Leitfaden für Laserschutzbeauftragte

Die physikalischen Eigenschaften der Laserstrahlung bilden eine der Grundlagen des Laserstrahlenschutzes. In diesem Kapitel werden die Natur und das Verhalten der optischen Strahlung im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Spektralbereich mit Wellenlängen von 100 nm bis 1 mm beschrieben. Es wird auf den Unterschied zwischen der inkohärenten Strahlung aus normalen Lichtquellen und der kohärenten Laserstrahlung eingegangen. Nach der Beschreibung des prinzipiellen Aufbaus der Laser wird ein Überblick über die häufigsten kommerziellen Lasertypen und deren Einsatzgebiete gegeben.

Bei der Anwendung von Lasern tritt in der Regel eine wesentlich höhere Bestrahlungsstärke und Bestrahlung als bei normalen Lichtquellen auf. Daher ist das Arbeiten mit Lasern mit besonderen Gefährdungen verbunden, die ohne Sicherheitsvorkehrungen zu ernsten Unfällen und Gesundheitsschädigungen führen können. In diesem Kapitel werden anfangs die Wirkungsmechanismen von Laserstrahlung auf Gewebe beschrieben. Diese bilden die Grundlage, um Schäden bei Unfällen zu beschreiben, zu verstehen und zu vermeiden. Die häufigsten Unfälle/Schädigungen werden durch die thermische Wirkung verursacht, die durch die Absorption der Strahlung im Gewebe entsteht. Im ultravioletten und im Bereich 400–600 nm tritt zusätzlich die fotochemische Wirkung auf, die besonders kleine Expositionsgrenzwerte zeigt. Bei kurzen Pulsen im Nano-, Pico- und Femtosekundenbereich treten nichtlineare optische Effekte auf, die zu Verletzungen durch Fotoablation (Fotoabtragung) und Fotodisruption (Fotodurchbruch) führen können.

Das Studium der rechtlichen Grundlagen wird zu Unrecht oft als lästige Pflicht angesehen. Damit die Laserschutzbeauftragten ihrer verantwortungsvollen Position im Gesundheits- und Unfallschutz gerecht werden können, müssen sie auch in diesem Bereich Grundkenntnisse erwerben.

Die Einteilung der Laser in Klassen soll dem Anwender die Beurteilung der Gefährdungen erleichtern. Jede Klasse ist mit unterschiedlichen Gefährdungen verbunden, die entsprechende Schutzmaßnahmen erfordern. Die Klassen werden durch den sogenannten Grenzwert der zugänglichen Strahlung (GZS) definiert. Dieser gibt im Wesentlichen die maximale Leistung oder bei gepulster Strahlung die maximale Pulsenergie für eine bestimmte Laserklasse an. Damit werden zurzeit die Klassen 1, 1 M, 2, 2 M, 3R, 3B, 1C und 4 definiert. Die Gefährdung nimmt mit steigender Klasse (abgesehen von der neuen Klasse 1C) zu. In diesem Abschnitt werden die Grenzwerte der zugänglichen Laserstrahlung (GZS) beschrieben, die in mehreren Tabellen der DIN-EN-Normen festgelegt sind. Weiterhin werden die Eigenschaften der verschiedenen Laserklassen vorgestellt.

Die Sicherheitsphilosophie für die direkte Gefährdung durch Laserstrahlung beruht auf einem Grenzwertkonzept (Abb. 5.1). In einer Gefährdungsbeurteilung wird geprüft, ob die sogenannten Expositionsgrenzwerte (EGW) für einen Augen- oder Hautschaden überschritten oder unterschritten werden. Die EGW basieren auf experimentellen Studien und wurden zur sicheren Seite hin europaweit festgelegt. Sie stellen in der Regel keine scharfe Abgrenzung zwischen sicherer und akuter Schädigung dar. In diesem Kapitel werden die EGW genau beschrieben, wobei auf die Abhängigkeit von der Wellenlänge und der Expositionsdauer eingegangen wird. Dabei wird auf ausführliche Daten sowie auf eine vereinfachte Tabelle für die Expositionsgrenzwerte hingewiesen. In der Praxis sollte die Exposition möglichst niedrig sein und der EGW sicher eingehalten werden.

Unter dem Begriff der Gefährdung ist im Sinne des Arbeitsschutzgesetzes „ein Zustand oder eine Situation, in der die Möglichkeit des Eintritts eines Gesundheitsschadens besteht“, zu verstehen [1]. Beim Umgang mit Laserstrahlung muss man zwischen der direkten und der indirekten Gefährdung unterscheiden. Eine direkte Gefährdung besteht bei der Wechselwirkung von Laserstrahlung mit den Augen oder der Haut und einem daraus möglicherweise resultierenden thermischen, fotochemischen oder fotoakustischen Schaden [2]. Unter indirekter Gefährdung versteht man Prozesse, bei denen die Laserstrahlung nicht direkt, sondern über einen Umweg, wie z. B. durch eine elektrische Wirkung, Blendungen, die Entstehung von toxischen und kanzerogenen Rauchen oder das Entzünden von Materialien zu einer Gefahr für den Menschen wird.

