高校實(shí)驗(yàn)室激光安全管理的分析與探討

齊敬強(qiáng) 劉夢(mèng)林

摘?要：對(duì)英國蘭卡斯特大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的激光安全規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)分析，介紹了實(shí)驗(yàn)室激光管理的安全責(zé)任體系，激光劃分等級(jí)，安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)防措施。為北京交通大學(xué)威海校區(qū)實(shí)驗(yàn)室的激光安全管理提供理論支撐和實(shí)踐性探索。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室安全;激光安全;制度管理

1?概述

近年來，全國各高校實(shí)驗(yàn)室水平不斷提高，實(shí)驗(yàn)室安全成為實(shí)驗(yàn)室管理的重中之重。實(shí)驗(yàn)室激光安全作為實(shí)驗(yàn)室管理里不可或缺的重要環(huán)節(jié)，更是受到了實(shí)驗(yàn)室管理工作者的廣泛關(guān)注[1]。作為中外合作辦學(xué)的北京交通大學(xué)威海校區(qū)，在實(shí)驗(yàn)室管理方面更應(yīng)該借鑒中外高校的安全管理辦法，完善實(shí)驗(yàn)室安全管理體系，保障實(shí)驗(yàn)室?guī)熒娜松戆踩敖虒W(xué)和科研的順利進(jìn)行。本文對(duì)蘭卡斯特大學(xué)實(shí)驗(yàn)室激光管理辦法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對(duì)比北京交通大學(xué)威海校區(qū)目前的現(xiàn)狀，在安全管理體系的建立、管理水平的提升和實(shí)驗(yàn)室安全文化氛圍的建立方面做出實(shí)踐性探索。

2?安全責(zé)任體系

（1）副校長：在激光的安全管理方面，蘭卡斯特大學(xué)有著全面的管理制度和健全的責(zé)任體系。學(xué)校的人員安全由副校長全面負(fù)責(zé)。

（2）部門主管：負(fù)責(zé)確保使用激光的單位是否按照規(guī)定流程使用激光，使用激光的人員是否獲得與其職責(zé)和責(zé)任相關(guān)的指導(dǎo)和培訓(xùn)。

（3）大學(xué)激光安全顧問（ULSA）：新員工和學(xué)生的培訓(xùn);激光發(fā)射設(shè)備及其用戶的識(shí)別;適當(dāng)時(shí)提供測(cè)量服務(wù);檢查新的激光設(shè)施和設(shè)備;對(duì)激光和人工光輻射安全的審查。

（4）區(qū)域安全員（ASO）：對(duì)所有3R類、3B類和4類激光器及其他危險(xiǎn)光源進(jìn)行登記并告知ULSA，向ULSA通報(bào)激光或危險(xiǎn)光源的用途。確保用戶已在ULSA注冊(cè)，并在投入使用前接受了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;確保所有激光器都貼有符合要求的標(biāo)簽;確保激光實(shí)驗(yàn)室張貼相關(guān)安全規(guī)定;確保激光操作指南和相關(guān)技術(shù)報(bào)告引起激光用戶的注意。

（5）學(xué)術(shù)主管：在3R級(jí)及以上等級(jí)的新激光器到達(dá)實(shí)驗(yàn)場所之前，通知系統(tǒng)管理人員并告知該儀器的注意事項(xiàng);與ULSA一起進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并監(jiān)督使用3B級(jí)和4級(jí)激光的書面安全工作是否完善。

（6）個(gè)人激光用戶：所有激光使用者必須了解他們要使用的激光類別、相關(guān)危險(xiǎn)和相關(guān)預(yù)防措施。在開始使用3R級(jí)及以上的激光器之前，必須填寫個(gè)人登記表，并將其發(fā)送給ASO。

3?風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的目的是建立一個(gè)安全的工作系統(tǒng)，以保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員不受到激光的傷害。激光會(huì)對(duì)我們的眼睛和暴露的皮膚造成傷害，所以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作尤為重要。

3.1?風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的五個(gè)階段

（1）識(shí)別潛在的危險(xiǎn)。

（2）確定這些危險(xiǎn)帶來的重大風(fēng)險(xiǎn)以及誰處于風(fēng)險(xiǎn)中。

（3）根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)確定控制風(fēng)險(xiǎn)的措施。

（4）確定如何對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行監(jiān)控和控制。

（5）對(duì)安全工作系統(tǒng)的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行記錄。

3.2?防止激光傷害的E.R.I.C.P.D準(zhǔn)則

使用激光的人員必須了解激光輻射的生物效應(yīng)，即激光會(huì)對(duì)人體的眼睛和皮膚造成傷害。下面給出了與光學(xué)激光輻射危險(xiǎn)有關(guān)的ERICPD使用原則：

