Optische Strahlung (2006/25... / Anhang II Laserstrahlung

Die biophysikalisch relevanten Expositionswerte für optische Strahlung lassen sich anhand der nachstehenden Formeln bestimmen. Welche Formel zu verwenden ist, hängt von der Wellenlänge und der Dauer der von der Quelle ausgehenden Strahlung ab; die Ergebnisse sind mit den entsprechenden Emissionsgrenzwerten (EGW) der Tabellen 2.2 bis 2.4 zu vergleichen. Für die jeweilige Laserstrahlenquelle können mehrere Expositionswerte und entsprechende Expositionsgrenzwerte relevant sein.

Die in den Tabellen 2.2 bis 2.4 als Berechnungsfaktoren verwendeten Koeffizienten sind in Tabelle 2.5, die Korrekturfaktoren für wiederholte Exposition sind in Tabelle 2.6 aufgeführt.

Anmerkungen:

dP Leistung, ausgedrückt in Watt [W];
dA Fläche, ausgedrückt in Quadratmetern [m²];
E (t), E Bestrahlungsstärke oder Leistungsdichte: die auf eine Fläche einfallende Strahlungsleistung je Flächeneinheit, üblicherweise ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter [W m-2]; die Werte E(t) und E 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, Dauer der Exposition, ausgedrückt in Sekunden [s];
Ι Wellenlänge, ausgedrückt in Nanometern [nm];
γ Grenzempfangswinkel, ausgedrückt in Milliradian [mrad];
γm Messempfangswinkel, ausgedrückt in Milliradian [mrad];
α

Winkelausdehnung einer Quelle, ausgedrückt in Milliradian [mrad];

Grenzblende: die kreisförmige Fläche, über die Bestrahlungsstärke und Bestrahlung gemittelt werden;
G integrierte Strahldichte: das Integral der Strahldichte über eine bestimmte Expositionsdauer, ausgedrückt als Strahlungsenergie je Flächeneinheit einer Abstrahlfläche je Einheitsraumwinkel der Emission, ausgedrückt in Joule pro Quadratmeter pro Steradiant [J m-2 sr -1].

Tabelle 2.1

Strahlungsgefährdung

Wellenlänge [nm]

Ι
Strahlungs­bereich Betroffenes Organ Gefährdung Tabelle für den Expositions­grenzwert
180 bis 400 UV Auge Photochemische Schädigung und thermische Schädigung 2.2, 2.3
180 bis 400 UV Haut Erythem 2.4
400 bis 700 sichtbar Auge Netzhaut­schädigung 2.2
400 bis 600 sichtbar Auge Photochemische Schädigung 2.3
400 bis 700 sichtbar Haut Thermische Schädigung 2.4
700 bis 1 400 IR-A Auge Thermische Schädigung 2.2, 2.3
700 bis 1 400 IR-A Haut Thermische Schädigung 2.4
1 400 bis 2 600 IR-B Auge Thermische Schädigung 2.2
2 600 bis 106 IR-C Auge Thermische Schädigung 2.2
1 400 bis 106 IR-B, IR-C Auge Thermische Schädigung 2.3
1 400 bis 106 IR-B, IR-C Haut Thermische Schädigung 2.4

Tabelle 2.2

Grenzwerte für die Exposition des Auges gegenüber – Laserstrahlen Kurze Expositionsdauer < 10 s

Tabelle 2.3

Grenzwerte für die Exposition des Auges gegenüber – Laserstrahlen Lange Expositionsdauer ≥ 10 s

Tabelle 2.4

Grenzwerte für die Exposition der Haut gegenüber Laserstrahlen

Tabelle 2.5

Korrekturfaktoren und sonstige Berechnungsparameter

Parameter nach ICNIRP Gültiger Spektralbereich (nm) Wert
CA Ι < 700 CA = 1,0
700 – 1 050 CA = 10 0,002(Ι - 700)
1 050 – 1 400 CA = 5,0
CB 400 – 450 CB = 1,0
450 – 700 CB = 10 0,02(Ι - 450)
CC 700 – 1 150 CC = 1,0
1 150 – 1 200 CC = 10 0,018(Ι - 1 150)
1 200 – 1 400 CC = 8,0
T1 Ι < 450 T1 = 10 s
450 – 500 T1 = 10 · [10 0,02 (Ι - 450)]] s
Ι > 500 T1 = 100 s
Parameter nach ICNIRP Biologische Wirkung Wert
αmin Alle thermischen Wirkungen αmin = 1,5 mrad
Parameter nach ICNIRP Gültiger Winkelbereich (mrad) Wert
CE α < αmin CE = 1,0
αmin < α < 100 CE = α/αmin
α > 100 CE = α2/(αmin · αmax) mrad bei αmax = 100 mrad
T2 α < 1,5 T2 = 10 s
1,5 < α < 100 T2 = 10 · [10 (α - 1,5) / 98,5] s
α > 100 T2 = 100 s
Parameter nach ICNIRP Gültige Expositionsdauer (s) Wert
γ t ≤ 100 γ = 11 [mrad]
100 < t < 104 γ = 1,1 t 0,5 [mrad]
t > 104 γ = 110 [mrad]

Tabelle 2.6

Korrektur bei wiederholter Exposition

Jede der drei folgenden allgemeinen Regeln ist bei allen wiederholten Expositionen anzuwenden, die bei wiederholt gepulster oder modulierter Laserstrahlung auftreten:

 

1.

Die Exposition gegenüber jedem einzelnen Impuls einer Impulsfolge darf den Expositionsgrenzwert für einen Einzelimpuls dieser Impulsdauer nicht überschreiten.

 

2.

Die Exposition gegenüber einer Impulsgruppe (oder einer Untergruppe von Impulsen in einer Impulsfolge) innerhalb des Zeitraums t darf den Expositionsgrenzwert für die Zeit t nicht überschreiten.

 

3.

Die Exposition gegenüber jedem einzelnen Impuls in einer Impulsgruppe darf den Expositionsgrenzwert für den Einzelimpuls, multipliziert mit einem für die kumulierte thermische Wirkung geltenden Korrekturfaktor Cp = N-0,25 nicht überschreiten (wobei N die Zahl der Impulse ist). Diese Regel gilt nur für Expositionsgrenzwerte zum Schutz gegen thermische Schädigung, wobei alle in weniger als Tmin erzeugten Impulse als einzelner Impuls behandelt werden.

Parameter Gültiger Spektralbereich (nm) Wert
Tmin 315 < Ι ≤ 400 Tmin = 10 -9 s (= 1 ns)
400 < Ι ≤ 1 050 Tmin = 18 · 10 -6 s (= 18 μs)
1 050 < Ι ≤ 1 400 Tmin = 50 · 10 -6 s (= 50 μs)
1 400 < Ι ≤ 1 500 Tmin = 10 -3 s (= 1 ms)
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