レーザー眼外傷の体験談

 (funraniumlabs.com)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2024-08-02 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • 1999年春、あるレーザー会社の駐車場で Quanta-Ray Nd:YAG レーザー の屋外デモを行っていた際、散乱したビームが安全担当者の右目に当たり、軽微な網膜損傷が残った
  • 現場には高出力レーザー、電源装置、冷却水・電源ケーブル、道路の車線除去装置、VP of Sales の新しい Jeep Grand Cherokee が一度に置かれており、安全管理が崩壊していた
  • 顧客が使用していた保護眼鏡は アルゴンフィルター で、Nd:YAG レーザーの 1064nm の波長には効果がなく、保護眼鏡をかけていなかった Bob まで眼科検診が必要な状況になった
  • 道路車線の 反射性塗料 を焼いて除去しようとしていた装置は、ステアリング光学系のコーティング損傷により、ビームを地面ではなく車両の方へ照射し、塗料とホイールハウス、ブレーキラインまで損傷させた
  • ビームは従業員の休憩スペースや小学校の方向のフェンス、近隣空港の上空まで脅かしかねず、直後に降り出した雨で 25 万ドルのレーザーシステムが壊れた後、Bob は 2 週間後に会社を去った

右目に残った小さな損傷

  • 目と視力は正常だが、右目の周辺視野には 軽微な網膜のブリーチ痕 が残っている
    • 大きな白い紙を目の前に持つと、右下の隅に小さな黄色がかったパッチが見える
    • 日常生活に大きな問題はないが、損傷自体は消えない
  • 事故は 1999 年春、非常に曇った午前 10 時ごろ、Building 6 と Building 15 の間の進入路 で起きた
  • Building 6 から光学コーティング施設のある Building 15 へ移動していたところ、1 秒に 1 回より少し速い周期的なクリック音が聞こえた
    • Quanta-Ray システムの flashlamp が動作するときの音だった
    • 屋内機器の音が屋外で聞こえる時点でおかしかった
  • 音の発生源へ向かいながら手を振って「SHUT IT DOWN!!!」と叫ぶ間に、散乱したビームの一部が目に当たった
    • 実際の損傷に気づいたのは数か月後だった

屋外駐車場に設けられた危険なデモ会場

  • Building 6 の裏手の駐車スペース数台分に、Quanta-Ray 電源装置、Rubbermaid カート上の大型 Quanta-Ray レーザー、レーザーの出力方向につながれた Caltrans のユーティリティトレーラーのような装置が置かれていた
  • 装置の後ろには VP of Sales の新しい チェリーレッドの Jeep Grand Cherokee があった
  • 冷却水と電源のアンビリカルケーブルは駐車場を横切ってローディングドック内へ伸びていた
  • 3 人がレーザーの後方で移動式カートを作業台代わりに使い、レーザーとトレーラー装置の制御部を操作していた
    • 2 人はレーザー保護眼鏡を着用していた
    • セールスエンジニアの Bob は保護眼鏡を実験室に置いてきてしまい、着用していなかった

波長に合っていない保護眼鏡

  • 現場では見込み顧客向けの 営業デモ が失敗している状態だった
  • 顧客が持参した保護眼鏡はアルゴンフィルターだった
    • 実際の装置はアルゴンレーザーではなく Nd:YAG レーザー だった
    • アルゴンフィルターは 1064nm では役に立たなかった
    • 顧客たちは保護眼鏡が必要だとは理解していたが、波長に合わない装備を着けていた
  • 顧客の目的は、道路の車線除去をより非破壊的に行うことだった
    • 従来方式では車線を削り取る必要があり、路面を傷め、摩耗やポットホールを増やしてしまう
    • 顧客たちはトラックが牽引するカートに高出力レーザーを載せ、道路の車線を焼いて除去しようとしていた
  • 駐車場の車線には丸い点が多数できており、その部分の塗料はアスファルトから焼き消されていた
    • その駐車場は数週間前に新しく舗装され、車線が引かれたばかりだった

