Sicherheit bei optischer Strahlung/ SFK

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Modul A: Strahlung allgemein[Bearbeiten]

Strahlenphysik allgemein[Bearbeiten]

Unser Alltag und auch die Arbeitsumgebung ist mit einer Vielzahl an natürlichen und künstlichen, d. h. vom Menschen erzeugten, Strahlungen erfüllt. Dabei sind Strahlen

  • erkennbar/nicht erkennbar
  • gefährlich/nicht gefährlich
  • gesundheitsfördernd/neutral/gesundheitsschädlich

und vom Menschen meist anders wahrgenommen als gedacht.

Begriffe Strahlen, Strahlung, Wellen, Felder und Teilchen[Bearbeiten]

In der öffentlichen Diskussion sind obige Begriffe meist negativ konnotiert. Dies mag in einigen Fällen zutreffen, doch sind wir seit Menschengedenken von Strahlen umgeben und unser Körper weiß damit durchaus umzugehen. Siehe dazu auch Kapitel Esoterik.

Physikalisch meinen die Begriffe Strahlen, Strahlung, Wellen, Felder und auch Teilchen das Gleiche. Nämlich elektromagnetische (EM) Schwingungen in Raum und Zeit. Allerdings sind die Begriffe in unserer Alltagswelt mit einer Vorstellung verknüpft.

Strahlen
Hier liegt die Betonung auf der (geradlinigen) Ausbreitungsrichtung der EM-Schwingungen. EM-Strahlen wurden uns schon im Physikunterricht bei der Optik anhand von Licht vorgeführt. Auch Röntgenstrahlen, radioaktive Strahlen usw. haben dieses Attribut.
Wellen
Mit Wellen möchte man die zeitliche und räumliche Ausbreitung von EM-Schwingungen verdeutlichen. Als Modellvorstellung dient uns dabei die Wasserwelle, d. h. die Schwingung von Wassermolekülen an der Wasseroberfläche. Begrifflich werden Wellen verwendet bei Radiowellen, Funkwellen, Radarwellen usw.
Felder
Mit Felder wird die räumliche Ausbreitung von EM-Schwingungen betont. Gesprochen wird oft vom Magnetfeld oder elektrischen Feld. Wir kennen diesen Begriff eben vom Eisenfeilspäne-Experiment aus dem Physikunterricht. Im Feld hat jeder Punkt im Raum eine gewisse Feldstärke und Feldrichtung.
Teilchen
Auch wenn in unserer Alltagswelt nicht beobachtbar, so verhalten sich kleine Teilchen bspw. Elektronen wie einzelnen Wellenpakete und einzelne Wellenpakete wie Teilchen. Teilchenstrahlung meint hier oft einen Strom von kleinen Teilchen in eine Richtung. Direkt findet dies Anwendung z. B. bei Solarzellen, bei denen "Lichtteilchen" Elektronen aus dem Halbleiterverbund herausschlagen und für Stromfluss sorgen.

Egal welcher Begriff verwendet wird, es sind EM-Schwingungen, die im Material und in menschlichem Gewebe bestimmt Wirkungen hervorrufen.

Wellenlänge und Frequenz, Eindringtiefe, Spektrum[Bearbeiten]

Eine der wesentlichsten Eigenschaften zur Charakterisierung einer EM-Schwingung ist deren Frequenz bzw. die Wellenlänge. Da bei EM-Schwingungen diese beiden Größen über die konstante Lichtgeschwindigkeit im Vakuum zusammenhängen, verhalten sie sich invers zueinander. D. h. eine Strahlung hoher Frequenz hat eine kleine Wellenlänge (kurzwellig) und eine Strahlung niedriger Frequenz hat eine große Wellenlänge (langwellig).

Frequenz Wellenlänge
klein/niederfrequent groß/langwellig
groß/hochfrequent klein/kurzwellig

Je nach Fachgebiet wird wahlweise die Frequenz oder die Wellenlänge verwendet.

  • Bsp. 1: Mobilfunk: Frequenz z. B. GSM bei 900 MHz
  • Bsp. 2: Optik: Grüner Laserpointer bei 532 nm (Nanometer)
Eindringtiefe

Wie tief eine Strahlung eindringt, wird ausschließlich von der Wechselwirkung der Strahlung mit Materie bestimmt. Dabei ist die Frequenz/Wellenlänge die entscheidende Größe. Sie bestimmt das Absorptionsverhalten und damit die Eindringtiefe. Eine höhere Strahlungsintensität erhöht zwar die Wirkung, aber nicht die Eindringtiefe.

