Радон - Radon

Радона,  86 р- н
Радон
Произношение / Г д ɒ п / ( RAY -don )
Появление бесцветный газ
Массовое число [222]
Радон в периодической таблице
Водород Гелий
Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон
Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон
Калий Кальций Скандий Титана Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон
Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебряный Кадмий Индий Банка Сурьма Теллур Йод Ксенон
Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Меркурий (элемент) Таллий Вести Висмут Полоний Астатин Радон
Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Беркелиум Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Бориум Калий Мейтнерий Дармштадтиум Рентгений Копернициум Нихоний Флеровий Московиум Ливерморий Tennessine Оганессон
Xe

Rn

Og
астатрадонфранций
Атомный номер ( Z ) 86
Группа группа 18 (благородные газы)
Период период 6
Блокировать   p-блок
Электронная конфигурация [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6
Электронов на оболочку 2, 8, 18, 32, 18, 8
Физические свойства
Фаза на  СТП газ
Температура плавления 202  К (-71 ° С, -96 ° F)
Точка кипения 211,5 К (-61,7 ° С, -79,1 ° F)
Плотность (при СТП) 9,73 г / л
в жидком состоянии (при  bp ) 4,4 г / см 3
Критическая точка 377 К, 6,28 МПа
Теплота плавления 3,247  кДж / моль
Теплота испарения 18,10 кДж / моль
Молярная теплоемкость 5 R / 2 = 20,786 Дж / (моль · К)
Давление газа
P  (Па) 1 10 100 1 к 10 тыс. 100 тыс.
при  T  (K) 110 121 134 152 176 211
Атомные свойства
Состояния окисления 0 , +2, +6
Электроотрицательность Шкала Полинга: 2,2
Энергии ионизации
Ковалентный радиус 150  вечера
Радиус Ван-дер-Ваальса 220 вечера
Цветные линии в спектральном диапазоне
Спектральные линии радона
Прочие свойства
Естественное явление от разложения
Кристальная структура гранецентрированной кубической (ГЦК)
Гранецентрированная кубическая кристаллическая структура радона
Теплопроводность 3,61 × 10 - 3   Вт / (м⋅K)
Магнитный заказ немагнитный
Количество CAS 10043-92-2
История
Открытие Эрнест Резерфорд и Роберт Б. Оуэнс (1899)
Первая изоляция Уильям Рамзи и Роберт Уайтлоу-Грей (1910)
Основные изотопы радона
Изотоп Избыток Период полураспада ( t 1/2 ) Режим распада Продукт
210 Rn син 2,4 ч α 206 Po
211 р- н син 14,6 часов ε 211 В
α 207 По
222 р- н след 3,8235 г α 218 По
224 р- н син 1,8 ч β - 224 Пт
Категория Категория: Радон
| использованная литература

Радон - это химический элемент с символом  Rn и атомным номером  86. Это радиоактивный благородный газ без цвета, запаха и вкуса . Это происходит естественным образом в ничтожных количествах как промежуточный этап в обычных цепочках радиоактивного распада, через которые торий и уран медленно распадаются на свинец и различные другие короткоживущие радиоактивные элементы. Сам Радон является непосредственным продуктом распада из радия . Его самый стабильный изотоп , 222 Rn , имеет период полураспада всего 3,8 дня, что делает его одним из самых редких элементов. Поскольку торий и уран являются двумя наиболее распространенными радиоактивными элементами на Земле, а также имеют три изотопа с периодом полураспада порядка нескольких миллиардов лет, радон будет присутствовать на Земле еще долго, несмотря на его короткий период полураспада. При распаде радона образуется множество других короткоживущих нуклидов , известных как дочерние элементы радона , которые заканчиваются стабильными изотопами свинца .

В отличие от всех других промежуточных элементов в вышеупомянутых цепочках распада, радон в стандартных условиях газообразен, легко вдыхается и, следовательно, представляет опасность для здоровья. Часто это единственный самый большой вклад в дозу фонового излучения человека , но из-за местных различий в геологии уровень воздействия газообразного радона различается от места к месту. Обычным источником являются урансодержащие минералы в земле, и поэтому он накапливается в подземных областях, таких как подвалы. Радон также может присутствовать в некоторых грунтовых водах, таких как родниковые воды и горячие источники.

Эпидемиологические исследования показали четкую связь между вдыханием высоких концентраций радона и заболеваемостью раком легких . Радон - это загрязнитель, влияющий на качество воздуха в помещениях во всем мире. По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), радон является второй по частоте причиной рака легких после курения сигарет, вызывая 21 000 случаев смерти от рака легких в год в Соединенных Штатах . Около 2900 из этих смертей происходят среди людей, которые никогда не курили. Хотя радон является второй по частоте причиной рака легких, по оценкам Агентства по охране окружающей среды, он является причиной номер один среди некурящих. Существуют значительные неопределенности в отношении воздействия на здоровье малых доз облучения. В отличие от самого газообразного радона дочерние компоненты радона представляют собой твердые частицы и прилипают к поверхностям, таким как частицы пыли, переносимые по воздуху, что может вызвать рак легких при вдыхании.

Характеристики

Спектр излучения радона, сфотографированный Эрнестом Резерфордом в 1908 году. Числа рядом со спектром - это длины волн. Средний спектр - это излучение радия (радон), а два внешних - гелий (добавленный для калибровки длин волн).

Физические свойства

Радон - это газ без цвета, запаха и вкуса, поэтому его нельзя обнаружить только с помощью органов чувств. При стандартной температуре и давлении он образует одноатомный газ с плотностью 9,73 кг / м 3 , что примерно в 8 раз превышает плотность атмосферы Земли на уровне моря, 1,217 кг / м 3 . Это один из самых плотных газов при комнатной температуре и самый плотный из благородных газов. Несмотря на то, что он бесцветен при стандартной температуре и давлении, при охлаждении ниже точки замерзания 202 К (-71 ° C; -96 ° F) он излучает яркую радиолюминесценцию, которая меняет цвет с желтого на оранжево-красный при понижении температуры. При конденсации он светится из-за производимого им интенсивного излучения. Он умеренно растворим в воде, но более растворим, чем более легкие благородные газы. Он значительно лучше растворяется в органических жидкостях, чем в воде. Его уравнение разрешимости выглядит следующим образом:

,

где - мольная доля радона, - абсолютная температура, и - константы растворителя.

Химические свойства

Радон входит в группу элементов с нулевой валентностью , которые называются благородными газами, и химически не очень активен . Период полураспада радона-222 составляет 3,8 дня, что делает его полезным в физических науках в качестве природного индикатора . Поскольку радон в стандартных условиях является газом, в отличие от его родительских цепочек распада, его можно легко извлечь из них для исследований.

Он инертен по отношению к большинству обычных химических реакций, таких как горение , потому что внешняя валентная оболочка содержит восемь электронов . Это создает стабильную конфигурацию с минимальной энергией, в которой внешние электроны прочно связаны. Его первая энергия ионизации - минимальная энергия, необходимая для извлечения из него одного электрона, - составляет 1037 кДж / моль. В соответствии с периодическими тенденциями , радон имеет более низкую электроотрицательность, чем элемент за один период до него, ксенон , и, следовательно, более реактивен. Ранние исследования пришли к выводу, что стабильность гидрата радона должна быть того же порядка, что и стабильность гидратов хлора ( Cl
2
) или диоксид серы ( SO
2
), и значительно выше устойчивости гидрата сероводорода ( H
2
S
).

