LIITE 2. ALTISTUMISRAJA-ARVOT OPTISELLE SÄTEILYLLE

Transkriptio

1 MUISTIO v. 1 1(17) /2017 LIITE 2. ALTISTUMISRAJA-ARVOT OPTISELLE SÄTEILYLLE 1. Epäkoherentti optinen säteily Biofysikaalisesti merkittävät optisen säteilyn altistumisraja-arvot määritellään alla esitettyjen kaavojen avulla. Tietyn kaavan käyttö riippuu kulloisestakin lähteestä tulevan säteilyn alueesta, ja tuloksia olisi verrattava vastaaviin altistumisraja-arvoihin, jotka on esitetty taulukossa Joihinkin optisen säteilyn lähteisiin voidaan soveltaa useampaa kuin yhtä altistuksen raja-arvoa. Jäljempänä olevat a o alakohdat viittaavat vastaaviin riveihin taulukossa a) (H eff on merkityksellinen vain välillä nm) b) (H UVA on merkityksellinen vain välillä nm) c) (D B on merkityksellinen vain välillä nm) d) (L B on merkityksellinen vain välillä nm) e) (H B on merkityksellinen vain välillä nm) f) (E B on merkityksellinen vain välillä nm) h,i) (D R on merkityksellinen vain välillä nm) i, j, k) ( 1 ja 2 : katso asianmukaiset arvot taulukosta 1.1) l, m) (E IR on merkityksellinen vain välillä nm) Meritullinkatu 8, Helsinki PL 33, VALTIONEUVOSTO Puhelin Telekopio kirjaamo@stm.fi etunimi.sukunimi@stm.fi

2 2(17) n) (H iho on merkityksellinen vain välillä nm) Yllä esitetyt integraalimuodossa esitetyt kaavat voidaan esittää seuraavilla summalausekkeilla ja käyttämällä taulukoissa esitettyjä erillisiä arvoja: a) ja H eff = E eff t b) ja H UVA = E UVA t c, d) ja D B = L B t e, f) ja H B = E B t ja D R = L R t g-k) ( 1 ja 2 : katso asianmukaiset arvot taulukosta 2.1.1) l, m) n) ja H iho = E iho t

3 3(17) Määritelmät: E (,t), E E eff H H eff E UVA H UVA S(λ) spektrinen irradianssi tai spektrinen tehotiheys: tietylle pinnalle kohdistuva säteilyteho pinta-alayksikköä kohti, joka ilmaistaan watteina neliömetriä ja nanometriä kohti [W m -2 nm -1 ], E (,t):n ja E :n arvot tulevat mittauksista tai laitteiston valmistaja voi toimittaa ne; efektiivinen irradianssi (UV-alue): S( ):lla spektrisesti painotettu laskettu irradianssi UV-aallonpituusalueella nm, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ]; energiatiheys: irradianssin aikaintegraali, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; efektiivinen energiatiheys: S(λ):lla spektrisesti painotettu säteilyaltistuminen, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; kokonaisirradianssi (UVA): laskettu irradianssi UVA-aallonpituusalueella nm, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ]; energiatiheys (UVA): irradianssin integraali ajan ja aallonpituuden suhteen UVA-aallonpituusalueella nm, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; spektrinen painotus, jossa otetaan huomioon UV-säteilyn silmiin ja ihoon kohdistuvien terveysvaikutusten aallonpituusriippuvuus, (taulukko 2.1.2) [dimensioton]; t, t aika, altistumisen kesto, joka ilmaistaan sekunteina [s]; λ λ L λ(λ), L λ B(λ) L B D B E B aallonpituus, joka ilmaistaan nanometreinä [nm]; kaistanleveys, joka ilmaistaan nanometreinä [nm], laskelma- tai mittaväli; lähteen spektrinen radianssi, joka ilmaistaan watteina neliömetriä, steradiaania ja nanometriä kohti [W m -2 sr -1 nm -1 ]; spektrinen painotus, jossa otetaan huomioon sinisen valon silmälle aiheuttaman fotokemiallisen vaurion aallonpituusriippuvuus (taulukko 2.1.3) [dimensioton]; efektiivinen radianssi (sininen valo): B(λ):lla spektrisesti painotettu laskettu radianssi, joka ilmaistaan watteina neliömetriä ja steradiaania kohti [W m -2 sr -1 nm -1 ]; efektiivinen radianssiannos (sininen valo): B(λ):lla spektrisesti painotettu radianssin aikaintegraali, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä ja steradiaania kohti [J m -2 sr -1 ]; efektiivinen irradianssi (sininen valo): B(λ):lla spektrisesti painotettu laskettu irradianssi, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ];

