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Fragen für einen Betreiber von UKP-Lasern:

  1. Welche Pflichten hat der Betreiber vor der Inbetriebnahme des UKP-Lasers in Deutschland?
    Antwort: Die Maschine muss die Bedingungen der Maschinenrichtlinie und des Strahlenschutzgesetzes vom 20.5.21 erfüllen.

  2. Strahlenschutz für UKP-Lasern in Deutschland

    Der Betreiber der Laseranlage ist verantwortlich und hat vor der Inbetriebnahme der Laseranlage Maßnahmen zum Strahlenschutz umzusetzen, Messungen durchführen zu lassen, eventuell ein Verfahren einzuleiten und die Entscheidung der Behörde abzuwarten.

    Die laserinduzierte ionisierende Strahlung hängt von mindestens 16 sich gegenseitig beeinflussenden Parametern ab. Die ionisierende Strahlung liegt bei der Materialbearbeitung häufig im Energiebereich von 2 keV bis 15 keV. Bei den Messungen ist der Worst Case zu finden, d.h. die Parameter sind zu nutzen, die das Maximum an ionisierender Strahlung erzeugen. Bei der Strahlungsdurchgangsprüfung von Laserschutzfenstern, Spalten, Löchern, Lufteinlässen, Schlauchdurchführungen sind alle 3 Dosisleistungen Ḣ*(10), Ḣ‘(3)  und  Ḣ‘(0,07) zu messen, weil die „Aufhärtung“ der Strahlung unzureichend sein könnte.
    Eine Vorausberechnung der Dosisleistung ist gegenwärtig nicht sicher möglich.
    Das StrlSchG greift nicht, wenn die ionisierende Strahlung im Energiebereich unter 5 keV liegt. Zum Nachweis der spektralen Verteilung der vom Laser erzeugten ionisierenden Strahlung muss mit einem kalibrierten Röntgenspektrometer gemessen werden, siehe www.ukpl.de. Das Messgerät SILIX zeigt das Spektrum und alle 3 Dosisleistungen Ḣ*(10), Ḣ‘(3) und  Ḣ‘(0,07) unmittelbar beim Messen an. Das Röntgenspektrometer SILIX lambda ist gegenwärtig das einzig verfügbare Messgerät, das diese Eigenschaften hat.


  3. Welche Grundregeln sind im Strahlenschutz bei UKP-Lasern immer zu beachten?
    Antwort: Sicheres Schutzgehäuse einsetzen oder Abstand zur Laserauftreffstelle vergrößern und Aufenthaltsdauer beschränken.

  4. Wie muss das Schutzgehäuse beschaffen sein?
    Antwort: Das Schutzgehäuse muss die Dosisleistung der Röntgenstrahlung auf den gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert der Ortsdosisleistung abschwächen.
    Zur Bewertung der Strahlungssituation vor einer Laseranlage oder in einem Aufbau mit einem Ultrakurzpulslaser müssen alle 3 Dosisleistungsarten Ḣ*(10), Ḣ‘(3) und Ḣ‘(0,07) bei der Bestimmung der Ortsdosisleistung gemessen werden. Die Messwerte mit der Angabe der Messunsicherheit der Dosisleistungsarten Ḣ*(10), Ḣ‘(3) und Ḣ‘(0,07) sind entscheidend für die Art des zu beantragenden Verfahrens (Anzeigeverfahren oder Genehmigungsverfahren).



  5. Unter welchen Bedingungen entsteht Röntgenstrahlung bei der Materialbearbeitung mit dem UKP-Laser?
    Antwort: Bei einer Bestrahlungsstärke im Laserfokus von 1x10^12 W/cm² ist mit Röntgenstrahlung zu rechnen.
    Bei einer schrägen Einstrahlung oder Durchstrahlung ist die Emissionsschwelle niedriger, d.h. unter 1x10^12 W/cm².

  6. Mit welchen Messgeräten kann die gepulste laserinduzierte Röntgenstrahlung während des Laserbetriebes gemessen werden?
    Antwort: Mit sofort anzeigenden Dosimetern für gepulste Röntgenstrahlung, besser noch mit einem messenden Spektro-Dosimeter für gepulste Röntgenstrahlung. Mit den Geräten Silix lamda, Silix science und LIXmeter kann die Röntgenstrahlung innerhalb der Schutzumhausung gemessen werden. Die Geräte der Familie Silix sind gegenwärtig die einzigen Messgeräte, die alle 3 Dosisleistungsarten Ḣ*(10), Ḣ‘(3) und Ḣ‘(0,07) zur Bestimmung der Ortsdosisleistung zeitgleich messen. Damit entsteht eine hohe Messsicherheit und es wird wertvolle Versuchszeit gespart.

  7. Welche Parameter und welche Werkstoffe haben einen Einfluss auf die Emission der gepulsten Röntgenstrahlung?
    Antwort: Einen Einfluss auf die Emission der Röntgenstrahlung haben folgende Parameter:
    Bestrahlungsstärke im Laserfokus, 
    Laserwellenlänge, Pulswiederholfrequenz, Pulspakete, Pulsdauer, Pulsenergie, Werkstoff, Einstrahlrichtung des Lasers, Abstrahlrichtung der Röntgenstrahlung, Fokushöhe über dem Werkstoff, Scanrichtung, Scangeschwindigkeit, Abstand der Scanlinien, Gas- oder Luftströmung über der Laserstelle und weitere.

  8. Kann die entstehende Röntgenstrahlung (Dosisleistung und Spektrum) bei der Materialbearbeitung mit dem UKP-Laser berechnet oder abgeschätzt werden?
    Antwort: Nein!
    Bisher gibt es noch kein sicheres Verfahren für die Vorausberechnung der Röntgenstrahlung bei UKP-Lasern. Viele Parameter beeinflussen sich gegenseitig.
    Näherung:
    Beispiel 1: Eine Verdopplung der Pulswiederholfrequenz steigert die Ortsdosisleistung um den Faktor 2.
    Beispiel 2: Die Verdopplung der Bestrahlungsstärke im Laserfokus verursacht eine um den Faktor 10 größere Ortsdosisleistung.
    Beispiel 3: Eine Halbierung des Durchmessers des Laserstrahles im Fokus steigert die Ortsdosisleistung um den Faktor 100
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Senden Sie bitte Ihre Fragen an die E-Mail-Adresse: dittmar-transfer(at)t-online.de


Datum der letzten Änderung: 29.08.2021


 

 
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