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光射辐射(一)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2017-08-04

一、光与光射损伤

光是一种电磁波,电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和),射线等。

光通常指能刺激人的视觉及能用光学仪器观察到的电磁波,具波粒二象性。波长在380~780 nm之间可为人眼感受,称为可见光。波长在100~400 nm之间称为紫外线,在760~1000nm之间称为红外线,两者都不能为人眼看到,称为不可见光。不论是可见光还是不可见光,都带有能量。适度的光照对人体有益,甚至是必需的。如紫外线照射皮肤可使麦角固醇转化为维生素D,红外线带来热,可见光则是眼球这一感光器官赖以进化、发育和认识客观世界的要素。但是过强的光照射可造成光射损伤(1ight—induced injury),光射损伤多发生于皮肤和眼。

二、红外辐射

(一)红外辐射及分类

红外辐射(infrared radiation)即红外线,也称热射线,按其波长可分为近红外(0.7~3 um)、中红外(3~20μm)和远红外(20~3μm)。自然界的所有物体都可看作红外辐射源,只是波长、强度和发射频率不同而已。

自然界的红外辐射源,以太阳最强(也是最强的可见光辐射源)。红外辐射的其他来源包括产热设备操作,如干燥机、烘干机等,加热金属部件,原料脱水以及其他使用火炉和烤箱的热设备。

在生产和实验中,常接触的辐射源有用电阻丝加热的球、柱、锥形腔体,也称黑体型辐射源,还有加热金属、熔融玻璃、碳弧汞气灯、钨灯、红外探照灯及红外激光器等。

(二)红外辐射对机体的影响

红外线是一种热辐射,当照射人体时可引起生物效应,主要是热效应。适量的红外线照射人体,对人体无损且有益于健康;过量的照射,会导致皮肤急性灼伤,特别是近红外(短波红外线)可透人皮下组织,使血液及深部组织加热。

(1)红外线对眼睛的危害。长年接受红外线的照射,可能引起晶状体损伤,发生白内障。主要的作用波段是0.8~1.0μm和1.4~1.6μm。当晶状体及其周围组织吸收红外辐射后,可引起温度增高,导致晶状体混浊。

波长小于lμm的近红外辐射,若强度大,可损伤黄斑,患者会有耀光感觉,眼前呈现不规则的云雾状混浊,约一天后,可转为中心暗点。

波长大于1μm的近红外辐射(至3μm),若强度甚高(如近红外激光),或接触过久,可烧伤角膜,使基质转为不透明。若扩及瞳孔,则会影响视力。

(2)红外线对皮肤的危害。红外线照射皮肤时大部分被吸收,只有1.4%左右被反射,穿人人体组织较深,约5~10 mm。较大强度短时间照射,皮肤局部温度升高,血管扩张,出现红斑反应,温度升至450C时即有灼痛感。停止接触后红斑消失。反复照射,局部可出现色素沉着。大剂量红外线照射可造成闪光灼伤,与皮肤烧伤相似,但受伤区的边界清晰,且皮肤深浅各层和皮下组织的伤度一致,这与边界不清、由浅入深的火焰烧伤有所不同。轻者呈苍白的凝固性坏死,镶以充血边缘;重者在苍白坏死区的中央发生炭化。

(三)防护措施

1、眼睛的防护

由于眼睛对红外辐射不会感到灼热痛(可有温热感),又看不见,无反射性保护反应(瞬目、瞳孔收缩),即使已经受到损伤,在数月到十数年潜伏期内无明显症状,如果经常反复照射,原不足以发病的剂量可因累积效应而使眼伤加重,甚至失明。一般常见的均为慢性红外损伤。如,实验室玻璃T如果防护不当,连续接触红外辐射5年以上,可引起白内障,发病率随:工龄而增。因此,在操作强红外辐射源时,不得用裸眼直视辐射源,操作人员应佩戴红外防护眼镜。

(1)吸收式防护眼镜。

用亚铁盐等作为吸收剂应用较多,但能见度降低,辨色性差,防护效果不佳。据报道,磷酸盐玻璃有较好的吸收红外辐射性能,且能见度好。单一颜色的防护镜片可刺激神经系统,宜用混合式镜片(如灰色、墨绿色、暗蓝绿色等)。

(2)反射式防护眼镜。

当红外辐射源辐射的能量较强时,宜用反射式防护眼镜。此类防护眼镜用玻璃、有机玻璃或新型光学塑料(如聚碳酸酯等)为基片.真空蒸镀金、银、铬、铝或铜等金属镀膜作为反射膜。一般来说,金、铬对红外辐射的反射率可达93%以上,辨色能力与能见度较好。

实验室也可自制反射式防护眼镜。具体方法:将基片洗净、烘干,放于真空镀膜机蒸发舟的上方.保持45℃左右。舟内放纯铜55 mg。按常法进行真空镀膜,可得光亮如镜的半透明镜片,防红外辐射率达95%。

防护眼镜的不同光的不同波段透过率有国际标准组织制订的标准。吸收式及反射式红外防护眼镜对不同波长辐射的透过率可查相关数据手册。

(3)反射一吸收式防护眼镜。

该眼镜是将上述两种防护眼镜的功能结合起来的防护眼镜,使用效果较好,能见度较大,但工艺制造难度大。

(4)其他型式的防护眼镜。

①光化式。在两透明基片问夹人光色可变物质(如液晶)或微晶光色玻璃.可随人射辐射强度不同而改变颜色深度,以吸收红外辐射。

②光电式。在内外两镜片之间夹人特种陶瓷材料,用光电二极管接受强光信号并使眼镜的透光率改变,待入射光回复至安全剂量时,眼镜的透光率又可回复至始态。此类防护眼镜的优点是平时能见度好,但反应速度不够迅速(10-6~10-5s),构造也较复杂。

需要注意的是,对于红外辐射防护,不宜戴一般太阳镜;否则由于可见光透过率减少,瞳孔放大,反而使更多的有害射线进入眼内。

不同工作条件可选用的防护眼镜遮光号以及焊接、切割用防护眼镜遮光号及其适用对象(包括对红外、可见与紫外辐射的防护)见表6—8、表6—9。遮光号根据可见光透过率计算,遮光号越大,要求辐射的透过率越小。

除了防护眼镜外,还可使用防护面罩,通常当强光源面积较大时使用,以保护眼睛与脸部。红外辐射防护面罩应耐热,不影响视力和视野,长久使用不会产生不适。

参考资料:实验室安全与环境保护


【关键词】电磁波,微波,红外线,可见光,紫外光,X射线,国家标准物质网 

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