4 4(17) H B R(λ) L R D R E IR E iho H iho α ph efektiivinen energiatiheys (sininen valo): B(λ):lla spektrisesti painotettu säteilyaltistuminen, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; spektrinen painotus, jossa otetaan huomioon näkyvän ja IRA-säteilyn silmälle aiheuttaman lämpövaurion aallonpituusriippuvuus (taulukko 2.1.3) [dimensioton]; efektiivinen radianssi (lämpövaurio): R(λ):lla spektrisesti painotettu laskettu radianssi, joka ilmaistaan watteina neliömetriä ja steradiaania kohti [W m -2 sr -1 nm -1 ]; efektiivinen radianssiannos (lämpövaurio): R(λ):lla spektrisesti painotettu radianssin aikaintegraali, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä ja steradiaania kohti [J m -2 sr -1 ]; kokonaisirradianssi (lämpövaurio): laskettu infrapunasäteilyn irradianssi aallonpituusalueella 780 nm nm, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ]; kokonaisirradianssi (näkyvä, IRA ja IRB): laskettu näkyvän ja infrapunasäteilyn irradianssi aallonpituus-alueella 380 nm nm, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ]; energiatiheys: irradianssin aika- ja aallonpituusintegraali näkyvän ja infrapunasäteilyn aallonpituusalueella nm, joka ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; kulmakoko: näkyvän lähteen tietyllä katseluetäisyydellä rajaama kulma, joka ilmaistaan milliradiaaneina (mrad). Näkyvä lähde on todellinen tai virtuaalinen kohde, joka muodostaa pienimmän mahdollisen kuvan verkkokalvolle. vastaanottokulma: radianssin mittauksessa käytetty säteilykeilan rajaava kulma, joka riippuu altistumisajasta. Ilmaistaan milliradiaaneina [mrad].

5 MUISTIO v. 1 5(17) /2017 Taulukko Altistumisraja-arvot epäkoherentille optiselle säteilylle Kohta Aallonpituus [nm] Altistumisrajaarvo Yksiköt Huomautus Kehonosa Vaurio a (UVA, UVB ja UVC) H eff = 30 päivittäinen arvo (8h) [J m -2 ] silmä sarveiskalvo sidekalvo sarveiskalvotulehdus sidekalvotulehdus harmaakaihi mykiö eryteema iho elastoosi ihosyöpä b (UVA) H UVA = 10 4 päivittäinen arvo (8h) [J m -2 ] silmä mykiö harmaakaihi c (sininen valo) huom.1 d (sininen valo) huom.1 D B=10 6 t s L B=100 t > s D B: [J m -2 sr - 1] t: [sekuntia] [W m -2 sr -1 ] kun α ph, ph = 11 mrad, kun t < 100 s, ph = 1,1 t 0,5 mrad, kun 100 t s, ph = 110 mrad, kun t > s, silmä verkkokalvo verkkokalvorappeuma Meritullinkatu 8, Helsinki PL 33, VALTIONEUVOSTO Puhelin Telekopio kirjaamo@stm.fi etunimi.sukunimi@stm.fi

6 6(17) e (sininen valo) huom.1 H B = 100 t <100 s H B: [J m -2 ] t: [sekuntia] kun α < ph, f (sininen valo) huom.1 E B = 1 t 100 s [W m -2 ] g (näkyvä ja IRA) kun t 0,25 s [W m -2 sr -1 ] C α = 1,5, C α = α, kun α 1,5 mrad silmä verkkokalvo verkkokalvon palovamma h (näkyvä ja IRA) kun 10-6 s t < 0,25 s D R: [J m -2 sr - 1] t: [sekuntia] C α = α max, kun 1,5 < α α max kun α > α max i (näkyvä ja IRA) kun t < 10-6 s [J m -2 sr -1 ] α max = 5 mrad, kun t < s α max = 200 t 0.5 mrad, kun s t > 0,25 s α max = 100 mrad, kun t 0,25 s λ 1 = 380 nm, λ 2 = 1400 nm j L R: [W m -2 C α = 11, silmä verkkokalvo verkkokalvon palovamma

