ความรู้เกี่ยวกับแว่นตานิรภัย (Safety Glasses)

เมื่อ 11 พฤศจิกายน 2556 หมวดหมู่ ความรู้อุปกรณ์เซฟตี้

หลักความปลอดภัยเกี่ยวกับเลเซอร์

   นับตั้งแต่เริ่มมีการใช้เลเซอร์ในห้องทดลองในช่วงปี ค.ศ. 1960 ก็ได้มีการพิจารณาถึงความปลอดภัยในการใช้เลเซอร์ ซึ่งอันตรายที่เกิดจากเลเซอร์มี 3 ส่วนหลัก ๆ คือ
 

1. อันตรายจากลำแสงเลเซอร์ ซึ่งจะมีผลต่อนัยน์ตาของคนเรามากกว่าส่วนอื่นของร่างกาย
2. อันตรายจากความต่างศักย์สูง ที่อยู่ในเลเซอร์และแหล่งจ่ายไฟ
3. อันตรายจากสารเลเซอร์ ในเลเซอร์บางชนิด เช่น Dye laser, Eximer laser

อันตรายต่อนัยน์ตา
     ลำแสงเลเซอร์กำลังสูง เช่นที่ใช้สนการตัดเหล็ก หรือแม้กระทั่งแกะสลักไม้ ก็สามารถทำอันตรายผิวหนังได้ แต่ที่อันตรายที่สุดคือ เมื่อลำแสงเลเซอร์เข้าตา เพราะตาเป็นส่วนที่ไวแสงมากที่สุด นอกจากนี้เลนส์แก้วตายังรวมแสงให้โฟกัสบนเรตินา ทำให้ความเช้มแสงสูงมากขึ้นกว่าที่ตกบนแก้วตาประมาณ 1 แสนเท่า!