EEliminate（消除）：使用能夠達(dá)到相同效果的可替代性、更安全的光源。

RReduce（減少）：通過使用有涂層的光學(xué)元件或?qū)ζ溥M(jìn)行遮擋來減少激光的反射。使用適合該用途的最低功率的激光器。如果不需要激光器的全功率，則要限制它的輸出功率。

IIsolate（隔離）：在一個(gè)完全封閉的環(huán)境中使用光束，可使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。

CControl（控制）：提供互鎖和時(shí)間延遲，以避免在激光束內(nèi)進(jìn)行觀察。保護(hù)光源，將能量暴露的可能性從4級(jí)降低到相當(dāng)于2級(jí)的能量暴露。確保光束路徑盡可能的短，使用特定的工作間或區(qū)域進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

PPPE?Personal?Protective?Equipment（個(gè)人防護(hù)設(shè)備）：佩戴適當(dāng)?shù)募す庾o(hù)眼裝置。

DDiscipline（紀(jì)律）：實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，確保所有使用者都能勝任該工作并了解安全規(guī)范。

4?激光的分類

由于激光束的波長、能量和脈沖特性的范圍很廣，使用不同的激光器所產(chǎn)生的危險(xiǎn)也有很大不同，因此不同種類的激光器有不同的安全規(guī)范制度。激光分類系統(tǒng)是用來表示激光的危險(xiǎn)程度的，并且為每一類激光器都有確定的最大可接觸發(fā)射水平（AEL）。以前的分類系統(tǒng)是基于五個(gè)等級(jí)（1、2、3A、3B和4），最新的規(guī)定是將激光劃分為七個(gè)等級(jí)（1、1M、2、2M、3R、3B和4），下面將詳細(xì)介紹各個(gè)等級(jí)。

4.1?1類

1類激光器在正常情況下對(duì)人體是安全的，其本身具有較低的輻射，或者是完全封閉于護(hù)罩內(nèi)部的。如果全封閉系統(tǒng)的檢修面板因維修等原因而被拆除，則該激光產(chǎn)品不再是1類。

4.2?1M類

波長范圍在302.5nm至4000nm的激光產(chǎn)品，其總輸出量超過了1類激光產(chǎn)品通常允許的輸出量，但由于此類光源屬于發(fā)散光束或有非常低的功率密度，所以在正常使用中不會(huì)構(gòu)成危險(xiǎn)，并符合1M類產(chǎn)品的測(cè)量條件。但是如果使用聚集光學(xué)器件，它們可能會(huì)對(duì)眼睛造成危害。

4.3?2類

在400nm至700nm波長范圍內(nèi)發(fā)出可見光輻射的是2類激光，其輸出低于AEL。如果實(shí)驗(yàn)中不慎意外看到光束，并不會(huì)對(duì)眼睛造成傷害，因?yàn)槿梭w的保護(hù)性反應(yīng)能給眼睛提供保護(hù)，例如眨眼反射。在合理可預(yù)見的操作條件下，包括使用光學(xué)儀器進(jìn)行束內(nèi)觀察，這種保護(hù)性反應(yīng)能夠提供足夠的保護(hù)。

4.4?2M類

2M級(jí)激光可在400nm至700nm波長范圍內(nèi)發(fā)出可見光輻射，其總輸出量超過了2類激光產(chǎn)品通常允許的輸出量，但由于它屬于發(fā)散光束或有非常低的功率密度，在正常使用中如意外觀察到光源也是安全的，其符合2M級(jí)的測(cè)量條件。但是在某些情況下，如果使用聚集型光學(xué)器件，它們可能會(huì)對(duì)眼睛造成危害。

4.5?3R類

3R類激光的波長在180nm到1mm范圍內(nèi)，在其光束內(nèi)直接觀察可能會(huì)存在危險(xiǎn)，但它的風(fēng)險(xiǎn)低于3B類激光，適用于防護(hù)和控制措施較少的情況。對(duì)于可見光，AEL限制在不超過2類AEL的5倍，對(duì)于其他波長，不超過1類AEL的5倍。

4.6?3B類

對(duì)于3B級(jí)激光，直接被光束照射會(huì)造成傷害，一般情況下，觀察漫反射的激光是安全的。

4.7?4類

4類激光是超過3B級(jí)激光AELs的高功率激光器，即使觀察漫反射也能造成傷害。它可能導(dǎo)致皮膚受傷，也可能引起火災(zāi)，也可能產(chǎn)生有害的煙霧，以及對(duì)眼睛造成危害。