地面ではなく車両を走査したビーム

  • 顧客はある時点からビームがまともに出なくなったと言っていた
    • 原因は ステアリング光学系 の 1 つのコーティング損傷だった
  • 損傷した光学系のため、ビームは地面の車線をラスタースキャンできなかった
    • その代わり、平坦なビームが前方へ進み、Grand Cherokee をラスタースキャンしていた
  • 車のドアには塗装が焼けて剥がれ、金属が露出した筋ができていた
  • さらに詳しく確認すると、Quanta-Ray はホイールハウスを焼き抜き、ブレーキライン まで切断していた
  • Grand Cherokee は Bob の上司である VP of Sales の車だった

人、学校、航空空域にまで広がった危険

  • デモは午前 8 時ごろに始まり、問題は午前 8 時 30 分ごろから発生していた
  • レーザーは従業員の休憩時間中も動作していた
    • VP of Sales は普段午前 9 時以降に到着していた
    • 8 時 45 分には移動販売車が Building 15 のローディングドックに来ていた
    • ビームが目の高さより上を向いていたことを祈るしかない状況だった
  • むき出しのヘアライン仕上げの鋼表面は近赤外では鏡のように振る舞う可能性があり、ビームが操作員側へ反射して戻る危険があった
  • Bob の後ろには金網フェンスがあり、その向こうには 小学校 があった
    • フェンスは遮蔽壁ではなかった
    • 光学系が壊れる前に休み時間が終わっていたことを願うしかなく、学校には潜在的な暴露についての手紙を送らなければならない状況だった
  • 上空には複数の空港の空域があった
    • SFO、Oakland、San Jose と小規模な municipal 空港が該当する
    • 近くには Moffett Field もあった
    • 軍用空域にレーザーを照射するのは「戦争行為」とまで言われるほど深刻な状況だった
  • ちょうどその時、雨が降り始め、25 万ドルのレーザーシステム が破壊された
  • Bob は 2 週間後にはその会社にいなかった
  • けがを負わせかねない多くの傍観者の中でも、とりわけ 安全担当者 を傷つけてはならないという教訓が残った

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1件のコメント

 
GN⁺ 2024-08-02
Hacker Newsのコメント

  • レーザー溶接をする立場から言うと、個人用保護具やインターロック（ガンが金属に触れていないと発射されない装置など）よりも、全体構成で最も重要なのはレーザー安全カーテンです。
    2500ワットのレーザーなので、安全カーテンがなければ反射光だけでもかなり離れた場所にいる人を簡単に失明させる可能性があります。
    公称眼障害距離（NOHD）はおよそ10kmほどです。2500ワット、0.06mmのスポットサイズ、発散角が非常に小さいためです。実際の危険距離はもっと短いでしょうが、それでもかなり常軌を逸したレベルです。
    レーザー溶接機を持っている理由は安く手に入れたからで、上記の欠点を除けば、ほとんど技術がなくてもほぼ何でも溶接するのが非常に簡単です。人生で一度も溶接したことがない人でも、5分あれば板金をほぼ完璧に溶接できます。