องค์ประกอบของนัยน์ตามนุษย์
 
     หลายคนคงทราบว่าการจ้องมองดวงอาทิตย์ตอนกลางวันเพียงครู่หนึ่ง สามารถทำให้ตามองไม่เห็นได้ชั่วครู้ และการให้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้ม มากพอเข้าสู่ตา สามารถทำให้ตาบอดได้ แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นกับปัจจัยหลายอย่าง ไม่เพียงแต่ความเข้มแสงเท่านั้น ยังขึ้นกับความยาวคลื่นแสง และช่วงเวลาที่ได้รับแสงด้วย
ปัจจัยอันตราย: ความยาวคลื่นแสง
     ความยาวคลื่นเป็นเรื่องค่อนข้างสำคัญที่ต้องทำความเข้าใจ แม้ว่าตาของมนุษย์เราสามารถเห็นแสงที่มีความยาวคลื่นได้เฉพาะช่วง 400 - 700 นาโนเมตร แต่ไม่ว่าแสงความยาวคลื่นช่วงไหน ทั้งที่มองเห็นและมองไม่เห็น ถ้าเข้าถึงตาก็สามรารถทำอันตรายอย่างมากได้
     โดยทั่วไปแล้ว แสงในช่วง 400 - 1500 นาโนเมตร ซึ่งครอบคลุมช่วงที่ตาเรามองเห็นและช่วงที่เป็นอินฟราเรด จะสามารถผ่านเลสน์ตาเข้าไปถึงเรตินาได้ ซึ่งช่วงที่เป็นอินฟราเรดไม่ว่าจะมีความเข้มมากขนาดไหน เราก็ไม่สามารถเห็นได้ แต่จะสามารถทำอันตรายต่อเรตินาได้ เช่นเดียวกับคาร์บอนไดออกไซด์เลเซอร์ ที่อยู่ในช่วงอนฟราเรด ก็สามารถตัดผ้าหรือเจาะหม้ได้ ส่วนแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต (ความยาวคลื่นประมาณ 100 - 400 นาโนเมตร) แม้ว่าจะผ่านไปถึงเรตินาได้ไม่ดีเท่ากับช่วง 400 - 1500 นาโนเมตร แต่สามาถทำอันตรายต่อแก้วตาและเลนส์ส่วนนอกได้ ซึ่งจะทำให้ตาบอดถาวรได้เช่นกัน
     การจะเข้าใจรายละเอียดในเรื่องเหล่านี้ก็ต้องเข้าใจว่าตามีส่วนประกอบเป็นอย่างไร และมีสมบัติเชิงแสง อย่างเช่น ค่าการดูดกลืนแสง เป็นอย่างไร ถ้าจะสรุปโดยง่ายก็คือ เลเซอร์ ไม่ว่าช่วงความยาวคลื่นไหน ๆ ก็สามารถทำอันตรายต่อตามนุษย์ถึงขนาดทำให้ตาบอดได้ การปล่อยเลเซอร์ชนิดที่เป็นพัลส์และต่อเนื่อง ก็มีอันตรายแตกต่างกัน เลเซอร์ชนิดพัลส์โดยเฉพาะที่มีช่วงเวลาของพัลส์น้อยกว่า มิลลิวินาที เพียงแค่พัลส์เดียวก็อาจจะทำให้ตาบอดได้ แต่ถ้าเป็นแบบต่อเนื่องก็จะต้องใช้เวลานานกว่านี้ในการทำอันตรายต่อตา
ปัจจัยอันตราย: ระยะห่างจากแหล่งกำเนิด
     ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงเป็นอีกปัจจัยหนึ่งซึ่งต้องทำความเข้าใจให้ดี ถ้าลำแสงเลเซอร์เข้าตาไม่ว่าเราจะอยู่ห่างเท่าใด ก็ยังมีอันตรายค่อนข้างสูง เพราะแสงที่ออกจากเลเซอร์มีสมบัติประการสำคัญที่แตกต่างจากแสงจากแหล่งอื่นๆ คือ แสงจะคงสภาพเป็นลำแสงค่อนข้างดี ไม่ค่อยบานออกมากนัก ทำให้ความเข้มแสงของแสงเลเซอร์ที่ระยะห่างต่าง ๆ จากเลเซอร์จะไม่แตกต่างกัน ถ้าเป็นกรณีที่แสงเลเซอร์ไปตกกระทบหรือสะท้อนผิววัสถุที่ขรุขระก่อน อาจทำให้แสงที่สะท้อน ออกมากลดสภาพการเป็นลำแสงลงไปบ้าง โดยแสงจะบานออกค่อนข้างเร็ว นั่นคือถ้าอยู่ห่างจากจุดที่สะท้อน ก็จะทำให้ลดอันตรายจากแสงได้ เพราะแสงมีความเข้มน้อยลง แต่ถ้าแสงสะท้อนจากวัสดุที่เป็นกระจกหรือโลหะเรียบ ๆ ก็ยังคงมีสภาพเป็นลำแสง และมีความเข้มสูง ซึ่งเป็นอันตรายเหมือนกับการมองลำแสงโดยตรงที่ไม่ได้สะท้อนอะไรเลย
อันตรายต่อผิวหนัง
     ส่วนกรณีที่แสงเลเซอร์ตกกระทบผิวหนังก็ยังมีอันตรายอยู่ แม้ว่าจะน้อยกว่ากรณีที่แสงเข้าตา เพราะผิวหนังจะสามารถสะท้อนแสง ได้ส่วนหนึ่ง และส่วนใหญ่จะไม่ไวต่อแสงมากนัก แต่ถ้าความเข้มของเลเซอร์สูงพอ ก็อาจตัดหรือทะลุผิวหนังทำให้เป็นแผลได้ และควรระวังในกรณีที่เป็นแสงเลเซอร์ทในช่วงอัลตราไวโอเลต เพราะแสงในช่วงนี้สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเซลล์ได้ ซึ่งอาจทำให้เกิดเป็นมะเร็งได้
  การป้องกันอันตรายจากแสงเลเซอร์
     จากอันตรายที่ได้กล่าวมาแล้ว จะเห็นได้ว่าแสงเลเซอร์ไม่ว่าจะมีประโยชน์มากเพียงใด ก็ยังสามารถเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้ ดังนั้นจึงควรจะต้องมีความระมัดระวังในการใช้งาน ผู้ที่เกี่ยวข้องควรจะมีความเข้าใจในเลเซอร์ที่ใช้อยู่ โดยสรุปเป็นข้อ ๆ ได้ดังนี้

