] – 400	UV	Auge	Hornhautentzündung Bindehautentzündung Grauer Star
		Haut	fotosensitive Reaktionen Hautrötung Verstärkte Pigmentierung Beschleunigte Prozesse der Hautalterung Verbrennung der Haut Hautkrebs
400 – 600	sichtbar	Auge	fotochemische Netzhautschädigung
400 – 700	sichtbar	Auge	Netzhautschädigung
		Haut	fotosensitive Reaktionen Verbrennung der Haut
700 – 1 400	IR-A	Auge	Grauer Star Verbrennung der Netzhaut
		Haut	Verbrennung der Haut
1 400 – 2 600	IR-B	Auge	Grauer Star Verbrennung der Hornhaut
2 600 – 106	IR-C	Auge	Verbrennung der Hornhaut
1 400 – 106	IR-B, IR-C	Haut	Verbrennung der Haut

Tab. A4.3 Expositionsgrenzwerte für die Einwirkung von Laserstrahlung auf das Auge, kurze Expositionsdauer (t < 10 s)

Tab. A4.3 Fortsetzung

Tab. A4.4 Expositionsgrenzwerte für die Exposition des Auges durch Laserstrahlung, lange Expositionsdauer (t ≥ 10 s)

Tab. A4.4 Fortsetzung

Tab. A4.5 Expositionsgrenzwerte für die Exposition der Haut durch Laserstrahlung

Tab. A4.6 Korrekturfaktoren und sonstige Berechnungsparameter

Parameter	Gültiger Spektralbereich λ in nm	Wert
CA	< 700	1
	700 – 1 050	100,002 (λ - 700)
	1 050 – 1 400	5
CB	400 – 450	1
	450 – 600	100,02 (λ - 450)
CC	700 – 1 150	1
	1 150 – 1 200	100,018 (λ - 1150)
	1 200 – 1 400	8
T1	< 450	10 s
	450 – 500	10 · 100,02 (λ - 450) s
	> 500	100 s

Parameter	Biologische Wirkung	Wert
αmin	alle thermischen Wirkungen	1,5 mrad

Parameter	Winkelausdehnung in mrad	Wert
CE	α ≤ αmin	1
	αmin < α ≤ 100	α / αmin
	α > 100	αmax / αmin bei αmax = 100 mrad
T2	α ≤ 1,5	10 s
	1,5 < α ≤ 100	10 · 10[(α - 1,5) / 98,5] s
	α > 100	100 s

Parameter	Expositionsdauer t in s	Wert in mrad
γP	t ≤ 100	11
	100 < t ≤ 104	1,1 · t0,5
	t > 104	110

Hinweis:

Die Parameter CE und T2 gelten nur für den Wellenlängenbereich 400 nm < λ ≤ 1 400 nm.

Tab. A4.7 Korrektur bei wiederholter Exposition (Impulsfolgen)

Gültiger Spektralbereich in nm	Tmin in s
315 < λ ≤ 400	10-9
400 < λ ≤ 1 050	18 · 10-6
1 050 < λ ≤ 1 400	50 · 10-6
1 400 < λ ≤ 1 500	10-3
1 500 < λ ≤ 1 800	101
1 800 < λ ≤ 2 600	10-3
2 600 < λ ≤ 106	10-7

(3) Jede der drei folgenden Regeln ist bei allen Expositionen anzuwenden, die bei wiederholt gepulster oder modulierter Laserstrahlung auftreten. Der restriktivste Wert, der sich im Vergleich mit den Strahlungsdaten, ermittelt nach der jeweiligen Messbedingung, ergibt, ist auszuwählen.

1.	Die Exposition durch jeden einzelnen Impuls einer Impulsfolge darf den Expositionsgrenzwert für einen Einzelimpuls dieser Impulsdauer nicht überschreiten.

2...