Beim Eindringen der Strahlung in Materie nimmt die Intensität exponentiell ab. D. h. die Strahlung hat einen "schleifenden" Verlauf im Gewebe. Eine große Eindringtiefe bedeutet, dass die Strahlung eben tiefer hineingeht, aber dafür weniger stark am Weg ins Gewebe abnimmt. Eine kleine Eindringtiefe bedeutet hingegen, dass die Strahlungsintensität sehr rasch abnimmt und bereits nach kurzer Distanz keine merkliche Intensität vorhanden ist. Das bedeutet aber auch, dass innerhalb dieses kurzen Bereichs die ganze Energie der Strahlung absorbiert wurde.

Achtung.svg

Die Eindringtiefe von Strahlung ist ausschließlich von der Frequenz/Wellenlänge bestimmt.

Spektrum
In der Natur kommt Strahlung meist als ein ganzes Bündel von Frequenzen/Wellenlängen vor. Man spricht dann vom Spektrum der Strahlung.
  • Bsp. 1: Das Licht aus der Sonne besteht aus allen Farben des sichtbaren Lichts (Spektralfarben = Regenbogenfarben, die den Gesamteindruck von weißem Licht ergeben), aus UV-Strahlung und aus IR-Strahlung.
  • Bsp. 2: Von den künstlichen Quellen emittieren Lampen ein Spektrum von vielen verschiedenen Wellenlängen, während der Laser (und dies ist eine seiner besonderen Eigenschaften) nur eine Wellenlänge emittiert.

Das EM-Spektrum und seine Wirkungen[Bearbeiten]

EM-Strahlung Anwendung Wirkung Frequenz Wellenlänge Energie
Felder von Wechselströmen Niederfrequent Reizwirkung 0 Hz - 30 kHz >> 10 km
Hochfrequent
Rundfunk Radio
LW/MW/KW/UKW
Thermisch 30 kHz - 300 MHz 10 km - 1 m
TV
VHF/UHF
600 - 800 MHz 50 cm - 37,5 cm
Mobilfunk
GSM/UMTS/LTE
800 MHz - 2,6 GHz 37,5 cm - 11,5 cm
Mikrowellen MW-Herd 2,45 GHz 12,2 cm
Radar 30 GHz - 300 GHz 10 mm - 1 mm
Optische Strahlung Infrarot (IR) 300 GHz - 385 THz 1 mm - 780 nm
Sichtbares Licht
rot, orange, gelb, grün
385 THz - 600 THz 780 nm - 500 nm
Sichtbares Licht
blau
Photochemisch 600 THz - 789 THz 500 nm - 380 nm
Ultraviolett (UV) 750 THz - 300 PHz 400 nm - 1 nm 3 eV - 1240 eV
Röntgenstrahlung weiche Ionisierend 1 nm - 5 pm 1 keV - 250 keV
mittlere
harte
Gammastrahlung 5 pm 250 keV
Kosmische Strahlung 4 pm >> 300 keV

Zusammenfassend gibt es also folgende Wirkungen von EM-Strahlung:

Reizwirkung
Die Reizwirkung ist u. a. das Kribbeln von Haaren, Reizung von Nerven- und Muskelzellen usw. und tritt auf von 0 Hz (statische Felder) bis zu Frequenzen von ca. 30 kHz. .
Thermische Wirkung
Die thermische Wirkung ist das Erhitzen von Gewebe. Leichte Erhitzungen sind reversibel, bei rund 60°C beginnt die Koagulation von Eiweiß, ab rund 150°C setzt die Karbonisierung ein und über 300°C verdampft das Gewebe. Die thermische Wirkung ist vorherrschend bei Frequenzen von 30 kHz bis in den Bereich von rotem Licht (600 nm/500 THz)
Photochemische Wirkung
Die Photochemische Wirkung kennen wir alle von der Sonne als "Sonnenbrand". Diese Wirkung wird vor allem von UV-Strahlung und auch von blauem Licht verursacht. Dabei werden Molekülbindungen aufgebrochen (z. B. Entstehung freier Radikale), die DNA-Stränge geschädigt usw. Die photochemische Wirkung tritt vorwiegend von 700 nm bis 1 nm hinunter auf.
Ionisierende Wirkung
Durch Beschuss mit energiereichen Strahlen werden Elektronen aus dem Atom-/Molekülverbund herausgerissen. Dabei kann es zu Veränderungen der DNA, Bildung freier Radikale usw. kommen. Dies führt entweder zum Zelltod oder zur Zellveränderung. Ionisierende Wirkung tritt ab Energien von rund 5 eV auf. D. h. schon kurzwellige UV-Strahlung wirkt ionisierend. Rechtlich gesehen zählt aber UV-Strahlung zu den nicht-ionisierenden Strahlen und Röntgen zu den ionisierenden.

