Приложение Е (справочное). Максимально возможная экспозиция и ПДЭ, выраженные как энергетическая яркость

Приложение Е
(справочное)

Максимально возможная экспозиция и ПДЭ, выраженные как энергетическая яркость

Е.1 Основные положения

Для больших протяженных источников анализ потенциальных опасностей воздействия излучения на сетчатку глаза легче при использовании энергетической яркости источника. Это приложение обеспечивает пользователей отдельными таблицами и графиками максимально допустимой энергетической яркости, основанной на ПДЭ для классов 1 и 1М и соответствующих значениях МДЭ, относящихся к сетчатке глаза в диапазоне длин волн 400 - 1400 нм для того, чтобы рассмотреть условия, когда угловой размер видимого источника достигнет значения большего, чем . Согласно закону сохранения энергетической яркости все протяженные диффузные источники с уровнем энергетической яркости ниже уровня, указанного в таблице Е.1 или на рисунке Е.1, не могут превысить ПДЭ класса 1 независимо от оптики, размещенной перед диффузным источником.

Е.2 Значения энергетической яркости

Значения энергетической яркости в таблице Е.1 базируются на IEC/ICNIRP МДЭ уровнях. Поскольку значения МДЭ обычно выражают в единицах энергетической экспозиции () или энергетической освещенности (), было необходимо преобразовать значения МДЭ в значения энергетической яркости (). Тогда значения энергетической яркости рассматривают как функцию длины волны (см. Е.3).

В таблице Е.1 представлены допустимые значения энергетической яркости как функция длины волны для длительности воздействия 100 с, где стягиваемый угол не менее 100 мрад. Показаны наиболее ограничивающие пределы (фотохимические или тепловые). Пределы фотохимической опасности сетчатки выделены курсивом.

"Рисунок Е.1 - Энергетическая яркость как функция длины волны"

Таблица Е.1 - Максимальная энергетическая яркость диффузного источника для лазера класса 1

Длина волны, нм	Энергетическая яркость,	Энергетическая яркость,	Длина волны, нм	Энергетическая яркость,	Энергетическая яркость,
430	10000	7,00	505	48316	4,83
450	10000	7,00	520	48316	4,83
460	15848	7,58	555	48316	4,83
465	19952	2,00	565	48316	4,80
470	25119	2,57	595	48316	4,83
480	39811	3,98	610	48316	4,83
625	48316	4,83	850	96403	9,64
645	48316	4,83	900	121365	12,13
660	48316	4,83	950	152789	15,28
660	48316	4,83	1000	192350	19,24
700	48316	4,83	1050	241580	24,16
750	60826	6,08	1100	241580	24,16
800	76576	7,66	1150	241580	24,16
Примечание - Числа, выделенные курсивом, относятся к пределу фотохимической опасности сетчатки.

Е.3 Обоснование

Значения энергетической яркости рассчитаны с использованием МДЭ уровней, установленных в IEC/ICNIRP. Поскольку значения МДЭ обычно выражают в единицах энергетической экспозиции () или энергетической освещенности (), было бы необходимо преобразовать значения МДЭ к энергетической яркости (). Тогда значения энергетической яркости рассматривают как функцию длины волны. Для значений МДЭ, выраженных как энергетическая яркость, использовался следующий метод расчета.

Энергетическую яркость вычисляют по формуле

,

(Е.1)

где Ф - мощность излучения, - телесный угол, А - размер источника. МДЭ часто выражают в единицах интенсивности излучения, которое вычисляют по формуле

.

(Е.2)

Заменяя в формуле Е.1 выражение на E, получаем энергетическую яркость как функцию облученности:

.

(Е.3)

Вычисляем телесный угол , по формуле

(Е.4)

Заменяя в формуле (Е.3) на выражение при условии, что угол =0° (худший случай - наблюдатель смотрит прямо внутрь пучка), формула Е.3 принимает вид:

.

(Е.5)

Для МДЭ, выраженной как энергетическая экспозиция, не существенно различие в использованном методе. Энергетическую экспозицию вычисляют по формуле

,

(Е.6)

где Q - энергия излучения, Дж. Делим обе части формулы (Е.6) на приведенное время:

.

(E.7)

Выражаем мощность излучения как

.

(Е.8)

Заменяя в формуле (Е.7) выражение на Ф, получаем:

.

(Е.9)

Заменяя в формуле (Е.1) выражение на , получаем:

.

(Е.10)

Заменяя в формуле (Е.1) на выражение [см. формулу (Е.4)] при условии, что угол =0° (наихудший случай), получаем

.

(Е.11)

Для вычислений мы учли наихудший случай - угловой размер 100 мрад для длительности экспозиции 100 с. Эти результаты приведены в таблице Е.1 и нанесены на графике (см. рисунок Е.1).