Из-за его стоимости и радиоактивности экспериментальные химические исследования редко проводятся с радоном, и в результате очень мало сообщенных соединений радона, все либо фторидов, либо оксидов . Радон может окисляться мощными окислителями, такими как фтор , образуя дифторид радона ( RnF
2
). Он разлагается обратно на свои элементы при температуре выше 523 K (250 ° C; 482 ° F) и восстанавливается водой до газообразного радона и фтористого водорода: он также может быть восстановлен до своих элементов с помощью газообразного водорода . Он имеет низкую волатильность и считался RnF.
2
. Из-за короткого периода полураспада радона и радиоактивности его соединений невозможно детально изучить это соединение. Теоретические исследования этой молекулы предсказывают, что у нее должно быть расстояние связи Rn – F 2,08  ангстрема (Å), и что это соединение термодинамически более стабильно и менее летучо, чем его более легкий аналог дифторид ксенона ( XeF
2
). Октаэдрическая молекула RNF
6
было предсказано, что энтальпия образования даже ниже, чем у дифторида. Считается, что ион [RnF] + образуется в результате следующей реакции:

Rn (g) + 2 [O
2
]+
[SbF
6
]-
(s) → [RnF]+
[Sb
2
F
11
]-
(s) + 2 O
2
(грамм)

По этой причине пентафторид сурьмы вместе с трифторидом хлора и N
2
F
2
Sb
2
F
11
были рассмотрены для удаления газа радона в урановых рудниках за счет образования соединений радона и фтора. Соединения радона могут образовываться в результате распада радия в галогенидах радия, реакции, которая использовалась для уменьшения количества радона, улетучивающегося из целей во время облучения . Кроме того, соли катиона [RnF] + с анионами SbF-
6
, TaF-
6
, и BiF-
6
известны. Радон также окисляется дифторидом кислорода до RnF.
2
при 173 К (-100 ° C; -148 ° F).

Оксиды радона являются одними из немногих других соединений радона, о которых сообщается ; только триоксид ( RnO
3
) было подтверждено. Высшие фториды RnF
4
и RnF
6
заявлены и рассчитываются как стабильные, но сомнительно, что они еще были синтезированы. Они могли наблюдаться в экспериментах, где неизвестные радоносодержащие продукты перегонялись вместе с гексафторидом ксенона : это могли быть RnF.
4
, RnF
6
, или оба. Трассировка шкалы нагрева радона с ксеноном, фтора, брома пентафторида , и либо фторид натрия или никеля фторида Утверждалось , для получения более высокого фторида , а также которые гидролизуются с образованием РНО
3
. Хотя было высказано предположение, что эти утверждения действительно были вызваны осаждением радона в виде твердого комплекса [RnF]+
2
[NiF 6 ] 2– , тот факт, что радон соосаждение из водного раствора с CsXeO
3
F
был принят как подтверждение того, что RnO
3
, что подтверждено дальнейшими исследованиями гидролизованного раствора. То, что [RnO 3 F] - не образовывалось в других экспериментах, могло быть связано с высокой концентрацией используемого фторида. Электромиграционные исследования также предполагают присутствие катионных [HRnO 3 ] + и анионных [HRnO 4 ] - форм радона в слабокислом водном растворе (pH> 5), процедура была ранее подтверждена исследованием гомологичного триоксида ксенона.

Вероятно, что трудность в идентификации высших фторидов радона связана с кинетическим препятствием окисления радона за пределами двухвалентного состояния из-за сильной ионности дифторида радона ( RnF
2
) и высокий положительный заряд радона в RnF + ; пространственное разделение молекул RnF 2 может быть необходимо для четкой идентификации высших фторидов радона, из которых RnF
4
ожидается более стабильным, чем RnF
6
за счет спин-орбитального расщепления 6p-оболочки радона (Rn IV имел бы замкнутую оболочку 6s2
6p2
1/2
конфигурация). Следовательно, пока RnF
4
должен иметь стабильность, аналогичную тетрафториду ксенона ( XeF
4
), RnF
6
вероятно, будет гораздо менее стабильным, чем гексафторид ксенона ( XeF
6
): гексафторид радона также, вероятно, был бы правильной октаэдрической молекулой, в отличие от искаженной октаэдрической структуры XeF
6
, из-за эффекта инертной пары . Экстраполяция на группу благородных газов также предполагает возможное существование RnO, RnO 2 и RnOF 4 , а также первых химически стабильных хлоридов благородных газов RnCl 2 и RnCl 4 , но ни один из них еще не обнаружен.

Карбонил радона (RnCO) был предсказан как стабильный и имеющий линейную молекулярную геометрию . Молекулы Rn
2
и RnXe были значительно стабилизированы спин-орбитальной связью . Радон, заключенный внутри фуллерена , был предложен как лекарство от опухолей . Несмотря на существование Xe (VIII), не было заявлено о существовании соединений Rn (VIII); RnF 8 должен быть очень нестабильным химически (XeF 8 термодинамически нестабилен). Предполагается, что наиболее стабильным соединением Rn (VIII) будет перрадонат бария (Ba 2 RnO 6 ), аналогичный перксенату бария . Нестабильность Rn (VIII) обусловлена релятивистской стабилизацией оболочки 6s, также известной как эффект инертной пары .

Радон реагирует с жидкими фторидами галогенов ClF, ClF 3 , ClF 5 , BrF 3 , BrF 5 и IF 7 с образованием RnF 2 . В растворе фторида галогена радон нелетуч и существует в виде катионов RnF + и Rn 2+ ; добавление фторид-анионов приводит к образованию комплексов RnF-
3
и RnF2-
4
, параллельно с химией бериллия (II) и алюминия (III). Стандартный электродный потенциал в Rn 2+ пара / Rn был оценен как +2.0 V, хотя нет никаких доказательств для образования стабильных ионов радона или соединений в водном растворе.

Изотопы

В радоне нет стабильных изотопов . Тридцать девять радиоактивных изотопов, были охарактеризованы с атомными массами в диапазоне от 193 до 231. Наиболее стабильный изотоп 222 Rn, который является продуктом распада 226 Ra , продукт распада 238 U . Незначительное количество (крайне нестабильного) изотопа 218 Rn также находится среди дочерей 222 Rn.

Три других изотопа радона имеют период полураспада более часа: 211 Rn, 210 Rn и 224 Rn. 220 Rn изотоп является естественным продуктом распада наиболее стабильных изотопов тория ( 232 Th), и обычно упоминается как торона. Он имеет период полураспада 55,6 секунды и также излучает альфа-излучение . Аналогичным образом, 219 Rn получают из наиболее стабильного изотопа актиния ( 227 Ac), называемого «актиноном», и является альфа-излучателем с периодом полураспада 3,96 секунды. В серии распадов нептуния ( 237 Np) изотопы радона существенно не встречаются , хотя образуется следовое количество (чрезвычайно нестабильного) изотопа 217 Rn.