Die einzelnen Frequenz-/Wellenlängenbereich überlappen sich teilweise und sind nicht exakt getrennt wie es die Tabelle suggeriert. Ebenso sind die Wirkungen oft überlappend bzw. ist ein kontinuierlicher Übergang zwischen ihnen.

Unterscheidung Ionisierende/Nicht-Ionisierende Strahlung[Bearbeiten]

Die Unterscheidung zw. ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung ist wichtig, da andere Vorschriften gelten. Fachlich ist die Ionisierung ab Strahlungsenergien von 5 eV (UV bei 250 nm und darunter) möglich. Formal wird UV-Strahlung der nicht-ionisierenden Strahlung und Röntgenstrahlung der ionisierenden Strahlung zugezählt.

Ionisierend Nicht-Ionisierend
Symbol für ionisierende Strahlung
Symbol für nicht-ionisierende Strahlung
  • Röntgenstrahlung
  • Gammastrahlung
  • Kosmische Strahlung
  • Optische Strahlung
  • Funk
  • Strahlenschutzgesetz
  • VOPST
  • Verordnung für EMF (in Ausarbeitung)

Divergenz, kollimierter Strahl und Folgen für den Gefahrenabstand[Bearbeiten]

Die Divergenz beschreibt den Öffnungswinkel, den die Strahlen vom Strahler weg einnehmen.

Divergenz bei einer Taschenlampe
Divergenz und NOHD bei einem fokussierten Laserstrahl
Divergenz und NOHD bei einem kollimierten Laserstrahl

Beispiele:

  • Taschenlampe: Hohe Divergenz, Strahlen laufen stark auseinander
  • Laserpointer: Niedrige Divergenz, kollimierter (gebündelter) Strahl, Strahlen laufen (annähernd) parallel

Es sei noch darauf hingewiesen, dass es keinen exakt parallelen Strahlenverlauf gibt. Jede Quelle besitzt eine, wenn auch kleine Divergenz.

Es ist anhand der Bilder leicht einzusehen, dass die Gefährdung bei hoher Divergenz mit dem Abstand schnell abnimmt. Bei einem gut kollimierten Strahl hingegen nimmt die Gefährdung nur unwesentlich ab.

Achtung.svg

Daher kann Abstandsvergrößerung nur dann eine Schutzmaßnahme sein, wenn es sich um stark divergente Strahler handelt!

ALARA - As low as reasonably achievable[Bearbeiten]

Das ALARA-Prinzip fordert, dass die Strahlenbelastung auch unterhalb der Grenzwerte so gering wie möglich zu halten ist, wenn dies mit vernünftigen Mitteln umsetzbar ist. Daraus ergibt sich unmittelbar die Forderung, dass für die Gefahrenermittlung am Arbeitsplatz nicht nur die Einhaltung der Grenzwerte gefordert ist, sondern im Maßnahmenpaket auch bei Unterschreitung der Grenzwerte solche Maßnahmen gefordert werden können, die mit vertretbarem Aufwand umsetzbar sind.

Esoterik[Bearbeiten]

Optische Strahlung[Bearbeiten]

Unter optischer Strahlung versteht man

  • das sichtbare Licht
  • die UV-Strahlung und
  • die IR-Strahlung

Alle 3 Strahlungsarten werden mit optischen Hilfsmitteln, wie Linsen, Spiegeln, Gitter usw. manipuliert. Daher werden sie als optische Strahlung zusammengefasst.

Sowohl die UV-Strahlung als auch die IR-Strahlung wird noch in 3 Unterbereiche unterteilt, die jeweils mit A, B und C benannt sind. Der Teilbereich mit der Bezeichnung A ist jeweils der dem sichtbaren Licht am nächsten liegende Bereich. Die Unterteilung erfolgt aufgrund unterschiedlicher Wirkungen im Gewebe und unterschiedlicher Eindringtiefen.