    • 溶接／切断用レーザーは、なぜ内蔵光学系で発散角をもっと大きくしないのか気になります。性能が落ちるのでしょうか？ 1mrad程度を追加しても通常の作業距離ではほとんど差がなさそうですが、1km先では1mに広がるので、街の反対側の人に照射してしまうことは防げそうです。
    • レーザー安全カーテンは分かるのですが、天井反射はどう処理するのか気になります。私たちのメイカースペースに最近ファイバーレーザー溶接機が寄贈されたのですが、ドアのインターロックがある完全密閉の別室を作る以外に、メンバーの目を守るベストプラクティスがまだ分かりません。
    • NOHD = 公称眼障害距離（Nominal Ocular Hazard Distance）
    • 安いレーザー溶接機がどれくらい安いのか、とても気になります。
    • 「Kevin」という友人が、初期の紫色の、記憶が正しければピコ秒レーザーの一つを作っていた人の研究室助手に採用されたことがあります。レーザービームなので、当然ながら質問を山ほどしました。
      カーテンを使うべきだったように思いますが、使っていたなら彼はそうは言っていませんでしたし、当時は静的なベンチトップシステムだったので、レーザー安全はその後の出力向上と商用化に合わせて発展していったのでしょう。
      鏡とプリズムが多く、屈折を計算したうえで、光の伝達が100%効率ではないすべての箇所にカーボンブロックを取り付け、標的以外に光がシステム外へ漏れないようにしていました。

  • 安全担当者はいつも楽しみを台無しにします。海兵隊にいたとき、新しい装備を試験するたびに安全士官が「いや、艦艇の飛行甲板で実弾を発射してはいけません」とか、「いや、ここではだめです。発射時に出る粉じんが風に乗ってあの村へ行きます」とか、「それは殺傷距離が6マイルあるので丘に向けて撃たなければなりません」といった具合でした。
    それで除隊後、州兵に入りました。

    • 艦艇の飛行甲板で小銃を撃って船体に損傷が出たのか出なかったのか、知っているかもしれないし、知らないかもしれません。要点は、安全士官が間違ったことを言っていたわけではないということです。
    • Mass Effect 2の「Sir Isaac Newton is the deadliest son of a bitch in space」という演説を思い出します。
      https://youtu.be/hLpgxry542M?feature=shared
    • 実運用中のAESAレーダーの前を横切って自ら不妊になるまでは、全部楽しい遊びです。
    • 「その村は発射時に出る粉じんの風下にある」といったことを軍隊で言ってくれる人がいるのは、いつだってありがたいことです。当時は面白くなかったでしょうが、安全士官は本当にあなたのことを気にかけていたのです。Bobのような、予想外の教訓話の主人公にはなりたくないでしょう。
    • 海兵隊の目的は最大限の損害を与えることだと思っていたのですが、そこにも制約があるということですか？
      これで海兵隊が海軍を嫌う理由が分かりました。海軍にいた友人によると、海軍は若者たちに掃除とペンキ塗りをずっとさせる一方で、ときどき飛行甲板の端から段ボール箱のようなものを投げ、50口径機関銃で撃たせてストレス発散させていたそうです。
      その友人とはMITで一緒だった良い友人でしたが、海軍が彼のような人を大勢受け入れているなら、戦争遂行能力は疑わしかったでしょう。彼は学費を賄うために海軍にいて、私の知る限り、まったく昇進しないことに成功していました。MITは昔は徹夜が多く、彼は「海軍で寝だめしすぎたおかげで、この徹夜でも正気でいられる気がする」と言ったことがあります。

  • 電子工学のメンターが80年代に3Mで働いていました。同僚の一人がいたずらで、双眼顕微鏡のような装置の中をのぞくように言ってから、試料にレーザー光が閃くように操作しました。
    その装置が正確に何だったのかは分かりませんが、チップリソグラフィや磁気ディスク表面の観察に関係していたのかもしれません。
    眼科医が検査すると、網膜の瘢痕組織に焼き付いたリソグラフィ文字が、しかも上下逆に、文字どおり読めるというのに、3Mはこの労災補償を回避できました。記憶が正しければ、いたずらをした人もまともに懲戒されませんでした。
    原文の事例と同じく主に周辺視野に影響し、しばらくはおおむね無視して暮らしていましたが、年を取って全体的な視力が悪化し、もはや補正しづらくなりました。

  • 確かではありませんが、私の目の穴[0]は30歳のとき、今は46歳ですが、「見て、このレーザーポインターは出力がとても低いから目に当てても何の問題もないよ！」と言われたことに由来する気がします。
    [0] https://dmd.3e.org/a-hole-in-my-eye/