Wird in der Gefährdungsbeurteilung festgestellt, dass vom Arbeitsplatz direkte oder indirekte Gefährdungen ausgehen, so müssen nach dem Arbeitsschutzgesetz Schutzmaßnahmen in folgender Reihenfolge getroffen werden:

Werden im Unternehmen Lasereinrichtungen der Klassen 3R, 3B oder 4 betrieben, so ist schon seit den 1980er Jahren in Deutschland ein Laserschutzbeauftragter (LSB) gemäß DGUV Vorschrift 11 [10] (bzw. früher BGV B2 und VBG 93) schriftlich zu bestellen ( Anhang A.3 zeigt dafür ein Beispiel). Die Laserschutzbeauftragten sind im Bereich des Gesundheits- und Unfallschutzes am Laserarbeitsplatz das Bindeglied zwischen den Vorgesetzten und den Beschäftigen. Sie sind maßgeblich an der Umsetzung der in der Gefährdungsbeurteilung festgelegten Schutzmaßnahmen und deren Wirksamkeitskontrolle beteiligt. Nach § 5(2) der OStrV [1] und deren Änderung vom 19.11.2016 hat der Arbeitgeber vor der Aufnahme des Betriebs von Lasereinrichtungen der Klassen 3R, 3B und 4 Laserschutzbeauftragte mit Fachkenntnissen schriftlich zu bestellen. Die Fachkenntnisse sind durch die erfolgreiche Teilnahme an einem Kurs nachzuweisen. Der Laserschutzbeauftragte hat den sicheren Betrieb der Laseranlage zu gewährleisten und den Arbeitgeber bei der Erstellung der Gefährdungsbeurteilung zu unterstützen. Damit der Laserschutzbeauftragte seiner verantwortungsvollen Tätigkeit gerecht werden kann, ist es sinnvoll, ihn mit Weisungsbefugnis für die Belange des Laserschutzes auszustatten.

Die Gefährdungsbeurteilung ist ein wichtiges Dokument für den Arbeitsschutz und bildet die Grundlage für ein erfolgreiches Sicherheitsmanagement [1]. Sie beruht auf dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) [2] und der Unfallverhütungsvorschrift Grundsätze der Prävention (DGUV Vorschrift 1) [3], nach denen alle Arbeitgeber verpflichtet sind, für alle vorhandenen Arbeitsplätze eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen. § 5 ArbSchG beschreibt Gefahrenursachen und Inhalte der Gefährdungsbeurteilung. Ausgehend von den Gefährdungen werden Arbeitsschutzmaßnahmen festgelegt, mit der Verpflichtung, die Einhaltung der Maßnahmen zu überprüfen und das Ergebnis zu dokumentieren (§ 6 ArbSchG). Falls Laserstrahlung am Arbeitsplatz auftreten kann, müssen alle davon ausgehenden Gefährdungen in einer Gefährdungsbeurteilung beurteilt werden. Das Vorgehen wird in der Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch künstliche optische Strahlung (§ 3 OStrV) [4] festgelegt und in diesem Kapitel beschrieben. Der Arbeitgeber kann die Gefährdungsbeurteilung selbst erstellen oder eine andere fachkundige Person bzw. Dienstleister damit beauftragen. Für die Durchführung der Gefährdungsbeurteilung und die Umsetzung der Schutzmaßnahmen ist der Arbeitgeber verantwortlich.

Der Laserschutz ist in großen Teilen für alle Anwendungsbereiche identisch. Bestimmte Anwendungen benötigen jedoch besondere Schutzmaßnahmen, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Dies betrifft vor allem Showlaser, Vermessungslaser und Laser für Unterrichtszwecke und medizinische Anwendungen.

Gefährdungsbeurteilungen müssen individuell auf die Struktur und die Tätigkeiten an den entsprechenden Arbeitsplätzen ggf. für entsprechende Tätigkeiten (z. B. Wartung an der Anlage) im Unternehmen angepasst werden. Demzufolge gibt es keine festen Vorlagen, wie die Gefährdungsbeurteilung auszusehen hat. Die im Folgenden aufgeführte Literatur und die Tabellen zur Gefährdungsbeurteilung sind beispielhaft und sollen eine Hilfestellung für die Anwender sein. Anhand dieser kann der Anwender dann die konkrete Gefährdungsbeurteilung bezüglich des Einsatzes von Lasern und der Tätigkeiten erstellen. Es wird kein Anspruch auf Vollständigkeit erhoben.