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) |
| 1 500 < Ι... |