    • 最近、観光地で最も嫌いなものの一つが、高出力レーザーポインターを売っている人たちです。たいてい子どもに売り、子どもたちはそれを自分の顔や他人の顔、近所の家の方へ向けます。
      昔はここまで一般的ではなかったように思います。
      ずいぶん前にナイトクラブの照明を扱った経験のおかげで、レーザー安全の重要性を深く理解するようになりました。
    • カジノでスロット技術者として働いていたとき、光ファイバーをファイバー変換モジュールに入れ、そこからRJ-45に接続していました。
      しばしば光ファイバーコネクタの先端をのぞき込んで、点灯しているか、光が変に見えないかを確認していました。
      出力はかなり低かったのですが、危険を考えていなかったことに今では自分でも驚きます。
      修正: optionsではなくoptics
    • 「低出力」レーザーが表示より途方もなく強いことがあります。Amazonで5ドルの中国製レーザーポインターを買ったら、何を期待しているんだという感じです。

  • 描写どおりに起きなかったと言っているわけではないが、これは「アルバート・アインシュタインという名のハクトウワシが教室に飛び込んできた」系のコピペ都市伝説のように読める

    • 良い話をするのに事実を邪魔させてはいけない。副社長の車、小学校、軍事基地という積み上げも見事だしオチも笑えるが、「では私たちの上には何がありますか？」、雲の登場まで少し完璧すぎる。Bobという名前ですらコメディ用に選んだように聞こえる
      おおむね実際にあった話が、年月を経るうちに整えられ、磨き上げられたものに見える
    • 読んでみると、語り手にとって都合のよい仕掛けになっている細部が多すぎて、古い口承の都市伝説のように聞こえる
      とはいえ現実も、ときにはミスを伴いながら信じがたいほど奇妙に展開することがある
      もしかすると一番信じがたいのは、話の中で知られている負傷者がレーザー安全担当者1人だけだという点かもしれない
      安全担当者は他の負傷事例もいくつか知っていたが、その部分はNDAに縛られていて事故そのものだけ言及できたのかもしれない。あるいは会社がそうした事故を非常に静かに覆い隠したため、負傷した人たちが原因を知らなかったのかもしれない
      さらにこんな箇所もある:

      It has been brought to my attention that I have never actually written this story down before, merely told it in person to many students for valuable lessons and also for laughs over cocktails.
      書面の報告書や供述書/証言はまったくなく、口頭報告と口頭証言だけだったということなのか？ 内部向けや専門出版向けの報告書も書かなかったのか？
      「カクテルを飲みながら笑うために」というのは、災難の滑稽さにユーモアを見いだし、傷を淡々と受け止めたという意味かもしれない。逆に、酒の席でよくあるように作り話にしたり、誇張したり、よそから持ってきた話だという手がかりかもしれず、その文脈では皆がそう受け取っていた可能性もある

    • 数週間、カスタムの赤外線→緑色レーザーがある授業で作業したことがある。教師は保護メガネ、レーザーテーブルから顔をそむけて身をかがめる方法、ドアを閉めることなどの安全措置を非常に厳格に求めていた
      後には3ヤードの距離から5W（あるいは0.5W）の緑色レーザーがこちらに向いており[1]、途中に光学機器がテーブルへボルト固定されていたので、自分に当たる可能性はほぼなかった
      だからその話は実際にありそうに聞こえる
      [1] 途中のボルト固定された機器が魔法のように全部倒れたら、レーザーは目ではなく腹に当たっていただろう。それでも念のため、顔をそむけて身をかがめることが重要だ
    • 営業担当者が装置一式を1人で設置したって？ そして研究所の他のエンジニアは誰も彼が何をしているのか尋ねなかったって？
      安全文化がめちゃくちゃな場所もあるのは分かるが、ここは「レーザー会社」だ。基本的なレーザー安全は初日から毎日のように叩き込まれるべきだ。自分が光学研究室で働いていたときは、実験用電源と連動したドアインターロックがあり、外にはどの波長が動作中かを示す表示があった
    • Funranium Labsの記事の大半はこういう感じだ。良い記事をいくつか:
      https://www.funraniumlabs.com/2015/04/an-april-fools-caution...
      https://www.funraniumlabs.com/2018/09/the-fringes-of-regulat...