Röntgen
X-ray
UV-C UV-B UV-A Sichtbares
Licht
IR-A IR-B IR-C EM-Felder
(100)180-280 nm 280-315 nm 315-400 nm 380-780 nm 780-1400 nm 1400-3000 nm 3000 nm-1 mm > 1 mm
< 300 GHz
Photochemisch
Thermisch
Ionisierend Nicht-Ionisierend
Symbol für ionisierende Strahlung
Symbol für nicht-ionisierende Strahlung

Spektren optischer Strahler[Bearbeiten]

Grundsätzlich besitzt jeder Strahler ein charakteristisches Spektrum. Das Wissen um dieses Spektrum ermöglich eine Einschätzung der Wirksamkeit für verschiedene Prozesse und auch der Schädigungsmöglichkeit. Die Schutzmaßnahmen müssen auf das Spektrum abgestimmt sein (vor allem beim Laser).

Temperaturstrahler[Bearbeiten]

Spektrale Verteilung der Intensität der Schwarzkörperstrahlung bei unterschiedlichen Temperaturen.
Farbtemperatur: Zuordnung der Temperatur eines schwarzen Strahlers zu einer Farbe

Sog. Temperaturstrahler sind Materialien, die eine bestimmte Temperatur besitzen und daher Wärmestrahlung abgeben. Diese Wärmeabstrahlung folgt den Gesetzen der Strahlung eines schwarzen Körpers. Kurz zusammengefasst gilt für das Spektrum, das ein Temperaturstrahler abgibt:

  • Das Spektrum ist ausschließlich von der Temperatur abhängig und folgt dem Planck'schen Strahlungsgesetz
  • Das Maximum der Strahlung verschiebt sich mit steigender Temperatur zu kürzeren Wellenlängen hin (Wien'sches Verschiebungsgesetz)

Bei ca. 600°C beginnt die Strahlenemission im sichtbaren Bereich bei rot. Je höher die Temperatur, desto mehr verschiebt sich das Maximum zu blau. Dabei wechselt der Farbeindruck (z. B. von Eisen oder Kohle) von dunkelrot, rot, orange, gelb bis zu weiß. Es sei noch angemerkt, dass das Modell des schwarzen Körpers als Referenz dient, die ideale Absorption bzw. Emission von Strahlung in allen Wellenlängenbereichen aber nicht existiert.

Wenn man den durch die Temperatur eines schwarzen Strahlers entstehenden Farbeindruck einer Farbe zuordnet, so entsteht der Begriff der Farbtemperatur. D. h. den Temperaturen wird eine Farbskala zugeordnet. Unabhängig von Temperaturstrahlern wird der Begriff bei allen Strahler verwendet, die einen bestimmten Lichteindruck erzeugen (also auch z. B. beim Spektrum von Gasentladungslampen). Dabei finden folgende Begriffe häufig ihre Anwendung:

  • Warmweiß: < 3300 K
    • Glühlampen, Halogenglühlampen
  • Neutralweiß: 3300-5000 K
    • Fotolampen, Leuchtstofflampen, Xenon-Lampen, Lichtbogenlampen
  • Kaltweiß/Tageslichtweiß: > 5000 K
    • Sonne, Blitzgeräte

Sonne[Bearbeiten]

Spektrum der Sonne

Die Sonne ist ein Temperaturstrahler mit einer Temperatur von ca. 5900 K. Die Farbe der Mittagssonne ist daher (welch eine Überraschung) tageslichtweiß. Das Maximum des Sonnenspektrums auf der Erde liegt im grün-gelben Bereich. Übrigens ist auch die Empfindlichkeit unseres Auges im grün-gelben Bereich am höchsten (V-lambda-Kurve).

Glühlampe[Bearbeiten]

Das Spektrum einer Halogenglühlampe (auch Halogenlampe)

Glühlampen sind ebenso Temperaturstrahler. Eine herkömmliche Glühlampe besteht heute aus einer glühenden Wolframdrahtwendel. Die Farbtemperatur des abgegebenen Lichts beträgt ca. 2300-2900 K. Damit der Wolframdraht nicht mit dem Luftsauerstoff zu Wolframoxid reagiert, muss ein Glaskolben mit einem Schutzgas verwendet werden.

Eine Erweiterung stellt die Halogenglühlampe dar. Dabei kann eine höhere Glühtemperatur erreicht werden, indem in einem Quartzglaskolben ein Halogen eingefüllt wird. Dementsprechend ist auch die Farbtemperatur etwas höher, aber immer noch mit starkem Rotanteil.