1. อย่าให้เลเซอร์เข้าตา
            คงไม่มีใครอยากจะจ้องลำแสงเลเซอร์ตรง ๆ แต่แสงเลเซอร์อาจจะเข้าตาเราได้ โดยที่เราคาดไม่ถึง เช่น เกิดจากการสะทั้อน หรือเป็นช่วงที่เรามองไม่เห็น ดังนั้นการป้องกันทำได้ดังนี้
   • จัดทางเดินของแสงให้เหมาะสม เช่น ไม่ให้อยู่ในระดับสายตาพอดี (ควรสูงกว่าตาหรือต่ำกว่าตา) พยายามกำจัดสิ่งต่าง ๆ ที่อาจทำให้เกิดการสะท้อนแสงเลเซอร์มาเข้าตาโดยที่เราคาดไม่ถึง
   • มีเครื่องป้องกันแสงส่วนที่ไม่ต้องการออกจากเลเซอร์ หรืออุปกรณ์ที่เราใช้งาน เช่น มีฉากกั้นแสง เพื่อกั้นแสงทั้งที่สะท้อนหรือกั้นลำแสงโดยตรงซึ่งอาจจะออกมาได้
   • ใส่แว่นตาพิเศษ เป็นการป้องกันที่ตัวเราเอง โดยแว่นนี้จะลดความเข้มแสงลงจนอยู่ในระดับที่ไม่เป็นอันตรายต่อตาของเรา ซึ่งแว่นตานี้ก็จะเป็นชนิดไหน ลักษณะอย่างไร ก็ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นแสงและความเข้มของแสงเลเซอร์ที่ออกมา ควรจะใส่แว่นตานี้ทุกครั้งที่ทำทำงานหรือเข้าไปในบริเวณที่มีการใช้งานแสงเลเซอร์
      

 

•  
• ภาพตัวอย่างแว่นตาสำหรับป้องกันแสงเลเซอร์

 

• ให้ระวังมากขึ้นเป็นพิเศษถ้าเลเซอร์ที่เราใช้งานเป็นแสงในย่านที่มองไม่เห็น เช่น อินฟราเรด หรืออัลตราไวโอเลต เพราะแสงที่มองไม่เห็นก็ทำให้ตาบอดได้

2. คิดอยู่เสมอว่าเลเซอร์เป็นของอันตราย ถ้าใช้ไม่ระมัดระวัง โดยอาจป้องกันได้ดังนี้
   • กันบริเวณการใช้งานเลเซอร์ออกจากบริเวณอื่น ๆ เช่น มีห้องเป็นสัดส่วน
   • มีป้ายเตือน ทั้งที่ตัวเลเซอร์ และบริเวณห้อง หรือสถานที่ใช้งาน เพื่อให้บุคคลทั่วไปรู้ว่ามีแสงเลเซอร์ในบริเวณนั้น

สัญลักษณ์สากล เตือนให้ระวังอันตรายจากเลเซอร์

  
ตัวอย่างป้ายเตือน เพื่อบอกว่ามีการใช้เลเซอร์ในบริเวณนั้น
 

• สร้างจิตสำนึกว่าเลเซอร์เป็นของอันตราย ถ้าใช้อย่างไม่ระมัดระวัง ซึ่งจะต้องควบคู่กับการสร้างความเข้าใจว่าเลเซอร์คืออะไร แสงเลเซอร์มีลักษณะพิเศษอย่างไร มีอันตรายอย่างไร

ระดับความอันตรายของเลเซอร์ (Laser Classes and Safety)
     เนื่องจากเลเซอร์มีมากมายหลายชนิด แต่ละชนิดก็มีหลายแบบ กำลังความเข้มก็แตกต่างกัน อันตรายที่เกิดขึ้นจากการใช้ก็แตกต่างกันไปมากบ้างน้อยบ้าง หรือบางอันอาจจะไม่เกิดอันตรายเลยแม้จะจ้องลำแสงสัก 5 นาที แต่บางชนิดเพียงแค่แสงสะท้อนจากขอบแผ่นพลาสติกก็อาจทำให้ตาบอดได้ ดังนั้นระดับของความระมัดระวัง การป้องกัน ก็จะแตกต่างกันไป ไม่ใช่ว่าเลเซอร์ชนิดใดก็มีมาตรการป้องกันเข้มงวดที่สุดเหมือนกันหมด เช่น ถ้าใช้ฮีเลียมนีออนเลเซอร์ ขนาด 1 ไมโครวัตต์ ก็ไม่ต้องสร้างห้องพิเศษ ไม่ต้องใส่แว่นตาป้องกัน ด้วยเหตุนี้จึงมีการแบ่งระดับความอันตรายของเลเซอร์ โดยแบ่งเป็น 4 ระดับ (Class) ดังนี้
 