Урановая серия
Радиевый или урановый ряд

Дочери

222 Rn принадлежит к цепочке распада радия и урана-238 и имеет период полураспада 3,8235 дней. Его четыре первых продукта (исключая схемы предельного распада ) очень недолговечны, а это означает, что соответствующие распады указывают на начальное распределение радона. Его распад происходит в следующей последовательности:

  • 222 Rn, 3,82 дня, альфа распадается до ...
  • 218 Po , 3,10 минуты, альфа-распад до ...
  • 214 Pb , 26,8 минут, бета-распад до ...
  • 214 Bi , 19,9 минут, бета-распад до ...
  • 214 Po, 0,1643 мс, альфа-распад до ...
  • 210 Pb с гораздо более длительным периодом полураспада - 22,3 года, бета-распад до ...
  • 210 Bi, 5,013 суток, бета-распад до ...
  • 210 Po, 138,376 дней, альфа-распад до ...
  • 206 Pb, стабильный.

Коэффициент радонового равновесия - это соотношение между активностью всех короткопериодических дочерних продуктов радона (которые ответственны за большинство биологических эффектов радона) и активностью, которая была бы в равновесии с родительским радоном.

Если замкнутый объем постоянно снабжается радоном, концентрация короткоживущих изотопов будет увеличиваться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие, при котором скорость распада каждого продукта распада будет равна скорости распада самого радона. Фактор равновесия равен 1, когда обе активности равны, что означает, что продукты распада оставались близкими к родительскому радону достаточно долго для достижения равновесия в течение нескольких часов. В этих условиях каждый дополнительный пКи / л радона увеличивает экспозицию на 0,01  рабочего уровня (WL, показатель радиоактивности, обычно используемый в горнодобывающей промышленности). Эти условия не всегда выполняются; во многих домах коэффициент равновесия обычно составляет 40%; то есть на каждый пКи / л радона в воздухе будет 0,004 WL дочерей. Для достижения равновесия с радоном 210 Pb требуется гораздо больше времени (десятилетия), но, если окружающая среда позволяет накапливать пыль в течение продолжительных периодов времени, 210 Pb и продукты его распада также могут вносить вклад в общий уровень радиации.

Из-за своего электростатического заряда дочерние продукты радона прилипают к поверхностям или частицам пыли, тогда как газообразный радон - нет. Прикрепление удаляет их из воздуха, что обычно приводит к тому, что коэффициент равновесия в атмосфере становится меньше 1. Фактор равновесия также снижается за счет циркуляции воздуха или устройств фильтрации воздуха и увеличивается из-за переносимых по воздуху частиц пыли, включая сигаретный дым. Фактор равновесия, обнаруженный в эпидемиологических исследованиях, составляет 0,4.

История и этимология

Аппарат, использованный Рамзи и Уитлоу-Греем для выделения радона. М представляет собой капиллярную трубку, из которой было изолировано приблизительно 0,1 мм 3 . Радон в смеси с водородом поступал в откачанную систему через сифон А ; ртуть показана черным.

Radon was the fifth radioactive element to be discovered, in 1899 by Ernest Rutherford and Robert B. Owens at McGill University in Montreal, after uranium, thorium, radium, and polonium. In 1899, Pierre and Marie Curie observed that the gas emitted by radium remained radioactive for a month. Later that year, Rutherford and Owens noticed variations when trying to measure radiation from thorium oxide. Rutherford noticed that the compounds of thorium continuously emit a radioactive gas that remains radioactive for several minutes, and called this gas "emanation" (from Latin: emanare, to flow out, and emanatio, expiration), and later "thorium emanation" ("Th Em"). In 1900, Friedrich Ernst Dorn reported some experiments in which he noticed that radium compounds emanate a radioactive gas he named "radium emanation" ("Ra Em"). In 1901, Rutherford and Harriet Brooks demonstrated that the emanations are radioactive, but credited the Curies for the discovery of the element. In 1903, similar emanations were observed from actinium by André-Louis Debierne, and were called "actinium emanation" ("Ac Em").

Вскоре для трех эманаций было предложено несколько сокращенных названий: exradio , exthorio и excinio в 1904 году; радон (Ro), торон (To) и актон или актон (Ao) в 1918 г .; radeon , thoreon и actineon в 1919 г. и, наконец, радон , торон и актинон в 1920 г. (Название радон не связано со словом австрийского математика Иоганна Радона ). Сходство спектров этих трех газов со спектрами аргона. , криптон и ксенон и их наблюдаемая химическая инерция побудили сэра Уильяма Рамзи в 1904 году предположить, что «эманации» могут содержать новый элемент семейства благородных газов.

В начале 20 века в США золото, загрязненное дочерним радоном 210 Pb, попало в ювелирную промышленность. Это были семена золота, содержащие 222 Rn, которые расплавились после распада радона.

В 1909 году Рамзи и Роберт Уайтлоу-Грей выделили радон и определили его температуру плавления и приблизительную плотность . В 1910 году они определили, что это самый тяжелый из известных газов. Они написали, что « L'expression l'émanation du radium est fort incmode » («выражение« излучение радия »очень неудобно») и предложили новое название нитон (Nt) (от латинского : nitens , сияющий), чтобы подчеркнуть радиолюминесценцию. собственность, а в 1912 году он был принят Международной комиссией по атомным весам . В 1923 году Международный комитет по химическим элементам и Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) выбрали среди названий радон (Rn), торон (Tn) и актинон (An). Позже, когда изотопы были пронумерованы, а не названы, элемент получил название наиболее стабильного изотопа, радона , в то время как Tn был переименован в 220 Rn, а An был переименован в 219 Rn, что вызвало некоторую путаницу в литературе относительно открытия элемента, поскольку в то время как Дорн открыл изотоп радон, он не был первым, кто открыл элемент радон.

Еще в 1960-х этот элемент назывался просто эманацией . Первое синтезированное соединение радона, фторид радона, было получено в 1962 году. Даже сегодня слово радон может относиться как к элементу, так и к его изотопу 222 Rn, а торон остается в использовании в качестве краткого названия 220 Rn, чтобы устранить эту двусмысленность. Название актинон для 219 Rn сегодня встречается редко, вероятно, из-за короткого периода полураспада этого изотопа.

Опасность сильного облучения радоном в шахтах, где облучение может достигать 1 000 000  Бк / м 3 , известна давно. В 1530 году Парацельс описал истощающую болезнь шахтеров, mala Metallorum , а Георг Агрикола рекомендовал вентиляцию шахт, чтобы избежать этой горной болезни ( Bergsucht ). В 1879 году Хартинг и Гессе определили это заболевание как рак легких в ходе исследования горняков из Шнеберга, Германия. Первые крупные исследования радона и здоровья были проведены в контексте добычи урана в регионе Иоахимсталь в Богемии . В США исследования и меры по смягчению последствий наблюдались только за десятилетиями воздействия на здоровье уранодобывающих предприятий Юго-Запада США, работавших в начале холодной войны ; стандарты не применялись до 1971 года.