Leuchtstofflampe[Bearbeiten]

Typisches Spektrum einer Leuchtstofflampe
Spektrum einer Vollspektrumlampe/Tageslichtlampe

Die Leuchtstofflampe besteht aus einer Gasentladungsröhre, in der UV-Strahlung durch Gasentladung entsteht, und einem im Inneren das Glaskolbens angebrachten Leuchtstoff. Dieser flouresziert unter UV-Bestrahlung und gibt so sichtbares Licht ab. Das Spektrum dieser Lampenart sind einzelne schmale Peaks im Spektrum, die den Farbeindruck erzeugen.

Standardmäßig werden 3 Leuchtstoffe eingesetzt, die jeweils Rot, Grün und Blau fluoreszieren. Durch die additive Farbmischung ergibt sich dann ein weißer Farbeindruck. Dieses Spektrum hat aufgrund der spektralen "Lücken" einen schlechten Farbwiedergabeindex. Um dies zu verbessern wurden sog. Vollspektrumlampen oder Tageslichtlampen erfunden. Diese haben mindestens 4 Leuchtstoffe, wesentliche breitere Peaks und ein kontinuierlicheres Spektrum.

LED[Bearbeiten]

Erzeugung des weißen Lichts aus einer blau leuchtenden LED

Die LED ist ein Halbleiter-Chip, der so konstruiert ist, dass die Rekombination unter Abgabe von Energie im Wellenlängenbereich von Licht erfolgt. Das Spektrum eines LED-Chips hat die Charakteristik einer schmalbandigen Glocke mit einer dominanten Wellenlänge und einer Halbwertsbreite von rund 50 nm. Damit kann einfarbiges Licht ohne verlustbehaftete Filterung erzeugt werden. Die Farbe des abgegebenen Lichts hängt von den Halbleitermaterialien und deren Dotierung ab. Die LED ist kein Wärmestrahler.

Weißes Licht wird entweder durch additive Farbmischung aus 3 LED's der Farben rot, grün und blau (RGB) zusammengemischt, oder aber über eine blaue LED werden mittels eines Leuchtstoffs die anderen Farben erzeugt (siehe Bild).

Laser[Bearbeiten]

Der Laser ist eine künstliche Lichtquelle, die besondere Eigenschaften hat. Sie ist

  • monochrom (einfärbig, eine Wellenlänge)
  • gerichtet (gut fokussierbar)
  • kohärent (gleiche Phasenlage der einzelnen Lichtwellen)
  • kann gepulst sein

Biologische Wirkungen[Bearbeiten]

Optische Strahlung dringt im Vergleich zu anderen elektromagnetischen Strahlen nur wenig in das Gewebe ein. D. h. die Wirkung ist oberflächig. Daher sind von optischer Strahlung ausschließlich

  • Haut und
  • Augen

betroffen. Es sind daher bei Grenzwertüberschreitungen Schutzmaßnahmen für diese beiden Organe notwendig.

Wirkungen auf das Auge[Bearbeiten]

Schematischer Aufbau des Auges (Details siehe Wirbeltierauge)
5  Hornhaut (Cornea)
7  Pupille (Pupilla)
11  Linse (Lens)
12  Glaskörper (Corpus vitreum)
13  Netzhaut (Retina)
14  Sehnerv (Nervus opticus)

Der detaillierte Aufbau des Auges ist rechts dargestellt und aus dem Wikipedia-Artikel Wirbeltierauge entnommen. Für die sicherheitstechnische Betrachtung und die Grenzwertsetzung kann man diesen Aufbau vereinfachen zu

  • Hintere Augenmedien
    • Netzhaut
  • Vordere Augenmedien
    • Hornhaut
    • Linse
Netzhaut
Die Netzhaut (Retina) ist eine lichtempfindliche Schicht an der hinteren Seite des Augapfels. Es wandelt die optischen Signale in elektrische Signale um und leitet sie über die Sehnerven zum Gehirn. Eine Schädigung der Sehzellen in der Netzhaut ist irreversibel. Sichtbares Licht und IR-A-Strahlung dringt bis zur Netzhaut vor.
Hornhaut
Die Hornhaut (Kornea) ist der vordere, gewölbte Teil der äußeren Augenhaut. Sie leistet einen Großteil der Lichtbrechung. Sie wird sicherheitstechnisch gemeinsam mit der Bindehaut betrachtet. Vor allem UV-C- und UV-B-Strahlung aber auch IR-C-Strahlung werden bereits an der Hornhaut absorbiert und sorgen dort für Entzündungen.
Linse
Die Linse ist ein transparenter elastischer Körper. Sie sorgt für die restliche variable Fokussierung des durch die Hornhaut bereits gebrochenen Lichts. Die Linse ist für sichtbares Licht und IR-A-Strahlung transparent. In der Linse wird vor allem UV-A-Strahlung und IR-B-Strahlung absorbiert. Dies fördert die Entstehung von Grauem Star (Linsentrübung).