7 7(17) (IRA) kun 0,25< t < 100 s k (IRA) kun t 100 s sr -1 ] t: [sekuntia] [W m -2 sr -1 ] C α = α, C α = α max, kun α 11 mrad kun 11 < α 100 kun α > 100 mrad vastaanottokulma ph = 11 mrad λ 1 = 780 nm, λ 2 = 1400 nm l (IRA ja IRB) E IR = t -0,75 kun t <1000 s E IR: [W m -2 ] t: [sekuntia] silmä sarveiskalvo sarveiskalvon palovamma harmaakaihi m (IRA ja IRB) E IR = 100 kun t 1000 s [W m -2 ] mykiö n (näkyvä, IRA ja IRB) H iho = t 0,25 kun t 10 s H iho: [J m -2 ] t: [sekuntia] iho palovamma huom 1 Alue nm kattaa osan UVB-säteilystä, UVA-säteilyn kokonaan ja suurimman osan näkyvästä säteilystä. Näihin liittyvään riskiin viitataan kuitenkin yleisesti ilmauksella sininen valo. Tarkasti ottaen sininen valo kattaa ainoastaan suunnilleen nm:n välisen alueen.

8 MUISTIO v. 1 8(17) /2017 Taulukko S(λ) [dimensioton] 180 nm 400 nm λ(nm) S(λ) λ(nm) S(λ) λ(nm) S(λ) λ(nm) S(λ) λ(nm) S(λ) 180 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Meritullinkatu 8, Helsinki PL 33, VALTIONEUVOSTO Puhelin Telekopio kirjaamo@stm.fi etunimi.sukunimi@stm.fi

9 9(17) Taulukko B(λ), R(λ) [dimensioton], nm λ (nm) B(λ) R(λ) 300 λ < 380 0, ,01 0, ,0125 0, ,025 0, ,05 0, ,1 0, ,2 0, ,4 0, ,8 0, ,9 0, ,95 0, ,98 0, , , , , , , , , , , , , < λ ,02 (450-λ) < λ 700 0, < λ ,002 (700-λ) 1050 < λ , < λ ,2 10 0,02 (1150-λ) 1200 < λ ,02

10 10(17) 2. Optinen lasersäteily Biofysikaalisesti merkittävät optisen säteilyn altistuksen raja-arvot määritellään alla esitettyjen kaavojen avulla. Tietyn kaavan käyttö riippuu kulloisestakin lähteestä tulevan säteilyn aallonpituudesta ja kestosta, ja tuloksia on verrattava vastaaviin altistumisen raja-arvoihin, jotka on esitetty taulukoissa Joihinkin optisen lasersäteilyn lähteitä saattaa koskea useampi kuin yksi altistuksen raja-arvoa. Taulukoissa laskentaparametreinä käytettävät kertoimet on lueteltu taulukossa 2.2.4, altistumisen arviointiin käytettävän mittausaukon koko taulukossa ja toistuvan altistumisen osalta käytettävät korjauskertoimet taulukossa Määritelmät dp teho, joka ilmoitetaan watteina [W]; da pinta-ala, joka ilmaistaan neliömetreinä [m 2 ]; E(t), E H t λ m α irradianssi tai tehotiheys: tietylle pinnalle kohdistuva säteilyteho pintaalayksikköä kohti, joka ilmaistaan watteina neliömetriä kohti [W m -2 ], E(t):n ja E:n arvot tulevat mittauksista tai laitteiston valmistaja voi toimittaa ne; energiatiheys: irradianssin aikaintegraali, ilmaistaan jouleina neliömetriä kohti [J m -2 ]; aika, altistumisen kesto, joka ilmaistaan sekunteina [s]; aallonpituus, joka ilmaistaan nanometreinä [nm]; mittausnäkökentän rajaava kartiokulma, joka ilmaistaan milliradiaaneina [mrad]; mittausnäkökenttä, joka ilmaistaan milliradiaaneina [mrad]; lähteen kulmakoko, joka ilmaistaan milliradiaaneina [mrad]; rajaava aukko, ympyränmuotoinen alue, jolta irradianssin ja energiatiheyden keskiarvot lasketaan.