Присутствие радона в воздухе помещений было задокументировано еще в 1950 году. Начиная с 1970-х годов, были начаты исследования по изучению источников радона в помещениях, детерминант концентрации, воздействия на здоровье и подходов к смягчению последствий. В США проблема радона в помещениях получила широкую огласку и усиленное расследование после широко разрекламированного инцидента в 1984 году. Во время планового мониторинга на атомной электростанции в Пенсильвании было обнаружено, что рабочий был заражен радиоактивностью. Впоследствии причиной этого была признана высокая концентрация радона в его доме.

Вхождение

Единицы концентрации

210 Pb образуется при распаде 222 Rn. Вот типичная скорость осаждения 210 Pb, наблюдаемая в Японии, как функция времени из-за изменений в концентрации радона.

Все обсуждения концентраций радона в окружающей среде относятся к 222 Rn. Хотя средняя скорость образования 220 Rn (из серии распада тория) примерно такая же, как у 222 Rn, количество 220 Rn в окружающей среде намного меньше, чем количество 222 Rn из-за короткого периода полураспада 220 Rn (55 секунд против 3,8 дня соответственно).

Концентрация радона в атмосфере обычно измеряется в беккерелях на кубический метр (Бк / м 3 ), производной единице СИ . Еще одна единица измерения, распространенная в США, - пикокюри на литр (пКи / л); 1 пКи / л = 37 Бк / м 3 . Типичное внутреннее облучение составляет в среднем около 48 Бк / м 3 внутри помещения, хотя это значение сильно различается, и 15 Бк / м 3 на открытом воздухе.

В горнодобывающей промышленности воздействие традиционно измеряется в рабочем уровне (WL), а совокупное воздействие - в месяце рабочего уровня (WLM); 1 WL равняется любой комбинации короткоживущих дочерей 222 Rn ( 218 Po, 214 Pb, 214 Bi и 214 Po) в 1 литре воздуха, который выделяет 1,3 × 10 5  МэВ потенциальной альфа-энергии; 1 WL эквивалентен 2,08 × 10 -5 джоулей на кубический метр воздуха (Дж / м 3 ). Единица совокупного воздействия в системе СИ выражается в джоуль-часах на кубический метр (Дж · ч / м 3 ). Один WLM эквивалентен 3,6 × 10 -3 Дж · ч / м 3 . Воздействие 1 WL за 1 рабочий месяц (170 часов) равняется 1 WLM кумулятивному воздействию. Кумулятивное воздействие 1 WLM примерно эквивалентно проживанию в течение одного года в атмосфере с концентрацией радона 230 Бк / м 3 .

222 Rn распадается на 210 Pb и другие радиоизотопы. Уровни 210 Pb можно измерить. Скорость осаждения этого радиоизотопа зависит от погоды.

Концентрации радона, обнаруженные в естественной среде, слишком низки, чтобы их можно было обнаружить химическими методами. Концентрация 1000 Бк / м 3 (относительно высокая) соответствует 0,17  пикограмма на кубический метр (пг / м 3 ). Средняя концентрация радона в атмосфере составляет около 6 × 10 - 18 молярных процентов , или около 150 атомов в каждом миллилитре воздуха. Радоновая активность всей атмосферы Земли происходит от нескольких десятков граммов радона, которые постоянно замещаются распадом больших количеств радия, тория и урана.

Естественный

Концентрация радона рядом с урановой шахтой

Радон образуется в результате радиоактивного распада радия-226, который содержится в урановых рудах, фосфоритах, сланцах, магматических и метаморфических породах, таких как гранит, гнейс и сланец, и, в меньшей степени, в обычных породах, таких как известняк. Каждая квадратная миля поверхностного слоя почвы на глубине 6 дюймов (2,6 км 2 на глубину 15 см) содержит примерно 1 грамм радия, который в небольших количествах выделяет радон в атмосферу. По оценкам, в глобальном масштабе ежегодно из почвы выделяется 2,4 миллиарда кюри (90 ЭБк) радона.

Концентрация радона может сильно отличаться от места к месту. На открытом воздухе она колеблется от 1 до 100 Бк / м 3 , а над океаном еще меньше (0,1 Бк / м 3 ). В пещерах, вентилируемых шахтах или плохо вентилируемых домах его концентрация достигает 20–2 000 Бк / м 3 .

Концентрация радона может быть намного выше при добыче полезных ископаемых. Правила вентиляции предписывают поддерживать концентрацию радона в урановых рудниках на уровне ниже «рабочего уровня», с 95-м процентилем в диапазоне почти до 3 WL (546 пКи 222 Rn на литр воздуха; 20,2 кБк / м 3 , измеренные с 1976 по 1985 год). Концентрации в воздухе на (невентилируемые) Гаштайн средних Заживление галерея 43 кБк / м 3 (1,2 нКи / л) с максимальным значением 160 кБк / м 3 (4,3 нКи / л).

Радон в основном появляется с цепочкой распада радиевого и уранового ряда ( 222 Rn) и незначительно с ториевым рядом ( 220 Rn). Элемент естественным образом выделяется из земли и некоторых строительных материалов по всему миру, везде, где обнаруживаются следы урана или тория, и особенно в регионах с почвами, содержащими гранит или сланец , которые имеют более высокую концентрацию урана. Не все гранитные регионы подвержены высоким выбросам радона. Как инертный газ, он обычно свободно мигрирует через разломы и фрагментированные почвы и может накапливаться в пещерах или в воде. Благодаря очень короткому периоду полураспада (четыре дня для 222 Rn) концентрация радона очень быстро снижается при удалении от производственной зоны. Концентрация радона сильно зависит от сезона и атмосферных условий. Например, было показано, что он накапливается в воздухе, если есть метеорологическая инверсия и слабый ветер.

Высокие концентрации радона можно найти в некоторых родниковых водах и горячих источниках. Города Боулдер, Монтана ; Мисаса ; Бад-Кройцнах , Германия; а в Японии есть богатые радием источники, излучающие радон. Чтобы классифицироваться как радоновая минеральная вода, концентрация радона должна быть выше 2 нКи / л (74 кБк / м 3 ). Активность радоновой минеральной воды достигает 2 000 кБк / м 3 в Мерано и 4 000 кБк / м 3 в Лурисии (Италия).

Естественные концентрации радона в атмосфере Земли настолько низки, что богатая радоном вода, контактирующая с атмосферой, будет постоянно терять радон в результате испарения . Следовательно, грунтовые воды имеют более высокую концентрацию 222 Rn, чем поверхностные воды , потому что радон непрерывно образуется в результате радиоактивного распада 226 Ra, присутствующего в горных породах. Точно так же насыщенная зона почвы часто имеет более высокое содержание радона, чем ненасыщенная зона из-за диффузионных потерь в атмосферу.

В 1971 году Аполлон-15 прошел на высоте 110 км (68 миль) над плато Аристарх на Луне и обнаружил значительный рост альфа-частиц, который, как считается, был вызван распадом 222 Rn. Присутствие 222 Rn было установлено позже из данных, полученных с помощью спектрометра альфа-частиц Lunar Prospector .