Die Eindringtiefe hängt von der Wellenlänge ab. Untenstehende Tabelle gibt einen Überblick.

Wellenlängen-
bereich
UV-C UV-B UV-A Sichtbares
Licht
IR-A IR-B IR-C
Wellenlänge (100)180-280 nm 280-315 nm 315-400 nm 380-780 nm 780-1400 nm 1400-3000 nm 3000 nm-1 mm
blau  rot -
Betroffener
Bereich
Hornhaut Linse Netzhaut Linse/Hornhaut
Schädigung Horn- und Bindehautentzündung
("Verblitzen")
Grauer Star
(Linsentrübung)
Grauer Star
(Linsentrübung)
BLH Verbrennung
Schneeblindheit Blendung
Wirkung Photochemisch
Thermisch

Wirkungen auf die Haut[Bearbeiten]

Aufbau der Haut (Schemazeichnung)

Die Haut setzt sich im wesentlichen aus folgenden Schichten zusammen (Reihenfolge von außen nach innen):

  • Oberhaut (mit Hornhaut)
  • Lederhaut
  • Unterhaut
Oberhaut (Epidermis)
Die Oberhaut ist die äußere Schicht der Haut, welche vor allem an den Handinnenflächen und Fußsohlen mehrere Millimeter dick sein kann. Sie wird dann umgangssprachlich als Hornhaut bezeichnet. In der Oberhaut befinden sich die Melanozyten, die die Bräunung der Haut und damit einen UV-Schutz bewirken.
Lederhaut
Die Lederhaut liegt unterhalb der Oberhaut und bildet die Basis für diese. Im unteren Bereich der Lederhaut befinden sich die Talg- und Schweißdrüsen sowie feine Blutgefäße und die Kollagene, die für die Straffung der Haut sorgen.
Unterhaut
Die Unterhaut enthält die großen Blutgefäße und Nerven, Fettgewebe und Sinneszellen für die Druckreize.

Die Eindringtiefe der Strahlung hängt von der Wellenlänge ab. Untenstehende Tabelle gibt einen Überblick.

Wellenlängen-
bereich
UV-C UV-B UV-A Sichtbares
Licht
IR-A IR-B IR-C
Wellenlänge (100)180-280 nm 280-315 nm 315-400 nm 380-780 nm 780-1400 nm 1400-3000 nm 3000 nm-1 mm
Betroffener
Bereich
Oberhaut Lederhaut Unterhaut Lederhaut Oberhaut
Schädigung Hautrötung/-entzündung Kollagenschäden
(Faltenbildung)
Verbrennung
DNA (Strangbruch) Freie Radikale
Krebsinduktion (Hautkrebs)
Immunsuppression
Lichtschwiele
Pigmentierung
Frühzeitige
Hautalterung
Wirkung Photochemisch
Thermisch

VOPST - Verordnung optische Strahlung[Bearbeiten]

Die VOPST (Verordnung optische Strahlung) ist die österreichische Umsetzung der EU-Richtlinie 2006/25/EG. Sie ist eine Verordnung im Rahmen des ASchG und seit 9.7.2010 in Kraft. Die VOPST besitzt 2 Anhänge, die die Grenzwerte nach ICNIRP bzw. IEC beinhalten. Damit sind in Österreich erstmals die Grenzwerte für optische Strahlung auf Verordnungsebene geregelt.

  • Anhang A: Expositionsgrenzwerte für inkohärente optische Strahlung (Lampen/Leuchten)
  • Anhang B: Expositionsgrenzwerte für kohärente optische Strahlung (Laser)

Zusätzlich ist auch die natürliche optische Strahlung (im wesentlichen die Sonnenstrahlung) Thema der VOPST. Sie geht somit über die Mindestvorgaben der EU-Richtlinie hinaus.