11 11(17) Taulukko Säteilyvauriot Aallonpituus [nm] λ Säteilyalue Kohteena oleva elin Vaurio UV silmä fotokemiallinen vaurio ja lämpövaurio UV iho eryteema näkyvä silmä verkkokalvon vaurio näkyvä silmä valokemiallinen vaurio näkyvä iho lämpövaurio IRA silmä lämpövaurio IRA iho lämpövaurio IRB, IRC silmä lämpövaurio IRB, IRC iho lämpövaurio

12 MUISTIO v. 1 12(17) /2017 Taulukko Silmään kohdistuvan laseraltistumisen altistumisraja-arvot Aallonpituus [nm] Altistusaika [s] UVC ja Wm Jm -2 UVB 302,5 302,5 jos t T1, niin C1 Jm -2 C2 Jm jos t > T1, niin C2 Jm -2 UVA C1 Jm Jm -2 näkyvä C6 Jm C6 Jm t 0,75 C6 Jm -2 Fotokemiallinen verkkokalvovaurio ( nm) 100 C3 Jm - 2 C3 Wm -2 ( = 1,1 t 0,5 mrad) C3 Wm -2 ( = 110 mrad) ( = 11 mrad) Terminen verkkokalvovaurio( 400 nm 700 nm) jos 1,5 mrad, niin 10 Wm -2 jos > 1,5 mrad ja t T2, niin 18 t 0,75 C6 Jm -2 jos > 1,5 mrad ja t > T2, niin 18 T2-0,25 C6 Wm -2 IRA C6 Jm C4 C6 Jm t 0,75 C4 C6 Jm -2 jos 1,5 mrad, niin 10 C4 C7 Wm -2 IRB IRC ja * 10-3 C6 C7 Jm C6 C7 Jm t 0,75 C6 C7 Jm -2 jos > 1,5 mrad ja t T2, niin 18 t 0,75 C6 C4 C7 Jm -2 jos > 1,5 mrad ja t > T2, niin 18 T2-0,25 C6 C4 C7 Wm -2 (ei saa ylittää 1000 Wm -2 ) 1000 Wm Wm Jm t 0,25 Jm Wm Jm Wm Jm t 0, Jm Wm Jm t 0,25 Jm -2 * Yli 1250 nm aallonpituuksilla ihoaltistuksen altistumisraja-arvot voivat olla pienempiä kuin taulukon altistumisraja-arvot silmälle. Tällöin sovelletaan ihoaltistuksen altistumisraja-arvoja. Jos ainoastaan silmät altistuvat lasersäteilylle, käytetään kaksinkertaisia ihoaltistuksen altistumisraja-arvoja silloin kun ne ovat pienemmät kuin silmäaltistuksen altistumisraja-arvot. Meritullinkatu 8, Helsinki PL 33, VALTIONEUVOSTO Puhelin Telekopio kirjaamo@stm.fi etunimi.sukunimi@stm.fi

13 13(17) Taulukko Ihoon kohdistuvan laseraltistumisen altistumisraja-arvot Aallonpituus [nm] Altistusaika [s] < UVC ja , Wm Jm -2 UVB 302,5 315 jos t T1, niin C1 Jm -2 C2 Jm -2 jos t > T1, niin C2 Jm -2 UVA C1 Jm Jm -2 näkyvä Wm Jm -2 1, t 0,25 Jm Wm -2 IRA C4 Wm C4 Jm -2 1, t 0,25 C4 Jm C4 Wm -2 IRB IRC ja Wm Jm t 0,25 Jm Wm Wm Jm Wm Jm t 0,25 Jm Wm Jm t 0,25 Jm -2