ระดับที่ 1 (Class 1)
เป็นเลเซอร์ที่กำลังน้อยมากจนถือได้ว่าปลอดภัย โดยเลเซอร์ระดับนี้จะไม่เป็นอันตรายต่อ ตา ผิวหนัง หรือส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกาย ซึ่งในการใช้งานเลเซอร์ระดับชั้นนี้ไม่ต้องมีการควบคุม หรือมีเครื่องหมายเตือน นอกจากป้ายติดไว้ที่เลเซอร์ว่าเป็นเลเซอร์ระดับที่ 1 ตัวอย่างเช่น ฮีเลียมนีออนเลเซอร์ขนาด 1 ไมโครวัตต์
 
ระดับที่ 1M (Class 1M: Magnifier)
เลเซอร์ระดับที่ 1M ประกอบด้วยเลเซอร์ที่ให้กำลังมากกว่าเลเซอร์ระดับที่ 1 แต่มีลำแสงที่ diffuse นั่นหมายถึงลำแสงสามารถขยายออกได้โดยใช้อุปกรณ์ทางทัศนศาสตร์
เท่าที่พบมา เลเซอร์ระดับนี้ไม่ทำให้เกิดอันตราย
 
ระดับที่ 2 (Class 2)
เลเซอร์ในระดับนี้จะเป็นเลเซอร์ที่กำลังต่ำและมีความยาวคลื่นอยู่ในช่วงที่สามารถเห็นได้ (ความยาวคลื่นในช่วง 400-700 นาโนเมตร) โดยมีกำลังไม่เกิน 1 มิลลิวัตต์ และต้องเป็น ชนิดต่อเนื่องเท่านั้น เลเซอร์ในระดับชั้นนี้ไม่ได้จัดว่าปลอดภัยเหมือนเลเซอร์ระดับที่ 1 แต่มีอันตรายไม่มากนักและถ้าแสงเลเซอร์ในระดับชั้นนี้เข้าตา การหลับตาทันทีที่รู้ว่าแสงเข้า ซึ่งปกติจะเร็วมาก (ประมาณ 0.25 วินาที) ก็จะเป็นการป้องกันอันตรายที่เพียงพอ เพราะช่วงเวลาที่รับเอาแสงจะสั้นมากจนไม่เป็นอันตราย ตัวอย่างของเลเซอร์ในระดับที่ 2 นี้ได้แก่ ฮีเลียมนีออนเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 632.8 นาโนเมตร (สีแดง) และมีกำลังไม่เกิน 1 มิลลิวัตต์ ซึ่งเป็นที่นิยมใช้ในห้องทดลองระดับชั้นมัธยมหรือการทดลองพื้นฐานในระดับ มหาวิทยาลัย สำหรับมาตรการป้องกันที่ใช้คือ การติดป้ายที่เลเซอร์ แสดงว่าเป็นเลเซอร์ระดับที่ 2 และการมีป้ายเตือน
เท่าที่พบมา เลเซอร์ระดับนี้ไม่ทำให้เกิดอันตราย แต่ให้หลีกเลี่ยงการจ้องไปที่ลำแสง
 
ระดับที่ 2M (Class 2M: Magnifier)
เลเซอร์ระดับที่ 2M ประกอบด้วยเลเซอร์ประเภทเดียวกับในระดับที่ 2 แต่ให้กำลังมากกว่าเลเซอร์ระดับที่ 2 และมีลำแสงที่ diffuse นั่นหมายถึงลำแสงสามารถขยายออกได้โดยใช้อุปกรณ์ทางทัศนศาสตร์
ให้หลีกเลี่ยงการจ้องไปที่ลำแสง
 