Die VOPST beschäftigt sich mit den Einwirkungen der optischen Strahlung am Arbeitsplatz. Dabei ist den Regeln im ASchG folgend folgende Vorgangsweise vorgesehen:

  1. Bewertung/Messung der Expositionssituation
  2. Ermittlung und Beurteilung der Gefahren
  3. Information/Unterweisung/Anhörung/Beteiligung der Arbeitnehmer
  4. Vorschlagen von Maßnahmen und Umsetzung eines Maßnahmenprogramms
  5. Auswahl von geeigneter PSA bzw. Arbeitskleidung
  6. Kennzeichnung vor den Gefahren durch optische Strahlung
Achtung.svg

Die VOPST fordert eine Gefährdungsbeurteilung (Evaluierung) aller Quellen optischer Strahlung. Es existiert (formal) keine Ausnahme von Trivialquellen.

Um den Aufwand für Evaluierungen von Trivialquellen gering zu halten, kann man den EU-Leitfaden zur VOPST [1] heranziehen, der Trivialquellen als jene Quellen bezeichnet, die den Expositionsgrenzwert zu weniger als 20% ausschöpfen. Darunter fällt u. a. herkömmliche Bürobeleuchtung.

Gefährdungsbeurteilung und Fachkunde[Bearbeiten]

Die Gefährdungsbeurteilung ist von einer fachkundigen Person (einem fachkundigen Dienst) durchzuführen. Die Herstellerangaben sind sachkundig zu berücksichtigen. Die Gefährdungsbeurteilung ist sachkundig zu planen und in angemessenen Zeitabständen zu machen. Die Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung sind so zu dokumentieren, dass sie nachvollziehbar sind. Als fachkundige Person ist geeignet, wer

  • die erforderliche Fachkunde und Berufserfahrung besitzt
  • eine gewissenhafte und repräsentative Durchführung nach dem Stand der Technik bietet
  • die geeigneten Hilfsmittel (Messgeräte, Programme, einschlägige Normen,...) besitzt

Die fachkundige Person kann ein Betriebsangehöriger sein oder eine externe Fachkraft.

Die allgemeine Definition der Fachkunde bedeutet, dass das Ausmaß dieser abhängig von dem Gefährdungspotential der Arbeitsplatzsituation ist.

Fachkunde beim Laser[Bearbeiten]

Neben dem oben beschriebenen Anforderungen an die Fachkunde gibt es im Bereich der Lasertechnik den Begriff des Laserschutzbeauftragten (LSB). Dieser ist in der Norm ON S 1100 [2] definiert und in der betrieblichen Praxis verankert. Ein geprüfter LSB kann grundsätzlich als fachkundige Person gemäß VOPST angesehen werden. Die Pflicht zur Weiterbildung und Aktualisierung der Gefährdungsbeurteilung besteht ungeachtet dessen. Grundsätzlich ist nach den Arbeitnehmervorschriften ein LSB nicht verpflichtend. Da die Ausbildung geregelt ist, wird er jedoch grundsätzlich empfohlen.

Kennzeichnung von Gefährdungen durch optische Strahlung[Bearbeiten]

Grundsätzlich sind sämtliche Bereiche in denen ein Zugang zu optischer Strahlung oberhalb der Expositionsgrenzwerte möglich ist, zu kennzeichnen. Mit Warnschildern wird auf die Gefährdung hingewiesen.

Zusätzlich zu den passenden Symbolen muss mittels Hinweistext auf die konkrete Gefahr hingewiesen werden.

Mit Gebotsschildern wird die Verpflichtung, PSA zu tragen, gekennzeichnet.

Die rechtlich verbindlichen Symbole sind in Österreich in der KennV [3].

Grundsätzlich ist die Kennzeichnung ortsbezogen vorzunehmen. Die VOPST erlaubt aber auch eine personenbezogene Kennzeichnung. Dies macht bei "dosisabhängigen" Expositionsgrenzwerten Sinn wie bspw. UV-Strahlung. Im Falle einer personenbezogenen Kennzeichnung ist dies in den Sicherheits- und Gesundheitsdokumenten zu dokumentieren.

Bei natürlicher optischer Strahlung sind die Expositionsgrenzwerte nicht anzuwenden. Daher kann es auch keine Überschreitung dieser geben. Eine Kennzeichnung oder gar Abgrenzung ist daher nicht erforderlich.