5?使用激光的一般安全程序

5.1?激光器的識(shí)別

一般來說，必須識(shí)別出3R類、3B類和4類激光設(shè)備，并且每個(gè)使用激光設(shè)備的部門都要有一份用來記錄激光器的存放位置、輸出功率、輸出波長、設(shè)備型號(hào)和使用記錄等信息的清單。各部門需定期更新這些清單，如有變化應(yīng)及時(shí)通知激光安全顧問。

5.2?使用激光設(shè)備用戶的記錄和登記

在實(shí)驗(yàn)中使用激光會(huì)帶來很多嚴(yán)重的安全隱患，注冊(cè)程序的目的是確保激光使用人員已經(jīng)了解關(guān)于這些危險(xiǎn)和控制這些危險(xiǎn)所必需的程序的全部信息和說明。為了保證激光使用者的人身安全，應(yīng)該由指定管理人員來確定激光的使用者。使用激光的部門必須保持最新的激光使用清單。

5.3?培訓(xùn)

最基本的培訓(xùn)是關(guān)于激光危害、使用激光時(shí)存在的風(fēng)險(xiǎn)及其控制的基本指導(dǎo)。3R類、3B類和4類激光工作者應(yīng)在開始執(zhí)行激光工作之前參加培訓(xùn)，并應(yīng)熟悉安全工作系統(tǒng)及其協(xié)議，同時(shí)應(yīng)做好參加培訓(xùn)的記錄。

5.4?本科生工作

本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的激光器應(yīng)該限制在1/1M、2/2M或可見的3R級(jí)范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)向?qū)W生介紹使用激光器的安全規(guī)范，并把這些安全規(guī)范張貼在實(shí)驗(yàn)室里，此外，應(yīng)該為每個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生提供明確的書面說明。參與項(xiàng)目工作和使用3B類或4類激光器工作的學(xué)生應(yīng)被視為激光工作者，需進(jìn)行注冊(cè)和接受培訓(xùn)。如果激光使用者的經(jīng)驗(yàn)不足應(yīng)對(duì)其進(jìn)行密切監(jiān)督。

5.5?激光器標(biāo)簽

1類激光器比較安全，不需要貼警告標(biāo)簽。在經(jīng)常需要接觸嵌入式產(chǎn)品的情況下，需要補(bǔ)充說明激光產(chǎn)品為“全封閉系統(tǒng)”，并明確標(biāo)注嵌入式激光器的詳細(xì)信息，其他激光產(chǎn)品都應(yīng)貼上適當(dāng)?shù)木鏄?biāo)簽。如果激光器和激光系統(tǒng)沒有適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽或標(biāo)簽太小難以閱讀，應(yīng)重新粘貼標(biāo)簽。

5.6?劃定激光區(qū)

“激光控制區(qū)”是指為了保護(hù)激光區(qū)域內(nèi)的人員免受激光輻射危害而進(jìn)行監(jiān)督的區(qū)域。當(dāng)打開激光器并且有被照射到的危險(xiǎn)時(shí)，除了被授權(quán)的人員外，其他人員禁止進(jìn)入激光控制區(qū)。在不能完全消除激光風(fēng)險(xiǎn)的情況下，應(yīng)在激光控制區(qū)內(nèi)操作3B類和4類激光，在這種情況下，應(yīng)安裝聯(lián)鎖系統(tǒng)或使用其他方式保護(hù)未經(jīng)授權(quán)的人員，如使用刷卡或鑰匙進(jìn)入?yún)^(qū)域。

6?激光的預(yù)防措施

（1）1類激光產(chǎn)品不需要任何特殊的預(yù)防措施。但是如果這個(gè)設(shè)備內(nèi)部包括一個(gè)完全封閉的3B類或4類激光器，當(dāng)需要拆開外殼對(duì)其進(jìn)行維修或校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)參照對(duì)應(yīng)級(jí)別的安全防護(hù)措施。

（2）用光學(xué)儀器觀察1M類和2M類激光是非常危險(xiǎn)的。當(dāng)對(duì)1M類和2M類激光器進(jìn)行調(diào)整后需要仔細(xì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，也有可能需要對(duì)其進(jìn)行重新分類，并制定相應(yīng)的防護(hù)措施。

（3）人體自身的保護(hù)性反應(yīng)可以限制眼睛與激光的接觸時(shí)間（0.25秒），從而防止被2類激光傷害。使用過程中，不能將光束對(duì)準(zhǔn)人，不要盯著光束看，應(yīng)在其有用路徑的末端終止光束。

（4）3R類激光的防護(hù)措施包括：（1）在其有用路徑的末端終止光束;（2）光束應(yīng)避開與工作人員視線水平的方向，并在可行的情況下封閉光束;（3）在接受指導(dǎo)和培訓(xùn)后，應(yīng)達(dá)到一定的操作水平;（4）任何時(shí)刻都應(yīng)提高警惕，防止因鏡面反射而造成的傷害。