Радон содержится в некоторых нефтепродуктах . Поскольку кривая давления и температуры радона схожа с кривой пропана , а нефтеперерабатывающие заводы разделяют нефтехимические продукты на основе их точек кипения, трубопроводы, по которым проходит свежеотделенный пропан на нефтеперерабатывающих заводах, могут стать радиоактивными из-за распада радона и его продуктов.

Остатки нефтяной и газовой промышленности часто содержат радий и его дочерние компоненты. Сульфатная накипь из нефтяной скважины может быть богата радием, тогда как вода, нефть и газ из скважины часто содержат радон. Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов, которые образуют покрытия внутри трубопроводов.

Накопление в зданиях

Типичный логарифмически нормальное распределение радона в жилых домах
Прогнозируемая доля домов в США, в которых концентрация радона превышает рекомендуемый EPA уровень действия 4 пКи / л.

Высокие концентрации радона в домах были обнаружены случайно в 1985 году после того, как строгие радиационные испытания, проведенные на новой атомной электростанции Лимерик, показали, что Стэнли Ватрас , инженер-строитель станции, был заражен радиоактивными веществами, хотя реактор никогда не подвергался воздействию радиоактивных веществ. был заправлен. Типичное внутреннее воздействие составляет около 100 Бк / м 3 (2,7 пКи / л) внутри помещения. Некоторый уровень радона будет во всех зданиях. Радон в основном попадает в здание непосредственно из почвы через самый нижний уровень здания, который контактирует с землей. Высокий уровень радона в системе водоснабжения также может повышать уровень радона в воздухе внутри помещений. Типичными точками проникновения радона в здания являются трещины в прочном фундаменте и стенах, строительные швы, щели в подвесных полах и вокруг коммуникационных труб, полости внутри стен и водопровод. Концентрация радона в одном и том же месте может отличаться вдвое / половину за один час. Кроме того, концентрация в одной комнате здания может значительно отличаться от концентрации в соседней комнате. Характеристики почвы жилищ являются наиболее важным источником радона для первого этажа, и более высокая концентрация радона в помещениях наблюдается на нижних этажах. Большинство высоких концентраций радона зарегистрировано в местах вблизи зон разломов ; следовательно, очевидна связь между скоростью выдоха от неисправностей и концентрацией радона внутри помещений.

Распределение концентраций радона обычно будет отличаться от комнаты к комнате, и значения усредняются в соответствии с нормативными протоколами. Обычно предполагается, что концентрация радона внутри помещений имеет логнормальное распределение на данной территории. Таким образом, среднее геометрическое обычно используется для оценки «средней» концентрации радона на территории.

Средняя концентрация колеблется от менее 10 Бк / м 3 до более 100 Бк / м 3 в некоторых европейских странах. Типичные геометрические стандартные отклонения, обнаруженные в исследованиях, находятся в диапазоне от 2 до 3, что означает (с учетом правила 68–95–99,7 ), что ожидается, что концентрация радона будет более чем в сто раз выше средней концентрации в 2–3% случаев.

Некоторые из самых высоких радоновых опасностей в США находятся в Айове и в горных районах Аппалачей на юго-востоке Пенсильвании. В Айове самые высокие средние концентрации радона в США из-за значительного оледенения, которое заземлило гранитные породы Канадского щита и отложило его в виде почв, составляющих богатые сельскохозяйственные угодья Айовы. Многие города штата, такие как Айова-Сити , приняли требования к строительству новых домов с защитой от радона. Вторые по величине значения в Ирландии были обнаружены в офисных зданиях в ирландском городе Мэллоу, графство Корк , что вызвало опасения местных жителей по поводу рака легких.

В некоторых местах урановые хвосты использовались для захоронения отходов и впоследствии были застроены, что привело к возможному увеличению воздействия радона.

Поскольку радон - это бесцветный газ без запаха, единственный способ узнать, сколько его содержится в воздухе или воде, - это провести тесты. В США наборы для тестирования на радон доступны для населения в розничных магазинах, таких как хозяйственные, для домашнего использования, а тестирование доступно у лицензированных профессионалов, которые часто являются домашними инспекторами . Усилия по снижению уровня радона внутри помещений называются смягчением воздействия радона . В США EPA рекомендует проверять все дома на радон. В Великобритании согласно Системе оценки здоровья и безопасности жилищного фонда (HHSRS) владельцы недвижимости обязаны оценивать потенциальные риски и опасности для здоровья и безопасности в жилой собственности.

Индустриальное производство

Радон получается как побочный продукт переработки урансодержащих руд после перевода в 1% -ные растворы соляной или бромистоводородной кислот . Газовая смесь, извлеченная из растворов, содержит H
2
, O
2
, Он, Rn, CO
2
, H
2
O
и углеводороды . Смесь очищают, пропуская ее через медь при 993 К (720 ° C; 1328 ° F), чтобы удалить H
2
и O
2
, а затем KOH и P
2
О
5
используются для удаления кислот и влаги путем сорбции . Радон конденсируется жидким азотом и очищается от остаточных газов сублимацией .

Коммерциализация радона регулируется, но он доступен в небольших количествах для калибровки систем измерения 222 Rn по цене в 2008 году почти 6000 долларов США (эквивалент 7212 долларов США в 2020 году) за миллилитр раствора радия (который содержит только около 15 пикограммы реального радона в любой момент времени). Радон получают из раствора радия-226 (период полураспада 1600 лет). Радий-226 распадается в результате испускания альфа-частиц, образуя радон, который накапливается над образцами радия-226 со скоростью около 1 мм 3 / день на грамм радия; равновесие достигается быстро, и радон образуется в устойчивом потоке с активностью, равной активности радия (50 Бк). Газообразный 222 Rn (период полураспада около четырех дней) выходит из капсулы путем диффузии .

Шкала концентрации

Бк / м 3 пКи / л Пример возникновения
1 ~ 0,027 Концентрация радона у берегов больших океанов обычно составляет 1 Бк / м 3 .

Следовые концентрации радона над океанами или в Антарктиде могут быть ниже 0,1 Бк / м 3 .

10 0,27 Средняя континентальная концентрация на открытом воздухе: от 10 до 30 Бк / м 3 .

На основе серии исследований глобальная средняя концентрация радона в помещениях оценивается в 39 Бк / м 3 .