ระดับที่ 3R (Class 3R: Restricted)
ประกอบด้วยเลเซอร์ทั้งในย่านที่ตามองเห็นและมองไม่เห็น 
   ย่านที่ตามองเห็น (ความยาวคลื่นช่วง 400 - 700 นาโนเมตร): ประกอบด้วยเลเซอร์ที่มีกำลังอยู่ระหว่าง 1 มิลลิวัตต์ ถึง 5 มิลลิวัตต์
   ย่านที่ตามองไม่เห็น (เช่น อินฟราเรด และอัลตราไวโอเลต): ประกอบด้วยเลเซอร์ที่มีกำลังมากกว่ากำลังของเลเซอร์ระดับที่ 1 แต่น้อยกว่า 5 เท่าของกำลังของเลเซอร์ระดับที่ 1
   ตัวอย่างของเลเซอร์ระดับที่ 3R คือ เลเซอร์อาร์กอน ที่ให้แสงสีเขียว มีความยาวคลื่น 514.5 นาโนเมตร ที่มีกำลัง 5 มิลลิวัตต์ อย่ามองเข้าไปในลำแสงเลเซอร์หรือแสงสะท้อนของเลเซอร์
ระดับที่ 3B (Class 3B)
ประกอบด้วยเลเซอร์ทั้งในย่านที่ตามองเห็นและมองไม่เห็น 
   ย่านที่ตามองเห็น (ความยาวคลื่นช่วง 400 - 700 นาโนเมตร): ประกอบด้วยเลเซอร์ที่มีกำลังอยู่ระหว่าง 5 มิลลิวัตต์ ถึง 500 มิลลิวัตต์
   ย่านที่ตามองไม่เห็น (เช่น อินฟราเรด และอัลตราไวโอเลต): ประกอบด้วยเลเซอร์ที่มีกำลังมากกว่า 5 เท่าของกำลังของเลเซอร์ระดับที่ 1 แต่ต่ำกว่า 500 มิลลิวัตต์
     เลเซอร์ในระดับที่ 3 ทั้งสองระดับย่อยนี้ เป็นเลเซอร์ที่มีกำลังปานกลาง และจะพบในห้องทดลองวิจัยทั่ว ๆ ไป ซึ่งมีอันตรายมากขึ้น ต้องมีอุปกรณ์ป้องกัน
 
ระดับที่ 4 (Class 4)
เลเซอร์ในระดับนี้ คือเลเซอร์ทั้งหลายที่ไม่สามารถจัดอยู่ในระดับอื่น ๆ ข้างต้นได้ แต่จะเป็นเลเซอร์ที่มีกำลังสูงมาก (มากกว่า 5 มิลลิวัตต์) ลำแสงเลเซอร์ระดับนี้ถือว่ามีอันตรายต่อ นัยน์ตาและผิวหนังอย่างยิ่ง แม้กระทั่งลำแสงที่สะท้อนแล้วก็ยังสามารถทำอันตรายได้ 
   ตัวอย่างเช่น เลเซอร์อาร์กอน ขนาด 2 วัตต์ หรือ นีโอดิเมียมแย็กเลเซอร์ชนิดพัลส์ 20 นาโนวินาที ที่มีความเข้ม 1 จูลต่อตารางเซนติเมตร โดยการใช้งานกับเลเซอร์เหล่านี้มีมาตรการโดยทั่วไปคล้ายกับระดับที่ 3 แต่จะรัดกุมยิ่งขึ้น เช่น ต้องใช้กุญแจในระบบควบคุมการเปิดปิดเลเซอร์
หมายเหตุ: กฎเกณฑ์ในการแบ่งระดับชั้นของเลเซอร์มีความแตกต่างกันไปตามประเทศ เช่น อังกฤษ หรือยุโรป ก็มีระบบหนึ่ง ในสหรัฐอเมริกา แต่ละรัฐก็อาจมีระบบที่ต่างกัน แต่ก็ต่างกันเฉพาะตรงข้อปลีกย่อยเท่านั้น ประเด็นหลักต่าง ๆ ยังคงเหมือนกัน เช่น เลเซอร์ชนิดพัลส์กำลังสูง จะเป็นระดับที่ 4 เสมอ
 
แหล่งที่มา
http://www.sc.mahidol.ac.th/scpy/Optics/basic_laser5.htm

Tweet