（5）3B類或4類激光器。每個(gè)激光實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)論制定自己的激光工作計(jì)劃。在使用非可見光波長時(shí)，應(yīng)使用發(fā)射指示器來顯示激光器是否通電。應(yīng)使用上述所有針對(duì)3R類激光的防護(hù)措施，以及遠(yuǎn)程聯(lián)鎖、安全聯(lián)鎖、鑰匙控制、光束終止進(jìn)行防護(hù)。需要界定激光工作區(qū)域并使用警告標(biāo)志。

（6）個(gè)人防護(hù)設(shè)備。每當(dāng)有激光暴露于特定MPEs（Maximum?Permissible?Exposure）水平以上的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，個(gè)人眼睛保護(hù)是防護(hù)激光最常見和最重要的方式之一。人體眼睛自身的防護(hù)應(yīng)被視為抵御激光輻射的最后一道防線。在對(duì)眼睛進(jìn)行防護(hù)時(shí)，要考慮防護(hù)眼鏡能夠衰減入射進(jìn)來的激光輻射的能力，以便及時(shí)采取行動(dòng)避免受到傷害。同時(shí)也要考慮到眼鏡的舒適性和可見光的入射（未被眼鏡過濾的可見光譜的平均百分比），選用飛秒和皮秒激光器的防護(hù)眼鏡時(shí)，需要更為慎重的考慮[2]。當(dāng)使用4級(jí)激光器工作時(shí)，需要對(duì)皮膚做好防護(hù)。在選用4級(jí)激光器的防護(hù)眼鏡或防護(hù)服時(shí)，需要特別注意激光輻射的抵抗力和穩(wěn)定性。

7?事故與緊急情況處理

應(yīng)確保所有使用3B類或4類激光的人員都了解在發(fā)生事故時(shí)應(yīng)如何采取行動(dòng)。每臺(tái)3B/4類激光器都應(yīng)該有一張可以和傷員一起帶到醫(yī)院卡片，在卡片中要注名激光的類型、波長、功率、照射時(shí)間等。當(dāng)人員盯著低功率激光器的光束觀看而造成眼睛受傷時(shí)，應(yīng)按照3B/4級(jí)激光器的應(yīng)急處置方案執(zhí)行。如果出現(xiàn)皮膚損傷、即熱燒傷，可以像其他燒傷一樣進(jìn)行處理。所有事故無論是否涉及緊急檢查，都必須使用在線事故報(bào)告表及時(shí)報(bào)告給學(xué)校健康和安全辦公室。

結(jié)語

根據(jù)英國（歐洲）蘭卡斯特大學(xué)全面且細(xì)致的激光安全管理規(guī)范，并結(jié)合北京交通大學(xué)威海校區(qū)實(shí)驗(yàn)中心所管理的激光實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀，為加強(qiáng)我校實(shí)驗(yàn)室對(duì)激光的管理，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）完善管理制度。目前，我校激光類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，所以激光的安全管理規(guī)范相對(duì)簡略，鑒于我校屬于中外合作辦學(xué)類高校，實(shí)驗(yàn)室激光類安全管理應(yīng)結(jié)合蘭卡斯特大學(xué)的相關(guān)制度制定，應(yīng)完善激光安全管理制度，擴(kuò)大激光安全常識(shí)的宣傳，提高對(duì)激光的認(rèn)識(shí)及加強(qiáng)各實(shí)驗(yàn)室對(duì)激光的管理。

（2）加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，養(yǎng)成良好的安全習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)要放置充足的激光防護(hù)眼鏡及防護(hù)服，并且依據(jù)不同種類的激光器放置相對(duì)應(yīng)的激光防護(hù)設(shè)備。參與激光操作的工作人員（教師或?qū)W生）應(yīng)嚴(yán)格按照激光安全管理要求佩戴防護(hù)設(shè)備，只有養(yǎng)成良好的安全習(xí)慣，才能有效避免事故的發(fā)生[34]。

（3）加強(qiáng)安全培訓(xùn)，提高安全意識(shí)。不論是教師還是學(xué)生，都應(yīng)提高對(duì)激光的了解和認(rèn)識(shí)，在安全培訓(xùn)中應(yīng)提高對(duì)激光安全的介紹，強(qiáng)調(diào)激光的危害性，提高安全意識(shí)，為他人和自己的人身安全提供一份保障[56]。

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作者簡介：齊敬強(qiáng)（1990—?），男，漢族，山東臨沂人，碩士，研究方向：光學(xué);劉夢(mèng)林（1992—?），女，漢族，山東濟(jì)寧人，碩士，研究方向：光學(xué)。