14 MUISTIO v. 1 14(17) /2017 Taulukko Altistumisen arvioinnissa käytettävät rajaavat aukot Aallonpituusalue Rajoittavan aukon halkaisija Silmä Iho UV 180 nm 400 nm 1mm, kun t 0,3 s 3,5 mm 1,5 t 0,375, kun 0,3 s < t 10 s 3,5 mm kun t > 10 s Näkyvä 400 nm 700 nm 7 mm 3,5 mm IRA 700 nm nm 7 mm 3,5 mm IRB ja IRC 1400 nm nm 1 mm, kun t 0,3 s 3,5 mm 1,5 t 0,375, kun 0,3 s < t 10 s 3,5 mm, kun t > 10 s 0,1 mm 1mm 11 mm 11 mm Meritullinkatu 8, Helsinki PL 33, VALTIONEUVOSTO Puhelin Telekopio kirjaamo@stm.fi etunimi.sukunimi@stm.fi

15 15(17) Taulukko Sovellettavat korjauskertoimet ja muut laskentaparametrit Korjauskerroin Aallonpituusalue [nm] Arvo C 1 302,5 400 C 1 = 5, t 0,25 C 2 302,5 315 C 2 = 100,2 (λ-295) T 1 302,5-315 T 1 = 10 0,8 (λ-295) s C jos 1,5 mrad, niin C 6 = 1 jos 1,5 mrad < max, niin C 6 = /1,5 mrad jos > max, niin C 6 = max /1,5 mrad, C jos < 450 nm, niin C 3 = 1 max = 5 mrad, kun t < 625 µs max = 200 t 0,5 mrad, kun 625 t 0,25 s max = 100 mrad, kun t < 0,25 s jos 450 nm 600 nm, niin C 3 = 10 0,02(λ-450) T jos 1,5 mrad, niin T 2 = 10 s jos 1,5 mrad < 100 mrad, niin T 2 = [(α - 1,5)/98,5] s jos > 100 mrad, niin T 2 = 100 s C jos 700 < 1050 nm, niin C 4 = 10 0,002(λ-700) jos 1050 nm 1400 nm, niin C 4 = 5 C jos 700 nm < 1150 nm, niin C 7 = 1 jos 1150 nm < 1200 nm, niin C 7 = 10 0,018(λ-1150) jos 1200 nm 1400 nm, niin C 7 = ,04(λ-1250)

16 16(17) Taulukot ja Korjauskertoimet toistuvaa altistumista varten Kaikkia kolmea alla olevaa yleissääntöä tulee soveltaa peräkkäisiä pulsseja lähettävien tai skannaavien laserjärjestelmien aiheuttamaan toistuvaan altistumiseen: 1. Pulssijonon yksittäisestä pulssista aiheutuva altistuminen ei saa ylittää kyseisen pulssinpituisen yksittäisen pulssin altistumisen raja-arvoa. 2. Minkään ajan t kestoisen pulssijoukon (tai pulssijonon osan) aiheuttama altistuminen ei saa ylittää aikaa t vastaavaa altistumisen raja-arvoa. 3. Minkään pulssijoukon yksittäisen pulssin aiheuttama altistuminen ei saa ylittää yksittäisen pulssin altistumisen raja-arvoa kerrottuna kumulatiivisella lämpökorjauskertoimella C p. Kerroin C p riippuu pulssien lukumäärästä N. Tätä sääntöä sovelletaan ainoastaan lämpövaurioilta suojaaviin altistumisrajoihin, jolloin kaikkia alle T min aikana tulevia pulsseja pidetään yksittäisenä pulssina. Pulssin kesto on tällöin T min ja energia ajan T min kuluessa kertyneiden pulssien energia. taulukko pulssin minimikesto T min Aallonpituus [nm] Pulssin minimikesto T min [s] Pulssien kertymisaika [s] 400 λ < T 2 tai 0, λ < T λ < λ < λ < λ

17 17(17) taulukko kumulatiivinen lämpökorjauskerroin C p Pulssin kesto t kumulatiivinen korjauskerroin C p t T min jos pulssien kertymisaika 0,25 s, C p = 1 jos pulssien kertymisaika > 0,25 s, N 600, niin C p = < N 24414, niin C p = 5 N -0,25 N > 24414, niin C p = 0,4 t > T min jos 5 mrad, niin C p = 1 jos 5 mrad < α max, C p = N -0,25, kun N 40 C p = 0,4, kun N > 40 jos > α max, niin C p = N -0,25, kun N 625 C p = 0,2, kun N > 625 jos > 100 mrad, niin C p = 1