100 2,7 Типичное внутреннее домашнее помещение. Большинство стран приняли концентрацию радона 200–400 Бк / м 3 для воздуха внутри помещений в качестве уровня действий или контрольного уровня. Если тестирование показывает уровень радона менее 4 пикокюри на литр воздуха (150 Бк / м 3 ), то никаких действий не требуется. Накопленное воздействие концентрации радона в 230 Бк / м 3 в течение 1 года соответствует 1 WLM.
1,000 27 Очень высокие концентрации радона (> 1000 Бк / м 3 ) были обнаружены в домах, построенных на почвах с высоким содержанием урана и / или высокой проницаемостью грунта. Если уровень радона составляет 20 пикокюри на литр воздуха (800 Бк / м 3 ) или выше, домовладелец должен рассмотреть возможность применения некоторых процедур для снижения уровня радона в помещении. Допустимые концентрации в урановых рудниках составляют примерно 1220 Бк / м 3 (33 пКи / л).
10 000 270 Концентрация в воздухе (невентилируемой) Healing Gallery составляет в среднем 43 кБк / м 3 (около 1,2 нКи / л) с максимальным значением 160 кБк / м 3 (около 4,3 нКи / л).
100 000 ~ 2700 Примерно 100 000 Бк / м 3 (2,7 нКи / л) было измерено в подвале Стэнли Ватраса .
1 000 000 27000 Концентрации, достигающие 1 000 000 Бк / м 3, можно обнаружить в урановых рудниках без вентиляции.
~ 5,54 × 10 19 ~ 1,5 × 10 18 Теоретический верхний предел: газ радон ( 222 Rn) при 100% концентрации (1 атмосфера, 0 ° C); 1,538 × 10 5 кюри / грамм; 5,54 × 10 19 Бк / м 3 .

Приложения

Медицинское

Формой шарлатанства начала 20 века было лечение болезней в радиотории . Это была небольшая закрытая комната для пациентов, которые подвергались облучению радоном из-за его «лечебных эффектов». Канцерогенность радона из-за его ионизирующего излучения стала очевидной позже. Повреждающая молекулы радона радиоактивность использовалась для уничтожения раковых клеток, но она не улучшает здоровье здоровых клеток. Ионизирующее излучение вызывает образование свободных радикалов , что приводит к повреждению клеток , что приводит к увеличению заболеваемости, включая рак .

Было высказано предположение, что воздействие радона смягчает аутоиммунные заболевания, такие как артрит, в процессе, известном как радиационный гормезис . В результате в конце 20-го и начале 21-го века «шахты здоровья», установленные в Бейсине, штат Монтана , привлекли людей, ищущих помощи от таких проблем со здоровьем, как артрит, за счет ограниченного воздействия радиоактивной шахтной воды и радона. Такая практика не приветствуется из-за хорошо задокументированных пагубных последствий высоких доз радиации для организма.

Радиоактивные водяные бани применялись с 1906 года в Яхимове , Чешская Республика, но еще до открытия радона они использовались в Бад-Гаштайне , Австрия. Источники, богатые радием, также используются в традиционных японских онсэнах в Мисасе , префектура Тоттори . Питьевая терапия применяется в Бад-Брамбахе , Германия. Ингаляционная терапия проводится в Гаштайнер-Хайльстоллен , Австрия, в Сверадув-Здруй , Чернява-Здруй , Ковары , Лендек-Здруй , Польша, в Харгита-Бай , Румыния, и в Боулдере, Монтана . В США и Европе есть несколько «радоновых курортов», где люди сидят минуты или часы в атмосфере с высоким содержанием радона.

Радон производился коммерчески для использования в лучевой терапии, но по большей части был заменен радионуклидами, производимыми в ускорителях частиц и ядерных реакторах . Радон использовался в имплантируемых семенах, сделанных из золота или стекла, в основном для лечения рака, известного как брахитерапия . Золотые семена были получены путем заполнения длинной трубки радоном, накачиваемым из источника радия, после чего трубка была разделена на короткие секции путем обжатия и резки. Слой золота удерживает радон внутри и отфильтровывает альфа- и бета-излучения, позволяя уйти гамма-лучам (которые убивают больные ткани). Активность может варьироваться от 0,05 до 5 милликюри на семя (от 2 до 200 МБк). Гамма-лучи производятся радоном и первыми короткоживущими элементами его цепочки распада ( 218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po).

Радон и первые продукты его распада очень недолговечны, поэтому семена остаются на месте. После 11 периодов полураспада (42 дня) радиоактивность радона составляет 1/2 000 от исходного уровня. На этом этапе преобладающая остаточная активность происходит от продукта распада радона 210 Pb, период полураспада которого (22,3 года) в 2000 раз больше, чем у радона и его потомков 210 Bi и 210 Po.

Научный

Эмиссия радона из почвы варьируется в зависимости от типа почвы и содержания урана на поверхности, поэтому концентрации радона вне помещений можно использовать для отслеживания воздушных масс в ограниченной степени. Этот факт был использован некоторыми исследователями атмосферы ( Радоновая буря ). Из-за быстрой потери радона в воздух и сравнительно быстрого распада радон используется в гидрологических исследованиях, изучающих взаимодействие между грунтовыми водами и ручьями . Любая значительная концентрация радона в ручье является хорошим индикатором наличия местных поступлений грунтовых вод.

Концентрация радона в почве использовалась экспериментальным способом для картирования погребенных близкорасположенных геологических разломов, поскольку концентрации, как правило, выше, чем разломы. Точно так же он нашел ограниченное применение при поисках геотермальных градиентов .

Некоторые исследователи исследовали изменения в концентрациях радона в подземных водах для прогнозирования землетрясений . Повышение уровня радона было отмечено перед землетрясениями 1966 года в Ташкенте и Миндоро в 1994 году. Период полураспада радона составляет примерно 3,8 дня, что означает, что его можно обнаружить только вскоре после того, как он был произведен в цепочке радиоактивного распада. По этой причине была выдвинута гипотеза, что увеличение концентрации радона происходит из-за образования новых подземных трещин, которые позволят увеличить циркуляцию грунтовых вод, вымывая радон. Не без оснований можно предположить, что образование новых трещин предшествует сильным землетрясениям. В 1970-х и 1980-х годах научные измерения выбросов радона вблизи разломов показали, что землетрясения часто происходили без сигнала радона, а радон часто обнаруживался без последующего землетрясения. Затем многие отвергли его как ненадежный индикатор. По состоянию на 2009 год НАСА расследует его как возможный предшественник .

Радон - известный загрязнитель, выбрасываемый геотермальными электростанциями, поскольку он присутствует в материалах, перекачиваемых из глубоких подземных слоев. Он быстро рассеивается, и в ходе различных исследований не было продемонстрировано никакой радиологической опасности. Кроме того, типичные системы закачивают материал глубоко под землю, а не выпускают его на поверхность, поэтому его воздействие на окружающую среду минимально.

В 1940-х и 50-х годах радон использовался в промышленной радиографии . Другие источники рентгеновского излучения, которые стали доступны после Второй мировой войны, быстро заменили радон для этого применения, поскольку они были дешевле и имели меньшую опасность альфа-излучения .

Риск для здоровья

В шахтах

Продукты распада радона-222 были классифицированы Международным агентством по изучению рака как канцерогенные для человека и как газ, который можно вдыхать, рак легких вызывает особую озабоченность у людей, подвергающихся длительному воздействию повышенных уровней радона. В 1940-х и 1950-х годах, когда стандарты безопасности, требующие дорогостоящей вентиляции в шахтах, не применялись широко, облучение радоном было связано с раком легких у некурящих горняков урана и других твердых горных пород на территории нынешней Чешской Республики, а затем и среди горняков. из юго-запада США и Южной Австралии . Несмотря на то, что об этих опасностях было известно еще в начале 1950-х годов, на многих рудниках до 1970- х годов управление этими профессиональными опасностями оставалось неэффективным. В этот период несколько предпринимателей открыли для широкой публики бывшие урановые рудники в США и рекламировали предполагаемую пользу для здоровья от вдыхания радонового газа под землей. Заявленные преимущества для здоровья включали облегчение боли, носовых пазух, астмы и артрита, но они оказались ложными, и правительство запретило такую ​​рекламу в 1975 году.