  • 費用に関する別のコメントに返信しようとして、こんなものを見つけた:
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S09240...
    それから
    https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S00303...
    記事を読んだときは、これは比較的新しいアイデアで、狂ったやり方ではあっても何か新しいことを試したのだと思っていた
    しかし違った。後者の論文は1999年、つまりこの事件が起きた頃のもので、さらに古い論文も引用している
    レーザーで道路表面のコーティングを塗膜除去することは、当時すでに十分研究されており、リスクと見返りが慎重に整理されていた
    営業エンジニアがその論文を読んでいたとは期待しないが、それでもそういうことだ

    • 「oxygen shroud-gas」なら、MIGではなくMOGと呼ぶのだろうか？ 金属ではなく塩化ゴムだからCROGかもしれない

  • その場にいた文字どおり他の全員に何が起きたのか気になる。これは「うわっ！」どころの話をはるかに超えている

    • こういうものを笑い話と呼べる文化が嫌いだ。そういう文化はさらなる事故を生む。可視光には目の保護ゴーグルを使っていなかった時代にレーザー研究室で5年働いたが、事故はなかった

  • キャリアの初期に数か月間レーザー研究室で働いた。安全教育を受けてからは、たいていの人が気にしない状況でもレーザーが目の近くに来るのが怖い。食料品店のバーコードスキャナーでも顔をそむけて避ける
    ときどき、サンフランシスコ周辺の自動運転車が四方に照射しているLiDARが心配になる

    • 怪しげな自動運転スタートアップの1社が、CESでLiDARを強く駆動しすぎて、記者たちのカメラセンサーに穴を焼き付けたことが少なくとも一度ある
      https://arstechnica.com/cars/2019/01/man-says-ces-lidars-las...
    • 自分のDreameロボット掃除機（L10s ultra）のLiDARと、自分より頭が床に近い3歳の子どもを心配すべきだろうか？
      以前は考えたこともなかったが、このコメントを見て心配になった
    • 待って、バーコードスキャナーってレーザーだったのか？ 円錐状に光がすぐ広がるので、ずっと赤いランプだと思っていた

  • 学校で取り組んだ最初の研究プロジェクトの一つが、Quanta-Ray Nd:YAG レーザーで危険なことをするものだった。10Hz Qスイッチング特有の「タッ、タッ、タッ」という音を覚えているし、それで目の高さあたりにレーザー誘起プラズマを作っていた。
    幸い適切なゴーグルを着けていたが、外れた反射光を浴びて自分で失明するのではないかと、いつも恐れていた。今では非常に安価な高出力ダイオードレーザーがあふれている世界で、YouTuberたちがまともな目の安全の話もなしに、あらゆる愚かなことをしているのを見ると身構えてしまう。

  • 非専門家がこの話から得るべき重要な安全上の教訓の一つは、レーザー用保護眼鏡はレーザーの種類に非常に特化している場合があるという点だ。レーザーは単一波長なので、保護眼鏡は光全般を弱めるのではなく、特定の波長だけをフィルタするように設計できる。
    以前は知っていたが忘れていたし、話の中の一部の人たちはそもそも知らなかったようだ。
    鏡と低い発散角も本当に恐ろしい。レーザーマイクと似ている。人には、誰かが自分たちに危害を加えるには少なくともある程度近くにいる必要がある、という深い直感があるが、レーザーはその直感を壊してしまう。