Schutzmaßnahmen[Bearbeiten]

Wie im gesamten Bereich des Arbeitnehmerschutzes sind auch im Falle von optischer Strahlung kollektive Schutzmaßnahmen den persönlichen Schutzmaßnahmen vorzuziehen. Nachfolgende beispielhafte Auflistung von Schutzmaßnahmen sollte in der angegebenen Reihenfolge angewandt werden (TOP-Prinzip)

  1. Kollekive Schutzmaßnahmen
    1. Technische Schutzmaßnahmen
      • Bauliche Maßnahmen
      • Abschirmungen, Einhausungen
      • Alternative Arbeitsverfahren
    2. Organisatorische Schutzmaßnahmen
      • Zugangsbeschränkungen
      • Begrenzung der Aufenthaltsdauer (bei zeitabhängigen Grenzwerten)
  2. Persönliche Schutzmaßnahmen
    1. Augenschutz
      • Schutzbrillen
      • Schutzvisiere
    2. Hautschutz
      • Geeignete Textilien, Arbeitskleidung
      • Schutzcremen

Weitere Änderungen von Verordnungen aufgrund der VOPST[Bearbeiten]

Mit der VOPST wurden folgende Verordnungen ergänzt.

KJBG-VO - Beschäftigungsverbote für Jugendliche in Ausbildung[Bearbeiten]

  • Verboten sind Arbeiten
    • unter Verwendung von Lampen der Risikogruppe 3 (RG 3)
    • mit Lasereinrichtungen der Klassen 3R, 3B und 4
  • Nach 18 Monaten Ausbildung sind diese Arbeiten unter Aufsicht erlaubt

VGÜ - Verordnung zur Gesundheitsüberwachung[Bearbeiten]

Aufgrund von Exposition durch optische Strahlung sind sog. freiwillige Untersuchungen nach §51 ASchG möglich. Diese Untersuchungen kennzeichnen sich dadurch, dass

  • der Arbeitgeber die Untersuchung anbieten muss
  • der Arbeitnehmer die Untersuchung in Anspruch nehmen kann

Dies ist immer dann der Fall, wenn der Arbeitnehmer in Bereichen arbeitet, bei denen eine Grenzwertüberschreitung möglich ist. Dies gilt unbeachtet der PSA, die der Arbeitnehmer in diesen Bereichen zu tragen hat. Grundsätzlich kann diese Untersuchung alle 2 Jahre in Anspruch genommen werden.

Verweise[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Ein unverbindlicher Leitfaden zur Richtlinie 2006/25/EG über künstliche optische Strahlung (29/04/2011)
  2. ÖNORM S 1100: Laserschutzbeauftragter
  3. Kennzeichnungsverordnung - Verordnung der Bundesministerin für Arbeit, Gesundheit und Soziales über die Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung (Kennzeichnungsverordnung) (CELEX-Nr.: 392L0058) StF: BGBl. II Nr. 101/1997

Fragen[Bearbeiten]

  • Wo findet man in Betrieben Quellen, die eine thermische Schädigung verursachen können? Nennen Sie Beispiele. (Anm.: Ausgenommen sind Trivialquellen wie bspw. Glühbirnen)
  • Nennen Sie generell Wirkungen von Strahlung auf den menschlichen Körper. Auf welche Art und Weise "spürt" ein Mensch Strahleneinwirkung?
  • Nennen Sie Beispiele für Ionisierende/Nicht-Ionisierende Strahlung
  • Welche Strahlung versteht man unter optischer Strahlung?
  • In welche Teilbereiche unterteilt man UV-Strahlung/IR-Strahlung?
  • Welche Organe sind von optischer Strahlung betroffen? Warum nicht noch weitere Organe?
  • Nennen Sie Schädigungen, die durch UV-Strahlung beim Menschen hervorgerufen werden können.
  • Nennen Sie Anwendungen von UV-Strahlung in Industrie und Technik.
  • Welche Verordnung gibt es zur optischen Strahlung?
  • Was heißt VOPST und womit beschäftigt sie sich?
  • In welchen Kontext ist die VOPST rechtlich einzuordnen? Diskutiere nationale Rechtsordnung und Vergleich mit EU-Rechtsvorschriften.
  • Bei welchem Thema geht die VOPST über die Vorgabe der EU-Richtlinie hinaus?
  • Warum hat der öst. Gesetzgeber nicht eine Ausnahmeliste gemacht, die bestimmte Trivialquellen von der Gefährdungsbeurteilung ausnimmt?

Modul B: Lampen, Laser[Bearbeiten]

Lampen[Bearbeiten]

Laser[Bearbeiten]

Evaluierungen[Bearbeiten]