С того времени вентиляция и другие меры использовались для снижения уровня радона в большинстве пострадавших шахт, которые продолжают работать. В последние годы среднегодовая экспозиция уранодобытчиков упала до уровней, аналогичных концентрациям, вдыхаемым в некоторых домах. Это снизило риск профессионального рака от радона, хотя проблемы со здоровьем могут сохраняться для тех, кто в настоящее время работает на пораженных шахтах, и для тех, кто работал на них в прошлом. Поскольку относительный риск для майнеров снизился, появилась возможность обнаруживать избыточные риски среди этой группы населения.

Остатки от переработки урановой руды также могут быть источником радона. Радон, образующийся в результате высокого содержания радия в открытых свалках и хвостохранилищах, может легко выбрасываться в атмосферу и влиять на людей, живущих поблизости.

Помимо рака легких, исследователи выдвинули теорию о возможном повышенном риске лейкемии из-за воздействия радона. Эмпирическая поддержка исследований населения в целом непоследовательна, а исследование уранодобытчиков обнаружило корреляцию между облучением радоном и хроническим лимфолейкозом .

Горняки (а также горняки и рабочие, занимающиеся транспортировкой руды), которые работали в урановой промышленности в США в период с 1940-х по 1971 год, могут иметь право на компенсацию в соответствии с Законом о компенсации за радиационное воздействие (RECA). Выжившие родственники также могут применяться в случаях, когда ранее работавший человек умер.

Не только урановые рудники подвержены повышенному уровню радона. В частности, затронуты угольные шахты, поскольку уголь может содержать больше урана и тория, чем коммерческие урановые шахты.

Воздействие на бытовом уровне

Продолжительное воздействие более высоких уровней концентрации радона увеличивает риск рака легких. С 1999 г. во всем мире проводятся исследования по оценке концентраций радона. Только в Соединенных Штатах зарегистрировано, что средние показатели составляют не менее 40 Бк / кубический метр. Steck et al. провели исследование различий между радоном внутри и снаружи помещений в Айове и Миннесоте. Более высокая радиация была обнаружена в густонаселенных регионах, а не в ненаселенных регионах Центральной Америки в целом. В некоторых округах на северо-западе Айовы и на юго-западе Миннесоты концентрации радона вне помещений превышают средние по стране концентрации радона внутри помещений. Несмотря на выше среднего, показатели Миннесоты и Айовы были исключительно близкими, независимо от расстояния. Точные дозы радона крайне необходимы для более глубокого понимания проблем, которые радон в целом может иметь для сообщества. Понятно, что отравление радоном действительно приводит к ухудшению здоровья и раку легких, но при дальнейших исследованиях меры контроля могут изменить результаты выбросов радона как внутри, так и за пределами жилых домов. Облучение радоном (в основном дочерей радона) было связано с раком легких в многочисленных исследованиях случай-контроль, проведенных в США, Европе и Китае. В США ежегодно умирает около 21 000 человек из-за рака легких, вызванного радоном. Одно из наиболее полных исследований радона, проведенное в США доктором Р. Уильямом Филдом и его коллегами, показало, что риск рака легких увеличивается на 50% даже при длительном воздействии при уровне действия Агентства по охране окружающей среды 4 пКи / л. Объединенные анализы Северной Америки и Европы дополнительно подтверждают эти выводы. Однако дискуссия об обратных результатах все еще продолжается, особенно ретроспективное исследование риска рака легких в 2008 году, которое показало существенное снижение заболеваемости раком при концентрациях радона от 50 до 123 Бк / м 3 .

Большинство моделей облучения радоном в жилых помещениях основаны на исследованиях горняков, поэтому более желательными были бы прямые оценки рисков для домовладельцев. Из-за трудностей измерения риска радона по сравнению с курением, модели их воздействия часто использовали их.

Агентство по охране окружающей среды считает радон второй ведущей причиной рака легких и ведущей экологической причиной смертности от рака, а первой причиной является курение . Другие пришли к аналогичным выводам в отношении Соединенного Королевства и Франции. Облучение радоном в домах и офисах может происходить из-за определенных подземных скальных образований, а также из-за определенных строительных материалов (например, некоторых гранитов). Наибольший риск облучения радоном возникает в зданиях, которые герметичны, недостаточно вентилируются и имеют протечки в фундаменте, через которые воздух из почвы попадает в подвалы и жилые помещения.

Действие и контрольный уровень

В 2009 г. ВОЗ представила рекомендуемый референтный уровень (национальный референтный уровень) 100 Бк / м 3 для радона в жилищах. В рекомендации также говорится, что там, где это невозможно, следует выбирать 300 Бк / м 3 в качестве наивысшего уровня. Национальный референсный уровень не должен быть пределом, но должен представлять максимально допустимую среднегодовую концентрацию радона в жилище.

Практическая концентрация радона в доме варьируется в зависимости от организации, выполняющей рекомендацию, например, EPA рекомендует принимать меры при концентрациях всего 74 Бк / м 3 (2 пКи / л), а Европейский Союз рекомендует действия. следует принимать, когда концентрации достигают 400 Бк / м 3 (11 пКи / л) для старых домов и 200 Бк / м 3 (5 пКи / л) для новых. 8 июля 2010 года Агентство по охране здоровья Великобритании выпустило новую рекомендацию, устанавливающую «Целевой уровень» 100 Бк / м 3 при сохранении «Уровня действия» 200 Бк / м 3 . Подобные уровни (как и в Великобритании) публикуются Норвежским управлением по радиационной и ядерной безопасности (DSA) с максимальным пределом для школ, детских садов и новых жилых домов, установленным на уровне 200 Бк / м 3 , где 100 Бк / м 3 установлено в качестве уровень действия. Во всех новых корпусах следует принимать профилактические меры против накопления радона.

Вдыхание и курение

Результаты эпидемиологических исследований показывают, что риск рака легких увеличивается при воздействии радона в жилых помещениях. Хорошо известным примером источника ошибок является курение, основной фактор риска рака легких. В США курение сигарет считается причиной от 80% до 90% всех случаев рака легких.

По данным EPA, риск рака легких для курильщиков является значительным из-за синергетического эффекта радона и курения. Для этой группы населения около 62 человек из 1000 умрут от рака легких по сравнению с 7 людьми из 1000 среди людей, которые никогда не курили. Не исключено, что риск для некурящих должен в первую очередь объясняться действием радона.

Радон, как и другие известные или предполагаемые внешние факторы риска рака легких, представляет опасность для курильщиков и бывших курильщиков. Это было продемонстрировано европейским пулинговым исследованием. В комментарии к объединенному исследованию говорилось: «неуместно говорить просто о риске от радона в домах. Риск связан с курением, усугубляемым синергетическим эффектом радона для курильщиков. Без курения эффект кажется таким незначительным. как быть незначительным ".

Согласно европейскому объединенному исследованию, существует разница в риске гистологических подтипов рака легких и воздействия радона. Мелкоклеточный рак легкого , который имеет высокую корреляцию с курением, имеет более высокий риск после облучения радоном. Для других гистологических подтипов, таких как аденокарцинома , тип, который в первую очередь поражает некурящих, риск радона ниже.

Изучение излучения при лучевой терапии после мастэктомии показывает, что необходимо разработать простые модели, которые ранее использовались для оценки комбинированных и раздельных рисков, связанных с облучением и курением. Это также подтверждается новым обсуждением метода расчета, линейной беспороговой модели , которая используется регулярно.

Исследование 2001 года, в котором участвовали 436 некурящих и контрольная группа из 1649 некурящих, показало, что воздействие радона увеличивает риск рака легких у некурящих. Группа, подвергавшаяся воздействию табачного дыма дома, оказалась подвержена гораздо более высокому риску, в то время как те, кто не подвергался пассивному курению, не показали какого-либо повышенного риска с увеличением воздействия радона.

Проглатывание

Эффекты радона при попадании внутрь неизвестны, хотя исследования показали, что его биологический период полураспада составляет от 30 до 70 минут, а 90% удаляется за 100 минут. В 1999 году Национальный исследовательский совет США исследовал проблему радона в питьевой воде. Риск, связанный с проглатыванием, считался практически незначительным. Вода из подземных источников может содержать значительное количество радона в зависимости от окружающих горных пород и условий почвы, тогда как поверхностные источники обычно этого не содержат.

Воздействие радона на океан

Поверхность океана содержит только около 10 ^ -4 226 Ra, при этом измерения концентрации 222 Ra на разных континентах составили 1%. Основное значение понимания потока 222 Ra из океана состоит в том, чтобы знать, что все большее использование радона также циркулирует и увеличивается в атмосфере. Концентрации на поверхности океана имеют обмен в атмосфере, в результате чего 222 радон увеличивается через границу раздела воздух-море. Хотя исследованные участки были очень мелкими, дополнительные измерения в широком диапазоне прибрежных режимов должны помочь определить природу наблюдаемого радона-222. Радон не только попадает в организм с питьевой водой, но и выделяется из воды при повышении температуры, понижении давления и при аэрации воды. Оптимальные условия для выделения радона и воздействия были достигнуты во время принятия душа. Вода с концентрацией радона 10 4  пКи / л может увеличить концентрацию радона в воздухе внутри помещений на 1 пКи / л при нормальных условиях.

Тестирование и смягчение

детектор радона
Цифровой детектор радона
Набор для проверки радона

Есть относительно простые тесты на радон. В некоторых странах эти испытания методично проводятся в районах с известными систематическими опасностями. Устройства обнаружения радона коммерчески доступны. Цифровые детекторы радона обеспечивают постоянные измерения, отображающие средние значения за день, неделю, краткосрочные и долгосрочные результаты на цифровом дисплее. Приборы для краткосрочного тестирования на радон, используемые для целей первичного скрининга, недороги, а в некоторых случаях и бесплатны. Существуют важные протоколы для сдачи краткосрочных тестов на радон, и их необходимо строго соблюдать. В комплект входит коллектор, который пользователь вешает на самый нижний жилой этаж дома на два-семь дней. Затем пользователь отправляет коллектор в лабораторию для анализа. Также доступны долгосрочные комплекты, рассчитанные на срок до одного года и более. Набор для испытаний на открытом воздухе может проверить выбросы радона от земли до начала строительства. Концентрации радона могут меняться ежедневно, и для точных оценок воздействия радона требуются долгосрочные средние измерения радона в помещениях, где человек проводит значительное количество времени.

Уровни радона колеблются естественным образом из-за таких факторов, как переходные погодные условия, поэтому первоначальный тест может быть неточной оценкой среднего уровня радона в доме. Уровни радона максимальны в самое прохладное время дня, когда перепады давления максимальны. Таким образом, высокий результат (более 4 пКи / л) оправдывает повторение теста перед тем, как приступить к более дорогостоящим проектам по снижению выбросов. Измерения от 4 до 10 пКи / л гарантируют длительный тест на радон. Измерения более 10 пКи / л требуют только еще одного краткосрочного теста, чтобы меры по снижению выбросов не были чрезмерно отложены. Покупателям недвижимости рекомендуется отложить или отклонить покупку, если продавец не смог снизить уровень радона до 4 пКи / л или ниже.

Поскольку период полураспада радона составляет всего 3,8 дня, удаление или изоляция источника значительно снизит опасность в течение нескольких недель. Еще один метод снижения уровня радона - это изменить вентиляцию здания. Как правило, концентрация радона в помещениях увеличивается по мере уменьшения интенсивности вентиляции. В хорошо вентилируемом месте концентрация радона имеет тенденцию соответствовать значениям вне помещения (обычно 10 Бк / м 3 , в диапазоне от 1 до 100 Бк / м 3 ).

Четыре основных способа уменьшить количество радона, накапливающегося в доме:

  • Разгерметизация субплит (отсос грунта) за счет усиления подпольной вентиляции;
  • Улучшение вентиляции дома и предотвращение переноса радона из подвала в жилые комнаты;
  • Установка радонового отстойника в подвале;
  • Установка системы принудительной наддува или приточной вентиляции.

Согласно EPA, метод уменьшения содержания радона "... в основном используется система вентиляционных труб и вентилятор, который вытягивает радон из-под дома и выводит его наружу", что также называется разгерметизацией под плитами, активным грунтом. разгерметизация, или всасывание грунта. Как правило, радон внутри помещений может быть уменьшен за счет разгерметизации субплит и выпуска такого насыщенного радоном воздуха на улицу, подальше от окон и других проемов в зданиях. «[EPA] EPA обычно рекомендует методы, которые предотвращают попадание радона. Всасывание почвы, например, предотвращает проникновение радона в ваш дом, втягивая радон из-под дома и выводя его через трубу или трубы в воздух над дома, где он быстро растворяется », и« EPA не рекомендует использовать только герметизацию для уменьшения содержания радона, потому что, как доказано, герметизация сама по себе не приводит к значительному или постоянному снижению уровней радона ».

Системы вентиляции с положительным давлением могут быть объединены с теплообменником для рекуперации энергии в процессе обмена воздухом с внешней средой, и простой выпуск воздуха из подвала наружу не обязательно является жизнеспособным решением, поскольку это может фактически привлечь газ радон в жилище. Дома, построенные на подполье, могут получить пользу от радонового коллектора, установленного под «радоновым барьером» (лист пластика, закрывающий подполье). В отношении помещений для ползания, EPA заявляет: «Эффективный метод снижения уровня радона в домах для ползания включает покрытие земляного пола пластиковым листом высокой плотности. Вентиляционная труба и вентилятор используются для извлечения радона из-под листа и его вентиляции. Эта форма всасывания почвы называется субмембранным всасыванием, и при правильном применении это наиболее эффективный способ снизить уровень радона в домах для ползания ».

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки