Радонови бани: може ли радиацията да бъде полезна? Защо газът радон е опасен?

Малко предисловие.

В ежедневната си работа трябва да се справям с представители на различни слоеве на нашето общество - от обикновени хора до големи лидери и хора, които се наричат „държатели на власт“. И в повечето случаи, колкото и да ми е тъжно, когато разговорът премине към изследванията и измерванията, които правя, чувам едно и също разсъждение: „Защо сме принудени да измерваме радиацията? Нямаме Чернобил, нямаме работеща атомна електроцентрала наблизо... Това е загуба на пари и време.“ Такива разсъждения, особено от устата на високопоставени служители на администрации на различни нива, от градско ниво и нагоре, предизвикват недоумение. Наясно съм, че радиационната хигиена, радиологията и прочие ядрени физики са тема от ежедневието на повечето хора, меко казано безполезна... Но господа, лидери, поне това, което се отнася до здравето на хората (и вашето между другото) , също) е необходимо да знаете! Поне основите. Голяма част от „заслугата“ за общото ни „радиологично невежество“ принадлежи на медиите. Статиите за отравянето на някой в Англия с полоний и откриването на радиоактивен йод във Фукушима в Чехия са добре дошли. А за ежедневните неща, които засягат всеки човек всеки ден - това, очевидно, малко интересува журналистите. Затова, според скромните си сили и скромните възможности на моя малък сайт, ще се опитам да говоря за неща, които са по-прости и скучни от шпионски страсти с убийства с радиоактивни елементи и други подобни.

„... повече от половината годишна доза от всички
естествени източници на човешка радиация
приема по въздуха, облъчвайки с радон
белите дробове, докато дишате"
SOROS EDUCATIONAL JOURNAL, ТОМ 6, № 3, 2000 г.

И така, нашият разговор ще се фокусира върху радона. Какво е радон? Да се обърнем към Wikipedia:

Радон - елемент основна подгрупаосма група, шести период от периодичната система на химичните елементи от Д. И. Менделеев, с атомен номер 86. Означава се със символа Rn (Радон). Простото вещество радон при нормални условия е безцветен инертен газ; радиоактивни и могат да представляват опасност за здравето и живота. При стайна температура е един от най-тежките газове. Най-стабилният изотоп (222Rn) има полуживот от 3,8 дни.

Английският учен Е. Ръдърфорд отбелязва през 1899 г., че ториевите препарати отделят освен α-частици и някакво неизвестно преди това вещество, така че въздухът около ториевите препарати постепенно става радиоактивен. Той предложи това вещество да се нарече еманация (от латинското emanatio - изтичане) на торий и да му се даде символът Em. Последвалите наблюдения показаха, че радиевите препарати също излъчват известна еманация, която има радиоактивни свойства и се държи като инертен газ.

Първоначално еманацията на торий се нарича торон, а еманацията на радий се нарича радон. Доказано е, че всички еманации всъщност са радионуклиди на нов елемент - инертен газ, който съответства на атомен номер 86. Той е изолиран за първи път в чист вид от Рамзи и Грей през 1908 г., те също предлагат да наричат газа нитон (от латинското nitens, светещ ). През 1923 г. газът най-накрая е наречен радон и символът Em е променен на Rn.

Намиране в природата:

Той е част от радиоактивните серии 238U, 235U и 232Th. Радоновите ядра постоянно възникват в природата по време на радиоактивния разпад на родителските ядра. Поради своята химическа инертност, радонът напуска относително лесно кристална решетка"родител" минерал и влиза Подпочвените води, природни газове и въздух. Тъй като най-дълготрайният от четирите естествени изотопа на радона е 222Rn, съдържанието му в тези среди е максимално.

Концентрацията на радон във въздуха зависи преди всичко от геоложката ситуация (например гранитите, които съдържат много уран, са активни източници на радон, докато в същото време има малко радон над повърхността на морета), както и върху времето (по време на дъжд микропукнатините, които идват от радона от почвата, се пълнят с вода; снежната покривка също предотвратява навлизането на радон във въздуха). Преди земетресенията се наблюдава повишаване на концентрацията на радон във въздуха, вероятно поради по-активен обмен на въздух в земята поради увеличаване на микросеизмичната активност.

Още от тази суха информация може да се разбере, че радонът, като газ от естествен произход, присъства навсякъде и винаги. Това означава, че теоретично живите организми в процеса на еволюция трябва да са се адаптирали към радона като постоянно действащ фактор на околната среда. Уви, всичко не е толкова просто...

В исторически план вредното въздействие на естествената радиоактивност на въздуха върху човешкото тяло е забелязано още през 16 век, когато мистериозната „планинска болест“ на миньорите привлича вниманието на лекарите: смъртността от белодробни заболявания сред миньорите в някои мини в Чешката република и Германия беше 50 пъти по-висока, отколкото сред останалата част от населението. Причината за това беше обяснена в наше време - във въздуха на тези мини имаше висока концентрация на радон.
Спекулациите за възможността за радиологично вредно въздействие на радона върху населението възникват в края на 60-те години на миналия век, когато американски експерти откриват, че концентрацията на радон във въздуха на жилищни сгради, особено на едноетажни сгради, често надвишава нивата, считани за опасни дори за мините. До 1980 г. никоя страна в света не е установила стандарти за нивата на радон в затворени помещения и едва през последните десетилетия са въведени стандарти за съществуващи и планирани сгради, препоръчани от Международната комисия за радиологична защита. НАТО дори създаде специална комисия по този проблем, а в Съединените щати все още действа (и е добре финансирана) Националната радонова антирадонова програма.

И така, радон - как да го открием, да оценим реалността на опасността и да се предпазим от тази заплаха? За тази цел - най-простата, на битово ниво информация.

Радон - какво е това?

Радонът е радиоактивен газ, който е повсеместно разпространен в природата. Той е почти 7,5 пъти по-тежък от въздуха, силно разтворим във вода и няма цвят, вкус или мирис.

Откъде идва радонът?

Радонът се образува в резултат на естествения радиоактивен разпад на урана, така че радонът се намира във високи концентрации в почвата искали, съдържащи радиоактивни елементи. Може да се освободи радонсъщо и от почви, съдържащи определени видове промишлени отпадъци, като напротпадъци от минни и преработвателни предприятия и мини.

В открити пространства концентрациите на радон са толкова ниски, че обикновено не предизвикват безпокойство. Радонът обаче се натрупва в затворени пространства (като дома). Вътрешното ниво на радон се определя като състав строителни материали, и концентрацията на радон в почвата под сградата. Друг източник на навлизане на радон в жилищните помещения е водата и природният газ.

Концентрацията на радон вчешмяната вода е изключително малко. Но водата от някои източници, особено от дълбоки кладенци или артезиански кладенци, съдържа много радон - до 1400 kBq/m 3, или 3 000 000 пъти повече, отколкото в езерната или речната вода. Радонът влиза в природния газ под земята. По време на обработката и съхранението на газ, преди да достигне до потребителя, по-голямата част от радона се изпарява, но концентрацията на радон в помещението може да се увеличи значително, ако печките, отоплителните и други отоплителни уреди, в които се изгаря газ, не са оборудвани с аспиратор.

Как радонът влияе на здравето?

Основното въздействие на радона върху здравето е повишен риск от рак на белия дроб и горната част на стомаха. Разбира се, не всяко свръх ниво води до развитие на рак, но доказателствата показват, че рискът от рак от излагане на радон зависи от неговата (радонова) концентрация.

Как радонът води до рак?

Самият радон се разпада естествено и образува продукти на радиоактивно разпадане. Когато радонът и неговите разпадни продукти се вдишат в белите дробове и когато навлязат в хранопровода и стомаха със слюнката, процесът на разпадане продължава. Това води до малки изблици на освободена енергия вече вътре в тъканите и появата на микроизгаряния. Освен това клетките на вътрешните органи са „бомбардирани“ с α- и β-частици. В този случай тъканите и клетките могат да бъдат унищожени, което допринася за появата на рак.

Как радонът влиза в домовете?

Радонът е газ, който може да проникне през кухините в почвата и материалите, от които е изграден дома ви. Радонът може да проникне през мръсни подове, пукнатини в бетонни подове и стени, подови канали, улуци, фуги, пукнатини или пори в стени от кухи блокове.Радонът е силно разтворим във вода, така че се намира във всички естествени води, и в дълбокото подземни водии като правило е значително по-голям, отколкото в повърхностните дренажи и резервоари. Например, концентрацията му в подпочвените води може да бъде милиони пъти по-висока, отколкото в езерата и реките.

Радонът навлиза в атмосферата на помещението от водата, отделена от въздушните мехурчета, съдържащи се във водата. Това се случва най-интензивно, когато водата се пръска, изпарява или кипи (например в душ или парна баня). Когато се използват големи обществени резервоари за съхранение на вода, радонът обикновено не причинява вреда, т.к се изпарява преди водата да достигне къщата.

Радон се отделя от строителни материали, ако са използвани материали с относително високо съдържание на радий (уран, торий), докато ниската радиоактивност за други видове радиация не гарантира безопасност за радона.

Въпреки това, основният, най-вероятен начин за натрупване на радон в помещенията е свързан с отделянето на радон директно от почвата, върху която е построена сградата.

В практиката на геоложките изследвания често има случаи, когато слабо радиоактивните скали съдържат радон в своите кухини и пукнатини в количества стотици и хиляди пъти по-големи от по-радиоактивните скали. При сезонни колебания в температурата и атмосферното налягане радонът се освобождава в атмосферата. Изграждането на сгради и конструкции непосредствено над такива напукани зони води до непрекъснат поток от приземен въздух, съдържащ високи концентрации на радон, навлизащ в тези структури от недрата на Земята, който, натрупвайки се във въздуха на закрито, създава сериозна радиологична опасност за хората в тях.

Нивото на концентрация на радон в атмосферата на жилищата значително зависи от естествената и изкуствената вентилация на помещението, пълнотата на уплътняването на прозорците, фугите на стените и вертикалните комуникационни канали, честотата на вентилация на помещенията и др. Например, най-високите концентрации на радон в жилищните сгради се наблюдават през студения сезон, когато традиционно се предприемат мерки за изолация на помещенията и намаляване на обмена на въздух с околната среда. Въпреки това, правилно изпълнената приточна и смукателна вентилация дава най-добри резултати за намаляване на риска от радон в съществуващите сгради. Анализът на активността на радона показва, че дори един обмен на въздух на час намалява концентрацията на радон почти сто пъти.

Трябва ли да направя проверка на дома си? да

В съответствие с член 15 от Федералния закон „За радиационната безопасност на населението“ всички сгради и съоръжения, въведени в експлоатация, подлежат на задължителен радиационен контрол. Но „на хартия беше гладко, но забравиха за деретата...“. Създава се впечатлението, че много от ръководителите, от които зависи прилагането на този закон, или просто не знаят за съществуването му, или действат под вече познатото мото „Какво имаме тук, Чернобил ли? И по някаква причина задължението на строителните организации да представят документи, потвърждаващи радиационната безопасност на въведените в експлоатация сгради, беше премахнато от новия Кодекс за градоустройство. И кодексът има по-голяма юридическа сила от отделен закон. Тези. прилагането на многострадалния Закон за радиационната безопасност на населението е оставено на преценката на местни администрациис всички произтичащи от това последствия... Между другото, в столицата на Краснодарския край този закон се изпълнява стриктно. И според колеги, в курортния град Анапа прилагането на този закон се контролира от прокуратурата...

Проблемът е също така, че е необходимо да се извърши индивидуална проверка на всяка къща и, ако е необходимо, да се избере метод за защита от радон (осигуряване на достатъчен обмен на въздух, бетониране на мазета, покриване на повърхностите на строителните конструкции с уплътнителен състав и др. ). И това е по-лесно и по-евтино да се направи не когато хората са се преместили в къщата, а на етапа на предварителната й готовност за пускане в експлоатация. От моя собствен опит знам, че дори простото третиране на пукнатини в междуетажния таван между сутерена и първия етаж в една сграда, която разгледах, намали концентрацията на радон в жилищните помещения почти до нула.

Въпреки това, ако имате съмнения за повишени нива на радон във вашия дом, тогава трябва да вземете решение за проверка от компетентни организации, които разполагат с подходящо оборудване, сертификат за акредитация и опит в тази област.

И в заключение няколко прости съвета как да използвате прости методи за намаляване на вредата от излагането на радон (ако има такова).

Спрете да пушите у дома - пушенето увеличава излагането на радон, а свързаният с радон рак на белия дроб е три пъти по-често сред пушачите, отколкото при непушачите.

Прекарвайте по-малко време в части от дома с високи концентрации на радон, като мазето.
Отваряйте прозорците и включвайте вентилатори по-често, за да вкарате повече външен въздух в дома си. Това е особено важно за мазета.

Ако във вашата къща има вентилирано пространство между пода на първия етаж и земята, дръжте въздушните клапи отворени от всички страни на къщата през цялото време.

Наистина се надявам, че тази статия е била интересна и може би полезна за вас. Бъдете здрави.

В светлината на бързото развитие на науката и технологиите експертите изразяват загриженост относно липсата на насърчаване на радиационната хигиена сред населението. Експертите прогнозират, че през следващото десетилетие „радиологичното невежество“ може да се превърне в реална заплаха за безопасността на обществото и планетата.

Невидимият убиец

През 15 век европейските лекари са били озадачени от необичайно високата смъртност от белодробни заболявания сред работниците в мини, добиващи желязо, неблагородни метали и сребро. Мистериозна болест, наречена „планинска болест“, засяга миньорите петдесет пъти по-често от обикновения човек. Едва в началото на 20 век, след откриването на радона, той е признат за причина за стимулиране на развитието на рак на белите дробове сред миньорите в Германия и Чехия.

Какво е радон? Само ако лошо влияниеима ли върху човешкото тяло? За да отговорим на тези въпроси, трябва да си припомним историята на откриването и изучаването на този мистериозен елемент.

Еманация означава "изтичане"

За откривател на радона се смята английският физик Е. Ръдърфорд. Именно той забеляза през 1899 г., че препаратите на базата на торий, освен тежки α-частици, отделят безцветен газ, което води до повишаване на нивото на радиоактивност в околната среда. Изследователят нарекъл предполагаемото вещество еманация на торий (от еманация (лат.) - изтичане) и го присвоил буквено обозначениеЕм. Подобни излъчвания са присъщи и на радиевите препарати. В първия случай отделеният газ се нарича торон, във втория - радон.

По-късно беше възможно да се докаже, че газовете са радионуклиди на новия елемент. Шотландски химик е първият, който го изолира в чист вид. Нобелов лауреат(1904) на Уилям Рамзи (с Уитлоу Грей) през 1908 г. Пет години по-късно елементът най-накрая получава името радон и символичното обозначение Rn.

В химичните елементи на Д. И. Менделеев радонът е в 18-та група. Има атомен номер z=86.

Всички съществуващи изотопи на радон (повече от 35, с масови числа от 195 до 230) са радиоактивни и представляват определена опасност за хората. В природата има четири вида атоми на даден елемент. Всички те са част от естествения радиоактивен ред на актинуран, торий и уран - радий. Някои изотопи имат свои имена и според историческата традиция се наричат еманации:

морска анемона - актинон 219 Rn;
торий - торон 220 Rn;
радий - радон 222 Rn.

Последният е най-стабилен. радон 222 Rn - 91,2 часа (3,82 дни). Стационарното време на останалите изотопи се изчислява в секунди и милисекунди. Когато алфа частиците се разпадат с радиация, се образуват полониеви изотопи. Между другото, по време на изследването на радона учените за първи път се натъкнаха на множество разновидности на атоми от един и същи елемент, които по-късно бяха наречени изотопи (от гръцки „равни“, „еднакви“).

Физични и химични свойства

При нормални условия радонът е газ без цвят и мирис, чието наличие може само да се определи специални устройства. Плътност - 9,81 g/l. Той е най-тежкият (въздухът е 7,5 пъти по-лек), най-редкият и най-скъпият от всички познати на нашата планета газове.

Той е силно разтворим във вода (460 ml/l), но в органичните съединения разтворимостта на радона е с порядък по-висока. Има флуоресцентен ефект, причинен от собствената си висока радиоактивност. Газообразното и течно състояние (при температури под -62˚С) се характеризира със синьо сияние, докато кристалното състояние (под -71˚С) е жълто или оранжево-червено.

Химичните характеристики на радона се определят от принадлежността му към групата на инертните („благородни”) газове. Той се характеризира с химична реакцияс кислород, флуор и някои други халогени.

От друга страна, нестабилното ядро на даден елемент е източник на високоенергийни частици, които засягат много вещества. Излагането на радон причинява оцветяване на стъкло и порцелан, разлага водата на кислород, водород и озон, разрушава парафина и вазелина и др.

Получаване на радон

За да се изолират изотопи на радон, е достатъчно да се прекара въздушен поток върху вещество, съдържащо радий в една или друга форма. Концентрацията на газ в струята ще зависи от много физически фактори(влажност, температура), върху кристалната структура на веществото, неговия състав, порьозност, хомогенност и може да варира от малки фракции до 100%. Обикновено се използват разтвори на радиев бромид или радиев хлорид в солна киселина. Твърдите порести вещества се използват много по-рядко, въпреки че радонът се освобождава по-чист.

Получената газова смес се пречиства от водна пара, кислород и водород чрез преминаване през гореща медна мрежа. Остатъкът (1/25 000 от първоначалния обем) се кондензира и примесите от азот, хелий и инертни газове се отстраняват от кондензата.

За бележка: в целия свят се произвеждат само няколко десетки кубически сантиметра от химичния елемент радон годишно.

Разпространение в природата

При разпадането на урана на свой ред се образуват радиеви ядра, чийто продукт на делене е радонът. По този начин основният източник на радон са почвите и минералите, съдържащи уран и торий. Най-високите концентрации на тези елементи са в магматични, седиментни, метаморфни скали и тъмно оцветени шисти. Газът радон, поради своята инертност, лесно напуска кристалните решетки на минералите и през празнини и пукнатини в земната коралесно се разпространява на големи разстояния, освобождавайки се в атмосферата.

В допълнение, междупластовите подземни води, измиващи такива скали, лесно се насищат с радон. Радоновата вода и нейните определени свойства са използвани от човека много преди откриването на самия елемент.

Приятел или враг?

Въпреки хилядите научни и научно-популярни статии, написани за този радиоактивен газ, няма ясен отговор на въпроса: „Какво е радон и какво е значението му за човечеството?“ изглежда трудно. Съвременните изследователи са изправени пред поне два проблема. Първата е, че в сферата на въздействие на радоновото лъчение върху живата материя, той е едновременно вреден и полезен елемент. Второто е липсата на надеждни средства за регистриране и наблюдение. Съществуващите детектори за радон в атмосферата, дори най-модерните и чувствителни, при многократни измервания могат да дадат резултати, които се различават няколко пъти.

Пазете се от радон!

Човек получава основната доза радиация (повече от 70%) в процеса на живот благодарение на естествените радионуклиди, сред които водеща позиция принадлежи на безцветния газ радон. В зависимост от географското местоположение на жилищната сграда, нейният „принос“ може да варира от 30 до 60%. Постоянно количество нестабилни изотопи на опасен елемент в атмосферата се поддържа от непрекъснато снабдяване от земни скали. Радонът има неприятното свойство да се натрупва в жилищни и обществени сгради, където концентрацията му може да се увеличи десетки и стотици пъти. Опасността за човешкото здраве е не толкова самият радиоактивен газ, а по-скоро химически активните изотопи на полоний 214 Po и 218 Po, образувани в резултат на разпада му. Те се задържат здраво в тялото, оказвайки вредно въздействие върху живата тъкан чрез вътрешно α-лъчение.

В допълнение към астматичните пристъпи на задушаване и депресия, замаяност и мигрена, това е изпълнено с развитието на рак на белия дроб. Рисковата група включва работници от уранови мини и минни и преработвателни предприятия, вулканолози, радонови терапевти, населението на неблагоприятни райони с високо съдържание на радонови производни в земната кора и артезиански води и радонови курорти. За идентифициране на такива райони се съставят карти на опасността от радон с помощта на геоложки и радиационно-хигиенни методи.

Забележка: смята се, че именно излагането на радон е провокирало смъртта на шотландския изследовател на този елемент Уилям Рамзи от рак на белия дроб през 1916 г.

Методи за защита

През последното десетилетие, по примера на своите западни съседи, необходимите антирадонови мерки започнаха да се разпространяват в страните от бившия ОНД. Появи се регламенти(СанПин 2.6.1., СП 2.6.1.) с ясни изисквания за осигуряване на радиационна безопасност на населението.

Основните мерки за защита от почвени газове и естествени източници на радиация включват:

Подреждане на монолитни дървени подове върху земната подземия бетонна плочас основа от трошен камък и надеждна хидроизолация.
Осигуряване на подобрена вентилация на мазета и сутеренни помещения, вентилация на жилищни сгради.
Водата, влизаща в кухни и бани, трябва да бъде подложена на специална филтрация, а самите помещения трябва да бъдат оборудвани с принудителни изпускателни устройства.

Радиомедицина

Нашите предци не са знаели какво е радон, но дори славните конници на Чингис хан са лекували раните си с водите на изворите на Белокуриха (Алтай), наситени с този газ. Факт е, че в микродози радонът има положителен ефект върху жизненоважни човешки органи и централната нервна система. Излагането на радонови води ускорява метаболитните процеси, поради което увредените тъкани се възстановяват много по-бързо, функционирането на сърцето и кръвоносната система се нормализира, стените на кръвоносните съдове се укрепват.

Курортите в планинските райони на Кавказ (Есентуки, Пятигорск, Кисловодск), Австрия (Гащайн), Чехия (Яхимов, Карлови Вари), Германия (Баден-Баден), Япония (Мисаса) отдавна се радват на заслужена слава и популярност . Съвременната медицина освен радонови банипредлага лечение под формата на иригация, инхалация под строг контрол на подходящ специалист.

В служба на човечеството

Обхватът на газа радон не се ограничава до медицината. Способността на изотопите на елемента да адсорбира се използва активно в материалознанието за измерване на степента на хетерогенност метални повърхностии украса. В производството на стомана и стъкло радонът се използва за управление на хода на технологичните процеси. Използва се за тестване на противогази и химическо защитно оборудване за течове.

В геофизиката и геологията много методи за търсене и откриване на находища на минерали и радиоактивни руди се основават на използването на радонови изследвания. Концентрацията на радонови изотопи в почвата може да се използва за оценка на газопропускливостта и плътността на скалните образувания. Наблюдението на ситуацията с радона изглежда обещаващо по отношение на предсказването на предстоящи земетресения.

Можем само да се надяваме, че човечеството все още може да се справи с негативните ефекти на радона и че радиоактивният елемент ще донесе само ползи на населението на планетата.

В "Официалния доклад за радона" на Международната комисия за радиологична защита се посочва, че годишната ефективна индивидуална доза на облъчване от радон не трябва да надвишава 10 mSv/година. Според Руската федерална служба за надзор в областта на защитата на правата на потребителите и благосъстоянието на хората през 2010 г. са идентифицирани критични групи от населението, чиито дози на радиация значително надвишават средните за Руската федерация. Такива групи от населението са идентифицирани в Република Тива, в Алтайския край, във Воронеж и Кемеровски региони. Причината за повишеното облъчване е високо съдържаниерадонови изотопи в жилищния въздух. В умерения климат концентрациите на радон във вътрешните помещения са средно приблизително 8 пъти по-високи, отколкото във въздуха на открито. Най-големи стойностисредногодишни ефективни дози на облъчване на населението от естествени източници йонизиращо лъчениепо данни от изследвания от 2001-2010г. регистрирани в Република Алтай (9,54 mSv/година) и Еврейския автономен окръг (7,20 mSv/година), средните годишни дози на естествена радиация за жителите на Република Тива, Иркутска област, Ставропол и Забайкалските територии надвишават 5 mSv /година. Високи годишни ефективни дози на радиация за населението се наблюдават и в републиките Бурятия, Ингушетия, Калмикия, Северна Осетия, Тива, в Кабардино-Балкарската и Карачаево-Черкеската република, в Ставрополския край, в Иваново, Иркутск, Калуга, Кемерово, Липецк, Новосибирск, Ростов, Свердловск. Вижте таблицата със средните годишни ефективни дози на облъчване на руското население според Федералната служба за надзор на защитата на правата на потребителите и благосъстоянието на хората.

Средната индивидуална годишна ефективна доза на облъчване на жител на Руската федерация, изчислена въз основа на данни за целия период на наблюдение от 2001 г. до 2010 г., е 3,38 mSv / година. Приносът на дозата на вътрешно облъчване на населението поради вдишване на радонови изотопи (222 Rn и 220 Rn) и техните краткотрайни дъщерни разпадни продукти е 1,98 mSv/година или около 59% от общата доза, дължаща се на всички естествени източници на радиация . В този случай приносът на външната радиация е около 19% от общата доза, космическата радиация - малко по-малко от 12%, приносът на 40K, широко разпространен в природата, е 5%, а радиационната доза, дължаща се на съдържанието на естествени и техногенни (137 Cs и 90 Sr) радионуклиди в храната - около 4%. Средната доза от консумация на питейна вода е под 1% от общата доза на облъчване, а от вдишване на дългоживеещи естествени радионуклиди с атмосферния въздух - под 0,2% от общата доза. Около 90% от инхалаторната радиационна доза се дължи на вдишване на дъщерни продукти на радонови изотопи във вътрешния и атмосферния въздух. В същото време радонът е единственият естествен източник на радиация, който може да бъде регулиран на икономически оправдана цена.
Въпреки че през 1994 г. с постановление на правителството на Руската федерация № 809 от 6 юли 1994 г. беше приета Федералната целева програма „Намаляване на нивото на облъчване на населението на Русия и производствения персонал от естествени радиоактивни източници“, в домашна популярна строителна литература опасностите, свързани с постоянното проникване на радон в жилищни помещения, най-често преминават с мълчание. За да разберете уместността на проблема с радона, прочетете. Съвременни проучвания показват, че радонът е причина за централен рак на белия дроб и рискът от заболяването се увеличава с увеличаване на концентрациите на радон в затворени помещения и дългосрочно пребиваване в предразположени към радон райони. Но въпреки многобройните начини, по които радонът навлиза в къщата, е възможно да се защити от повишени концентрации на радон, като се използват прости и евтини технически решения за защита на нискоетажна сграда от радон.

Alberg AJ., Самет JM. Епидемиология на рака на белия дроб. Гръден кош. 2003 г.; 123:21-49
НАС. Национални институти по здравеопазване. Национален институт по рака. информационен лист; Радон и рак: въпроси и отговори. 13 юли 2004 г. Посетен на 17 ноември 2009 г
Steindorf K., Lubin J., Wichmann H.E., Becher H. Смъртни случаи от рак на белия дроб, дължащи се на излагане на радон на закрито в Западна Германия. //Стажант. J. Epidemiol. 1995. Т. 24. № 3. С. 485-492.
Тихонов М.Н. Радон: източници, дози и нерешени проблеми // Атомна стратегия. -2006.- № 23, юли
Дози радиация за населението на Руската федерация през 2010 г. - Санкт Петербург: Санкт Петербургски изследователски институт по радиационна хигиена на името на професор P.V. Рамзаева, 2011. - С. 17.
Дози радиация за населението на Руската федерация през 2010 г. - Санкт Петербург: Санкт Петербургски изследователски институт по радиационна хигиена на името на професор P.V. Рамзаева, 2011. - С.18
Крисюк Е.М. Нива и последствия от публично излагане // ANRI. - 2002. - N 1(28). - С.4-12.

Литература

ВЪВЕДЕНИЕ

Навсякъде и навсякъде сме заобиколени от атмосферен въздух. В какво се състои? Отговорът не е труден: от 78,08 процента азот, 20,9 процента кислород, 0,03 процента въглероден двуокис, 0,00005 процента от водорода, около 0,94 процента се падат на така наречените инертни газове. Последните са открити едва в края на миналия век. Радонът се образува по време на радиоактивния разпад на радия и се намира в незначителни количества в уран-съдържащи материали, както и в някои природни води.

Уместност на изследванията Според Международната комисия за радиологична защита (ICRP), Научният комитет на ООН за ефектите от атомната радиация (SCEAR) най-голямата частДозата радиация (около 80% от общата), получена от населението при нормални условия, е свързана именно с естествените източници на радиация. Повече от половината от тази доза се дължи на наличието на газ радон и неговите дъщерни разпадни продукти (DDP) във въздуха на сгради, в които хората прекарват повече от 70% от времето си.

Радонът, благороден инертен газ, става все по-важен в човешкия живот. За съжаление той е предимно отрицателен - радонът е радиоактивен и следователно опасен. И тъй като се отделя непрекъснато от почвата, той се разпространява в цялата земна кора, в подпочвените и повърхностни води, в атмосферата и присъства във всеки дом.

Цивилизованото общество вече е осъзнало, че опасността от радон е голям и сложен комплексен проблем, тъй като радиоекологичните процеси, причинени от радона, протичат на три структурни нива на материята: ядрено, атомно-молекулярно и макроскопично. Поради това неговото решение е разделено на диагностични задачи и технологии за последващо неутрализиране на ефектите на радона върху хората и биологичните обекти.

В момента, след дългосрочния отказ на водещите световни сили да тестват ядрени оръжия, рискът от получаване на значителна доза радиация в съзнанието на повечето хора се свързва с действието на атомните електроцентрали. Особено след аварията в Чернобил. Все пак трябва да знаете, че съществува риск от излагане дори ако сте в собствения си дом. Заплахата тук е от природния газ - радон и тежки метални продукти от неговия разпад. Човечеството е изпитвало ефектите им през цялото си съществуване.

Цел на работата: Проучете природата на радона, неговите съединения, въздействието върху хората, както и изучавайте източниците на навлизане на радон в сградата и оценете ефективността на използването на различни материали като радон-защитни покрития.

ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА РАДОН

Още от 16-ти век хората са знаели за пагубните последици от престоя в определени области и зони, но никой не е имал представа за самия газ. В миньорските села в планините на Южна Германия жените вървяха по пътеката няколко пъти: съпрузите им бяха отнесени от мистериозна, бързо протичаща болест - „миньорска консумация“. Лекарите, които практикуват на тези места, споменават съществуването на ями, в които при липса на подходяща вентилация хората изпитват задух и учестен пулс, често губят съзнание и понякога умират. В същото време във въздуха не са открити никакви примеси нито по вкус, нито по мирис. Ето защо не е изненадващо, че те са вярвали, че хората са унищожени от обезпокоени планински духове. И само великият Парацелз, който е работил като лекар в същия район, пише за необходимостта от пречистване на въздуха в мините: „Ние сме длъжни да предотвратим контакта на тялото с излъчванията на метали, защото ако тялото е увредени от тях веднъж, не може да има лечение.

„Потреблението на миньорите“ най-накрая се справя едва през 1937 г., след като се установява, че това заболяване не е нищо повече от форма на рак на белите дробове, причинена от високи концентрации на радон.

Проблемът с радона се изучава от най-ранните етапи на развитие на ядрената физика, но особено сериозно и мащабно започва да се появява след мораториума върху ядрените експлозии и благодарение на разсекретяването на полигоните. При сравняване на ефектите от радиацията се оказа, че всеки апартамент, всяка стая има свои собствени местни „тестови площадки“ за ядрен радон.

Изотопите на радона се сорбират (абсорбират) от твърди вещества. Въглищата са най-производителни в това отношение, така че въглищните мини трябва да бъдат под повишено внимание на правителството. Същото важи за всички индустрии, които потребяват този видгориво.

Сорбираните радонови атоми са много подвижни и се преместват от повърхността на твърдото вещество в дълбоките слоеве. Това се отнася за органични и неорганични колоиди, биологични тъкани, което значително увеличава опасността от радон. Сорбиращите свойства на веществата значително зависят от температурата на предварително адсорбираните компоненти, насищането с влага и много други параметри. Желателно е тези свойства да се включат в разработването на различни антирадонови агенти.

В Казахския национален университет на името на. Ал-Фараби измерва височинните профили на разпределението на радона по подовете на сградите, на закрито и на открито. Потвърдени са добре известни модели, но са открити и други, които се използват експериментално за разработването на антирадон технически средства. Установено е, че няколко пъти на месец съдържанието на радон в приземната атмосфера може да се увеличи многократно. Тези „радонови бури“ са придружени от рязко повишаване на радиоактивността във въздуха, което не само допринася за развитието на рак на белия дроб, но и причинява функционално увреждане при практически здрави хора - около 30% изпитват задух, учестен пулс, мигренозни пристъпи , безсъние и др. Смущенията представляват особена опасност за болни и възрастни хора, както и за деца.

Оказа се, че възникването на радон-аеройонни бури е свързано с физически процеси, протичащи на Слънцето, с появата на тъмни петна по повърхността на звездата. Интересно предположение за възможен механизъм, свързващ слънчевата активност със значително увеличение на съдържанието на радон, направи московският учен A.E. Шеми-Заде. След като анализира данни за активността на радон в атмосферата, получени в Централна Азия, балтийските държави, Швеция и др., Той разкри връзка между нивото на активност на радон в земната атмосфера и слънчевите и геомагнитни процеси през различни години и в различни региони.

Концентрация на радон в микропори скали(обикновени гранити и базалти) е милиони пъти по-висока от тази в приземната атмосфера и достига 0,5-5,0 Bq/m3. Активността на радона обикновено се измерва в броя на неговите разпадания в 1 m3 - 1 бекерел (Bq) съответства на един разпад в секунда. Този радон, както показаха изчисленията на учения, се „изстисква“ от микропорите, появяващи се на повърхността поради магнитострикционно компресионно напрежение във високочестотното поле на геомагнитни смущения. Амплитудата на магнитострикцията, възникваща в постоянно магнитно поле на Земята под въздействието на малки геомагнитни смущения, е пропорционална на съдържанието на магнетит в скалата (обикновено до 4%), а честотата се определя от геомагнитните вариации. Амплитудата на магнитострикционното компресиране на скалите в областта на геомагнитните смущения е много малка, но ефектът от изместването на радон се дължи, първо, на високата честота на смущенията, и второ, на високата концентрация на газ. Оказва се, че ако в стълб от атмосферен въздух с напречно сечение от един километър „разбъркате“ слой, изолиран от скали с дебелина само един милиметър, тогава концентрацията на радон в този стълб ще се увеличи 10 пъти.

ИСТОРИЯ НА ОТКРИВАНЕТО

След откриването на радия, когато учените с голям ентусиазъм научиха тайните на радиоактивността, беше установено, че твърди вещества, които са били в непосредствена близост до радиеви соли, са станали радиоактивни. Няколко дни по-късно обаче радиоактивността на тези вещества изчезна безследно.

Радонът е открит повече от веднъж и за разлика от други подобни историиВсяко ново откритие не опровергаваше, а само допълваше предишните. Факт е, че никой от учените не се е занимавал с елемента радон - елемент в нашето обичайно разбиране на думата. Една от настоящите дефиниции на елемент е „съвкупност от атоми с общ брой протони в ядрото“, т.е. разликата може да бъде само в броя на неутроните. По същество един елемент е колекция от изотопи. Но в първите години на нашия век протонът и неутронът все още не бяха открити и самото понятие изотония не съществуваше.

Докато изучават йонизацията на въздуха от радиоактивни вещества, Кюри забелязват, че различни тела, разположени в близост до радиоактивен източник, придобиват радиоактивни свойства, които се запазват известно време след отстраняването на радиоактивното лекарство. Мария Кюри-Склодовска нарече това явление индуцирана активност. Други изследователи, най-вече Ръдърфорд, се опитаха през 1899/1900 г. обяснете това явление с факта, че радиоактивно тяло образува някакъв радиоактивен поток или еманация (от латинското emanare - изтичане и emanatio - изтичане), проникващо в околните тела. Но, както се оказа, това явление е характерно не само за препаратите с радий, но и за препаратите с торий и актиний, въпреки че периодът на индуцирана активност в последните случаи е по-кратък, отколкото в случая на радий. Установено е също, че еманацията е в състояние да предизвика фосфоресценция на определени вещества, например утайка от цинков сулфид. Менделеев описва този експеримент, демонстриран му от семейство Кюри, през пролетта на 1902 г.

Скоро Ръдърфорд и Соди успяха да докажат, че еманацията е газообразно вещество, който се подчинява на закона на Бойл и при охлаждане преминава в течно състояние и изследването му химични свойствапоказа, че еманацията е инертен газ с атомно тегло 222 (по-късно установено). Името еманация е предложено от Ръдърфорд, който открива, че образуването му от радий е придружено от освобождаване на хелий. Това име по-късно е променено на „Радиево излъчване – Ra Em“, за да се разграничи от излъчването на торий и актиний, които по-късно се оказват изотопи на излъчването на радий. През 1911 г. Рамзи, който определя атомното тегло на еманацията на радий, му дава ново име „Нитон“ от латински. nitens (блестящи, светещи); С това име той явно е искал да подчертае свойството на газа да предизвиква фосфоресценция на определени вещества. По-късно обаче се приема по-точното наименование радон - производно на думата "радий". Еманациите на торий и актиний (радонови изотопи) започват да се наричат торон и актинон.

На първо място, през годините след откриването на радона, неговите основни константи почти не са били изяснявани или преразглеждани. Това е доказателство за високото експериментално умение на тези, които първи са ги идентифицирали. Изяснена е само точката на кипене (или преминаването към течно състояние от газообразно състояние). В съвременните справочници се посочва доста категорично - минус 62°C.

Трябва също да се добави, че идеята за абсолютната химическа инертност на радона, както и на други тежки благородни газове, е останала в миналото. Още преди войната член-кореспондентът на Академията на науките на СССР Б.А. Никитин в Ленинградския радиев институт получава и изследва първите сложни съединения на радона - с вода, фенол и някои други вещества. Още от формулите на тези съединения: Rn 6H 2 O, Rn 2CH 3 C 6 H 5, Rn 2C 6 H 5 OH - става ясно, че това са така наречените съединения на включване, че радонът в тях е свързан с молекули на вода или органична материя само чрез van forces der Waltz. По-късно, през 60-те години, са получени истински радонови съединения. Според теоретичните концепции, които са се развили по това време за халидите на благородните газове, радоновите съединения трябва да имат достатъчна химическа устойчивост: RnF 2, RnF 4, RnCl 4, RnF 6.

Радоновите флуориди са получени веднага след първите ксенонови флуориди, но не могат да бъдат точно идентифицирани. Най-вероятно полученото нисколетливо вещество е смес от радонови флуориди.

Радонът, открит от Дорн, е най-дългоживеещият изотоп на елемент № 86. Той се образува по време на α разпада на радий-226. Масовото число на този изотоп е 222, полуживотът е 3,82 дни. Той съществува в природата като едно от междинните звена във веригата на разпадане на уран-238.

Еманация на торий (торон), открита от Ръдърфорд и Оуенс, член на друго естествено срещащо се радиоактивно семейство, семейството на торий. Това е изотоп с масово число 220 и период на полуразпад 54,5 секунди.

Актинонът, открит от Дебиерн, също е член на семейството на радиоактивния торий. Това е третият естествен изотоп на радона и най-краткоживеещият от естествените. Времето му на полуразпад е по-малко от четири секунди (по-точно 3,92 секунди), масовото му число е 219.

Общо сега са известни 19 изотопа на радона с масови числа 204 и от 206 до 224. 16 изотопа са получени изкуствено. Неутронно-дефицитни изотопи с масови числа до 212 се получават при реакции на дълбоко делене на ядра на уран и торий с високоенергийни протони. Тези изотопи са необходими за получаване и изследване на изкуствения елемент астат. Наскоро в Обединения институт за ядрени изследвания беше разработен ефективен метод за разделяне на неутронно-дефицитни изотопи на радон.

ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА НА РАДОН

Благородните газове са безцветни едноатомни газове без цвят или мирис.
Благородните газове имат по-висока електрическа проводимост от другите газове и светят ярко, когато през тях преминава ток: хелий с ярка жълта светлина, тъй като в неговия сравнително прост спектър двойната жълта линия преобладава над всички останали; неонът има огненочервена светлина, тъй като най-ярките му линии се намират в червената част на спектъра.
Наситеният характер на атомните молекули на инертните газове също се отразява във факта, че инертните газове имат по-ниски точки на втечняване и точки на замръзване в сравнение с други газове със същото молекулно тегло.

Радонът свети в тъмното, излъчва топлина без нагряване и с течение на времето образува нови елементи: единият от тях е газообразен, другият е твърдо вещество. Той е 110 пъти по-тежък от водорода, 55 пъти по-тежък от хелия и повече от 7 пъти по-тежък от въздуха. Един литър от този газ тежи почти 10 g (по-точно 9,9 g).

Радонът е безцветен газ, химически напълно инертен. Радонът се разтваря във вода по-добре от другите инертни газове (в 100 обема вода се разтварят до 50 обема радон). Когато се охлади до минус 62°C, радонът кондензира в течност, която е 7 пъти по-тежка от водата (специфичното тегло на течния радон е почти равно на специфично теглоцинк). При минус 71°C радонът „замръзва“. Количеството радон, отделяно от радиевите соли, е много малко и за да получите 1 литър радон, трябва да имате повече от 500 kg радий, докато през 1950 г. в цялото земно кълбо не са били получени повече от 700 g от него.

Радонът е радиоактивен елемент. Излъчвайки α-лъчи, той се превръща в хелий и твърд, също радиоактивен елемент, който е един от междинните продукти във веригата на радиоактивните трансформации на радия.

Естествено е да се очаква, че такива химически инертни вещества като инертните газове не трябва да засягат живите организми. Но това не е вярно. Вдишването на по-високи инертни газове (разбира се, смесени с кислород) води човек до състояние, подобно на алкохолно отравяне. Наркотичният ефект на инертните газове се дължи на разтваряне в нервните тъкани. Колкото по-високо е атомното тегло на един инертен газ, толкова по-голяма е неговата разтворимост и толкова по-силен е неговият наркотичен ефект.

По времето, когато радонът беше открит, типичен представителблагородни газове, имаше мнение, че елементите от тази група са химически инертни и не са способни да образуват истински химични съединения. Бяха известни само клатрати, чието образуване се дължи на силите на Ван дер Ваалс. Те включват хидрати на ксенон, криптон и аргон, които се получават чрез компресиране на съответния газ над водата до налягане, надвишаващо еластичността на дисоциацията на хидрата при дадена температура. За да се получат подобни радонови клатрати и да се открият чрез промени в налягането на парите, ще е необходимо почти недостъпно количество от този елемент. Нов методполучаването на клатратни съединения на благородни газове е предложено от B.A. Никитин и се състои от изоморфно съутаяване на молекулно съединение на радон с кристали на специфичен носител. Изследвайки поведението на радона по време на процесите на коутаяване с хидрати на серен диоксид и сероводород, Никитин показа, че има радонов хидрат, който е изоморфно коутаен с SO 2Х6 H 2 O и H 2 S Х6 H 2 O. Масата на радона в тези експерименти е 10-11 g радонови клатратни съединения с редица органични съединения, например с толуен и фенол.

Изследванията на химията на радона са възможни само с субмикроколичества от този елемент при използване на ксенонови съединения като специфични носители. Трябва обаче да се има предвид, че между ксенона и радона има 32 елемента (заедно с 5d-, 6s- и 6p-орбитите са запълнени и 4f-орбитите), което определя по-голямата металичност на радона в сравнение с ксенона.

Първото истинско радоново съединение, радонов дифлуорид, е получено през 1962 г., малко след синтеза на първите ксенонови флуориди. RnF 2 се образува както при директното взаимодействие на радон и флуорни газове при 400 ° C, така и при окисляването му с криптон дифлуорид, ксенонови ди- и тетрафлуориди и някои други окислители. Радоновият дифлуорид е стабилен до 200°C и се редуцира до елементарен радон от водород при 500°C и H2 налягане от 20 MPa. Радоновият дифлуорид е идентифициран чрез изследване на кокристализацията му с флуориди и други ксенонови производни.

Не е получено радоново съединение с окислител, при което степента му на окисление би била по-висока от +2. Причината за това е по-голямата стабилност на междинния продукт на флуориране (RnF+X-) в сравнение с подобна форма на ксенон. Това се дължи на по-високата йонност на връзката в случай на частица, съдържаща радон. Както е показано допълнителни изследвания, кинетичната бариера на реакциите на образуване на висши радонови флуориди може да бъде преодоляна или чрез въвеждане в реакционната система на никелов дифлуорид, който има най-високата каталитична активност в процесите на флуориране с ксенон, или чрез провеждане на реакцията на флуориране в присъствието на натриев бромид. В последния случай способността на натриевия флуорид за донор на флуорид, по-голяма от тази на радоновия дифлуорид, позволява превръщането на RnF+ в RnF 2 в резултат на реакцията: RnF+SbF 6 + NaF = RnF2 + Na+SbF 6 . RnF 2 се флуорира, за да образува висши флуориди, чиято хидролиза произвежда висши радонови оксиди. Потвърждение за образуването на радонови съединения в по-високи валентни състояния е ефективната кокристализация на бариеви ксенати и радонати.

Дълго време не бяха намерени условия, при които благородните газове биха могли да влязат в химически взаимодействия. Те не са формирани вярно химични съединения. С други думи, тяхната валентност е нула. На тази основа беше решено новата група химични елементи да се счита за нулева. Ниската химическа активност на благородните газове се обяснява с твърдата осемелектронна конфигурация на външния електронен слой. Поляризираемостта на атомите се увеличава с увеличаване на броя на електронните слоеве. Следователно трябва да се увеличи при преминаване от хелий към радон. Реактивността на благородните газове също трябва да се увеличи в същата посока.
Така още през 1924 г. беше изразена идеята, че някои съединения на тежки инертни газове (по-специално ксенонови флуориди и хлориди) са термодинамично доста стабилни и могат да съществуват при нормални условия. Девет години по-късно тази идея е подкрепена и развита от известни теоретици - Полинг и Одо. Изследване на електронната структура на криптонови и ксенонови обвивки от гледна точка квантова механикадоведе до заключението, че тези газове могат да образуват стабилни съединения с флуор. Имаше и експериментатори, които решиха да тестват хипотезата, но времето мина, експериментите бяха проведени и ксеноновият флуорид не беше получен. В резултат на това почти цялата работа в тази област беше спряна и окончателно се установи мнението за абсолютната инертност на благородните газове.

Исторически първият и най-разпространен е радиометричният метод за определяне на радон чрез радиоактивността на неговите разпадни продукти и сравняването му с активността на еталон.

Изотопът 222Rn може също да се определи директно от интензитета на собственото му α-лъчение. Удобен метод за определяне на радон във вода е екстрахирането му с толуен и след това измерване на активността на толуеновия разтвор с помощта на течен сцинтилационен брояч.

Когато концентрациите на радон във въздуха са значително по-ниски от пределно допустимите граници, препоръчително е да се определи след предварително концентриране чрез химично свързване с подходящи окислители, например BrF 2 SbF 6, O 2 SbF 6 и др.

ПОЛУЧАВАНЕ

За да се получи радон, въздухът се продухва през воден разтвор на всяка радиева сол, която носи със себе си радона, образуван по време на радиоактивния разпад на радия. След това въздухът се филтрира внимателно, за да се отделят микрокапки от разтвора, съдържащ радиевата сол, които могат да бъдат уловени от въздушния поток. За да се получи самият радон, химически активните вещества (кислород, водород, водна пара и др.) се отстраняват от смес от газове, остатъкът се кондензира с течен азот, след което се извличат азот и други инертни газове (аргон, неон и др.) дестилиран от кондензата.

Както беше посочено по-рано, източникът на естествения изотоп 222Rn е 226Ra. В равновесие с 1 g радий има 0,6 μl радон. Опити за изолиране на радон от неорганични солирадий показаха, че дори при температури, близки до точката на топене, радонът не се отстранява напълно от тях. Солите на органичните киселини (палмитинова, стеаринова, капронова), както и хидроксидите на тежките метали имат висока еманираща способност. За да се приготви силно еманиран източник, съединението на радия обикновено се утаява съвместно с бариеви соли на посочените органични киселини или хидроксиди на желязо и торий. Ефективно е и изолирането на радон от водни разтвори на радиеви соли. Обикновено радиевите разтвори се оставят известно време в ампулата, за да натрупат радон; Радонът се изпомпва на определени интервали. Освобождаването на радон след почистване обикновено се извършва чрез физични методи, например адсорбция активен въгленпоследвано от десорбция при 350°С.

В допълнение към физическите методи за улавяне на радон (адсорбция, криогенни и др.), Ефективно отделяне на радон от газова смесможе да се постигне чрез превръщането му под действието на окислители в нелетлива химична форма. По този начин радонът може практически да се абсорбира количествено от соли от състава ClF 2 SbF 6, BrF 2 SbF 6, O 2 SbF 6 и някои течни флуорохалиди в резултат на образуването на нелетливи соли от състава RnF + X-, където X- е комплексен анион.

Освобождаването на изкуствено произведени изотопи на радон, главно 211Rn (T = 14 h), е свързано с отделянето му от целевия материал - торий и сложна смес от продукти на реакции на дълбоко елиминиране.

БИВАНЕ СРЕД ПРИРОДАТА

Радонът се намира в следи от разтворени води. минерални извори, езера и лечебна кал. Той е във въздуха, който изпълва пещери, пещери и дълбоки тесни долини. В атмосферния въздух количеството радон се измерва в стойности от порядъка на 5·10-18% - 5·10-21% по обем.

Той е част от радиоактивните серии 238 U, 235 U и 232 Th. Радоновите ядра постоянно възникват в природата по време на радиоактивния разпад на родителските ядра. Равновесното съдържание в земната кора е 7·10−16% от масата. Поради своята химическа инертност радонът сравнително лесно напуска кристалната решетка на „родителския” минерал и навлиза в подпочвените води, природните газове и въздуха. Тъй като най-дълготрайният от четирите естествени изотопа на радона е 222 Rn, съдържанието му в тези среди е максимално.

Концентрацията на радон във въздуха зависи преди всичко от геоложката ситуация (например активни източници на радон са гранитите, които съдържат много уран, докато в същото време има малко радон над повърхността на моретата), т.к. както и върху времето (по време на дъжд микропукнатините, през които радонът излиза от почвата, се пълнят с вода; снежната покривка също предотвратява навлизането на радон във въздуха).

ПРИЛОЖЕНИЕ НА РАДОН

Честно казано, не можем да не отбележим някои от лечебните свойства на радона, свързани с използването на така наречените радонови бани. Те се оказват полезни при лечението на редица хронични заболявания: язва на дванадесетопръстника и стомаха, ревматизъм, остеохондроза, бронхиална астма, екзема и др. Радонотерапията може да замести лошо поносимите лекарства. За разлика от сероводорода, въглеродния диоксид и калните бани, радоновите бани се понасят много по-лесно. Но такива процедури трябва да се извършват под строг контрол на специалисти, тъй като терапевтичните дози газ в радоновите бани са значително по-ниски от максималните приемливи стандарти. В този случай ползите и вредите от радона се конкурират помежду си. Така експертите са изчислили, че отрицателният ефект от сеанс от 15 радонови бани по 15 минути е еквивалентен на изпушването на 6 цигари (смята се, че една цигара може да съкрати живота ви с 15 минути). Следователно възможната вреда от радонови бани се счита за незначителна при лечението на заболявания.

При определяне на дозата радиация, вредна за човешкото здраве, има две понятия. Първият се основава на идеята, че има определена прагова доза, под която радиацията е не само безвредна, но дори полезна за организма. Тази теория очевидно е възникнала по аналогия с идеята за малки дози отрови, които помагат за лечението на редица заболявания, или малки дози алкохол, подобряващи благосъстоянието на човека. Въпреки това, ако малки дози отрови или алкохол просто активират отделни клетки на тялото, тогава дори малки дози радиация просто ги унищожават. Затова авторите се придържат към различна, безпрагова концепция. Според него вероятността от развитие на рак е правопропорционална на дозата радиация, получена през живота. Това означава, че няма минимална доза, под която радиацията би била безвредна.

Радонът се използва в селското стопанство за активиране на храна за домашни животни, в металургията като индикатор за определяне на скоростта на газовите потоци в доменни пещи и газопроводи. В геологията измерването на съдържанието на радон във въздуха и водата се използва за търсене на находища на уран и торий, в хидрологията - за изследване на взаимодействието на подпочвените и речните води.

Радонът се използва широко за изследване на трансформациите в твърда фаза. Основата на тези изследвания е еманационният метод, който позволява да се изследва зависимостта на скоростта на освобождаване на радон от физическите и химичните трансформации, които се случват при нагряване на твърди вещества, съдържащи радий.

Радонът се използва и при изследване на явленията на дифузия и пренос в твърди тела, при изследване на скоростта на движение и при откриване на течове на газ в тръбопроводи.

Навсякъде по света се полагат огромни усилия за решаване на проблема с прогнозирането на земетресенията, но въпреки това често се оказваме безсилни пред неочакваната атака на стихиите от земните недра. Следователно търсенето на нови предвестници на сеизмични събития не спира. Проучване последните годинидоведе до идеята за прогнозиране на сеизмични събития въз основа на изучаване на процеса на освобождаване (издишване) на газ радон от скални маси. Анализът на тези данни ни връща към старата теория на Гилбърт-Рийд за еластичния откат (1911 г.), според която натрупването на енергия в скална маса преди земетресение и освобождаването на тази енергия по време на земетресение се случва в области, където тези скали изпитват еластична деформация.

Методът за прогнозиране на земетресения, който се състои в провеждане на рутинни наблюдения на промените в концентрацията на радон в скална маса, се различава по това, че се пробиват специални наблюдателни кладенци, чиято дълбочина е по-малка от дълбочината на нивото на подпочвените води и във всеки от тях кладенци непрекъснато се записва динамиката на отделянето на радон от скалната маса и общо количествосеизмична енергия, постъпваща във всеки наблюдателен кладенец. И въз основа на поредица от наблюдения във времето се идентифицират зони с последователно намаляване или увеличаване на емисиите на радон, като се вземе предвид входящата сеизмична енергия, тези зони се нанасят върху карта на района на изследване и въз основа на площта на зоната на динамично намаляване на емисиите на радон, позицията на епицентъра и магнитудът на очакваното земетресение се преценяват и въз основа на динамиката на намаляване и/или увеличаване на емисиите на радон в наблюдателни кладенци, времето на очакваното земетресение сеизмично събитие се преценява.

РАДОН В УРАЛСКИЯ РЕГИОН

Почти най-високото замърсяване на въздуха в Русия е свързано не само с факта, че най-големият индустриални предприятиядържави. Почвата и старите Уралски планини са пълни с разломи, които излъчват радон, който прониква в домовете ни. По отношение на броя точки, в които това се случва, Свердловска област е на второ място в страната.

Но кога започнаха да говорят толкова шумно за проблема с радона в нашия Урал? В края на 80-те години, когато се появява първият методически документ за контрол на радона в домовете. Тогава кметството на Екатеринбург издаде указ, че измерванията на радона трябва да се извършват във всички жилища под наем. И през 1994 г. започва да се изпълнява Федералната целева програма „Радон“. Имаше и регионална част, която по-специално засягаше Свердловска област.

Преди финансирането му, в частност от Екологичния фонд, беше по-активно и имаше повече качествени измервания. Институтът по индустриална екология на Уралския клон на Руската академия на науките участва в тази програма и извършва няколкостотин измервания годишно. В резултат на това вече има материали за измервания в повече от три хиляди домове в Свердловска област.

На фона на картата на Уралския регион има достатъчен брой селищаразположени в райони с относително високо нивоопасност от радон. Грубо казано, териториите на Свердловска област бяха разделени на 2 части. В първия нивото на опасност от радон е относително по-високо от второто, а в другото е относително по-ниско от първото. Можете да се доверите само на реални измервания.

Според данни, получени от Института по индустриална екология на Уралския клон на Руската академия на науките, 50 хиляди души са изложени на високи нива на радонова радиация.

В 1,1% от жилищата в Свердловска област обемната активност на радона надвишава хигиенната норма за съществуващи сгради. Един процент съответства на приблизително 20 хиляди жилища в Свердловска област.

НАЧИНИ ЗА РЕШАВАНЕ НА ПРОБЛЕМА С РАДОН

В момента проблемът с излагането на хора на радиоактивен газ радон остава актуален. Още през 16 век е имало висока смъртност сред миньорите в Чехия и Германия. През 50-те години на ХХ век се появяват обяснения за този факт. Радиоактивният газ радон, присъстващ в урановите мини, има доказано вредно въздействие върху човешкия организъм. Интересно е да се види как се промени отношението към проблема с влиянието на радона в наши дни.

Анализ на научнопопулярни публикации показва дела на вътрешното облъчване от различни източници на радиация.

маса 1

От таблицата следва, че 66% от вътрешното облъчване се определя от земните радионуклиди. Според учените радонът и неговите дъщерни разпадни продукти осигуряват приблизително ¾ от годишната ефективна доза радиация, която населението получава от земни източници на радиация.

Според учените радон-222 по отношение на приноса си към общата доза радиация е 20 пъти по-мощен от другите изотопи. Този изотоп се изучава повече от другите и се нарича просто радон. Основните източници на радон са почвата и строителните материали.

Всички строителни материали, почвата и земната кора съдържат радионуклиди на радий - 226 и торий - 232. В резултат на разпадането на тези изотопи се появява радиоактивен газ - радон. В допълнение, по време на α - разпадане се образуват ядра, които са във възбудено състояние, които при преминаване в основно състояние излъчват γ - кванти. Тези γ кванти формират радиоактивния фон на помещенията, в които се намираме. Интересен факт е, че радонът, като инертен газ, не образува аерозоли, т.е. не се прикрепя към прахови частици, тежки йони и др. Поради своята химическа инертност и дълъг период на полуразпад, радон-222 може да мигрира през пукнатини, пори на почвата и скалите на големи разстояния и за дълго време (около 10 дни).

Дълго време въпросът за биологичното влияние на радона остава открит. Оказа се, че по време на разпадането и трите изотопа на радона образуват дъщерни разпадни продукти (DPR). Те са химически активни. Повечето от DPR, добавяйки електрони, стават йони, лесно се прикрепят към въздушни аерозоли, превръщайки се в него интегрална част. Принципът на регистриране на радон във въздуха се основава на регистрацията на DPR йони. Влизане в Въздушни пътищаРадоновите DPR причиняват радиационно увреждане на белите дробове и бронхите.

Как се появява радонът във въздуха? След анализ на данните могат да бъдат идентифицирани следните източници на атмосферен радон:

таблица 2

Радонът се отделя от почвата и водата навсякъде, но концентрацията му във външния въздух варира в различните части на земното кълбо. Средното ниво на концентрация на радон във въздуха е приблизително 2 Bq/m3.

Оказа се, че човек получава по-голямата част от дозата, причинена от радон, докато е в затворено, непроветрено помещение. В умерения климат концентрациите на радон са на закритоприблизително 8 пъти по-висока, отколкото във външния въздух. Затова ни беше интересно да разберем какъв е основният източник на радон в къщата. Анализът на данните за печат е даден в таблицата:

Таблица 3

От представените данни следва, че обемната активност на радона във въздуха в помещенията се формира основно от почвата. Концентрацията на радон в почвата се определя от съдържанието на радионуклидите радий-226, торий-228, структурата и влажността на почвата. Структурата и структурата на земната кора определят процесите на дифузия на радоновите атоми и тяхната миграционна способност. Миграцията на радонови атоми се увеличава с увеличаване на влажността на почвата. Емисиите на радон от почвата са сезонни.

Повишаването на температурата причинява разширяване на порите в почвата и следователно увеличава освобождаването на радон. В допълнение, повишаването на температурата увеличава изпарението на водата, което пренася радиоактивен газ радон в околното пространство. Повишаването на атмосферното налягане насърчава проникването на въздух по-дълбоко в почвата и концентрацията на радон намалява. Напротив, когато външното налягане намалява, богатият на радон земен газ се втурва към повърхността и концентрацията на радон в атмосферата се увеличава.

Важен фактор, който намалява навлизането на радон в помещението, е изборът на площ за изграждане. В допълнение към почвата и въздуха, строителните материали са източници на радон в къщата. Изпарението на радон от гранули от микрочастици от скала или строителен материал се нарича издишване. Изпускането на радон от строителните материали зависи от съдържанието на радий в тях, плътността, порьозността на материала, параметрите на помещението, дебелината на стените, вентилацията на помещението. Обемната активност на радона във въздуха на закрито винаги е по-висока, отколкото в атмосферния въздух. За характеризиране на строителните материали се въвежда понятието дължина на дифузия на радон в дадено вещество.

От стената излизат само тези радонови атоми, които се намират в порите на материала на дълбочина не по-голяма от дифузионната дължина. Диаграмата показва начините за влизане в стаята:

·През пукнатини в монолитни подове;

·Чрез инсталационни връзки;

·През пукнатини в стените;

·При процепи около тръби;

·През стенни кухини.

Изследванията оценяват степента на навлизане на радон в вилае 20 Bq/m 3 час, докато приносът на бетона и другите строителни материали към тази доза е само 2 Bq/m 3 час. Съдържанието на радиоактивен газ радон във въздуха на закрито се определя от съдържанието на радий и торий в строителните материали. Използването на безотпадни технологии при производството на строителни материали влияе върху обемната активност на радона в затворени помещения. Използването на калциево-силикатна шлака, получена от преработката на фосфатни руди, отпадъчни скали от сметищата на преработвателни фабрики, намалява замърсяването на околната среда, намалява разходите за производство на строителни материали и намалява разходите за радон при хората. Блокове от фосфогини и глинести шисти от стипца имат особено висока специфична активност. От 1980 г. производството на такъв газобетон е преустановено поради високата концентрация на радий и торий.

Когато се оценява рискът от радон, винаги трябва да се помни, че приносът на самия радон към експозицията е сравнително малък. При радиоактивно равновесие между радон и неговите дъщерни разпадни продукти (DPR) този принос не надвишава 2%. Следователно дозата на облъчване на белите дробове от радон DPR се определя от стойност, еквивалентна на равновесната обемна активност (ERVA) на радон:

C Rn eq = n Rn F Rn = 0,1046n RaA + 0,5161n RaB + 0,3793n RaC,

където n Rn, n RaA, n RaB, n RaC са съответно обемните активности на радона и неговата DPR Bq/m3; F Rn е коефициентът на равновесие, който се определя като съотношението на еквивалентната равновесна обемна активност на радона във въздуха към реалната обемна активност на радона. На практика винаги F Rn< 1 (0,4–0,5).

Норми за EROA на радон във въздуха на жилищни сгради, Bq/m:

Друг източник на радон в затворени помещения е природният газ. При изгаряне на газ радонът се натрупва в кухнята, котелните и пералните и се разпространява из цялата сграда. Ето защо е много важно да има абсорбатори на местата, където се изгаря природен газ.

Във връзка с бума на строителството, наблюдаван днес в света, опасността от замърсяване с радон трябва да се вземе предвид при избора както на строителни материали, така и на места за изграждане на къщи.

Оказва се, че алуминиевият оксид, използван от десетилетия в Швеция, калциево-силикатната шлака и фосфорният гипс, широко използвани в производството на цимент, гипс и строителни блокове, също са силно радиоактивни. Основният източник на радон в затворените помещения обаче не са строителните материали, а почвата под самата къща, дори ако тази почва съдържа доста приемлива активност на радий - 30-40 Bq/m3. Нашите къщи са построени като върху гъба, напоена с радон! Изчисленията показват, че ако в обикновено помещение с обем 50 m3 има само 0,5 m3 почвен въздух, то радоновата активност в него е 300-400 Bq/m3. Тоест къщите са кутии, които улавят радона, „издишан“ от земята.

Могат да се дадат следните данни за съдържанието на свободен радон в различни скали:

При изграждане на нови сгради е (трябва) да се предвиди прилагането на мерки за защита от радон; отговорност за извършване на такива дейности, както и за оценка на дозите от природни източници и прилагане на мерки за тяхното намаляване, Федерален закон„За радиационната безопасност на населението” N3-F3 от 9 януари 1996 г. и стандартите за радиационна безопасност NRB-96 от 10 април 1996 г., разработени на негова основа, е поверено на управлението на териториите. Основни направления (събития) на регионалните и федералните програми "Радон" 1996-2000 г. следното:

· Радиационно-хигиенно обследване на населението и обектите на народното стопанство;

· Радиоекологично осигуряване на строителството на сгради и съоръжения.

· Разработване и прилагане на мерки за намаляване на облъчването на населението.

· Оценка на здравословното състояние и прилагане на профилактични медицински мерки за радиационно рискови групи.

· Инструментално, методическо и метрологично осигуряване на работата.

· Информационна поддръжка.

· Решаването на тези проблеми изисква значителни финансови разходи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Има много нерешени въпроси по проблема с радона. От една страна, те имат чисто научен интерес, а от друга страна, без тяхното решение е трудно да се извърши каквато и да е практическа работа, например в рамките на Федералната програма Радон.

Накратко тези проблеми могат да бъдат формулирани по следния начин.

1. Модели на радиационни рискове от облъчване с радон са получени въз основа на анализ на данни за облъчване на миньори. Все още не е ясно доколко този модел на риска е валиден за прилагане на експозиция в домовете.

2. Проблемът с определянето на ефективните дози на радиация при излагане на DPR радон и торон е доста двусмислен. За правилен преход от EROA на радон или торон към ефективната доза е необходимо да се вземат предвид фактори като фракцията на свободните атоми и разпределението на активността върху размерите на аерозола. Публикуваните в момента оценки на свързаността понякога се различават с фактор.

3. Все още няма надежден формализиран математически модел, който да описва процесите на натрупване на радон, торон и техния DPR в атмосферата на закрито, като се вземат предвид всички пътища на навлизане, параметри на строителни материали, покрития и др.

4. Има проблеми, свързани с изясняването на регионалните особености на формирането на радиационни дози от радон и неговия DPR

1. Andruz, J. Въведение в химията на околната среда. пер. от английски – М: Мир, 1999. – 271 с.: ил.

2. Ахметов, Н.С. Обща и неорганична химия. Учебник за университети / Н.С. Ахметов. – 7-мо изд., изтрито. – М.: Vyssh.shk., 2008. – 743 с., ил.

3. Буторина, М.В. Инженерна екология и управление: Учебник / M.V. Буторина и др.: изд. Н.И. Иванова, И.М. Фадина.- М.: Логос, 2003. – 528 с.: ил.

4. Девакеев Р. Инертни газове: история на откриване, свойства, приложение. [Електронен ресурс] / Р. Девакеев. – 2006. – Режим на достъп: www.ref.uz/download.php?id=15623

5. Колосов, А.Е. Радон 222, ефектът му върху хората. [Електронен ресурс] / A.E. Колосов. Москва гимназияна името на Иван Яригин, 2007. – Режим на достъп: ef-concurs.dya.ru/2007-2008/docs/03002.doc

6. Короновски Н.В., Абрамов В.А. Земетресения: причини, последствия, прогноза // Soros Educational Journal. 1998. № 12. С. 71-78.

7. Котън, Ф. Съвременна неорганична химия, част 2. пер. от английски / Ф. Котън, Дж. Уилкинсън: изд. К.В. Астахова.- М.: Мир, 1969. –495 с.: ил.

8. Нефедов, В.Д. Радиохимия. [Електронен ресурс] / V.D. Нефедов и др. - М: Висше училище, 1985. – Режим на достъп: http://www.library.ospu.odessa.ua/online/books/RadioChimie/Predislov.html

9. Николайкин, Н.И. Екология: учебник за ВУЗ [Тест]/Н.И. Николайкин.- М.: Дропла, 2005.- стр.421-422

10. Уткин, В.И. Газовото дишане на Земята / V.I. Уткин // Образователен вестник на Сорос. - 1997. - № 1. С. 57–64.

11. Уткин, В.И. Радон и проблемът с тектоничните земетресения [Електронен ресурс] / V.I. Уралски държавен професионално-педагогически университет „Уткин“, 2000 г. – Режим на достъп: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1133.html

12. Уткин, В.И. Проблемът с радона в екологията [Електронен ресурс] / V.I. Уралски държавен професионално-педагогически университет „Уткин“, 2000 г. – Режим на достъп: http://209.85.129.132/search?q=cache:zprKCPOwKBcJ:www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf

13. Хуторянский, Я. Радонов портрет: версия на уралските еколози / Я. Хуторянский // Строителен комплекс на Средния Урал. -2003. -№ 1. От 52-55г.

Литература

ВЪВЕДЕНИЕ

Навсякъде и навсякъде сме заобиколени от атмосферен въздух. В какво се състои? Отговорът не е труден: от 78,08 процента азот, 20,9 процента кислород, 0,03 процента въглероден диоксид, 0,00005 процента водород, около 0,94 процента е делът на така наречените инертни газове. Последните са открити едва в края на миналия век. Радонът се образува по време на радиоактивния разпад на радия и се намира в незначителни количества в уран-съдържащи материали, както и в някои природни води.

Уместност на изследването Според Международната комисия за радиологична защита (ICRP), Научния комитет на ООН за ефектите от атомната радиация (SCEAR), най-голямата част от радиационната доза (около 80% от общата), получена от населението при нормални условия се свързва именно с естествените източници на радиация. Повече от половината от тази доза се дължи на наличието на газ радон и неговите дъщерни разпадни продукти (DDP) във въздуха на сгради, в които хората прекарват повече от 70% от времето си.

ОБЩА ИНФОРМАЦИЯ ЗА РАДОН

Изотопите на радона се сорбират (абсорбират) от твърди вещества. Въглищата са най-производителни в това отношение, така че въглищните мини трябва да бъдат под повишено внимание на правителството. Същото важи и за всички индустрии, които консумират този вид гориво.

В Казахския национален университет на името на. Ал-Фараби измерва височинните профили на разпределението на радона по подовете на сградите, на закрито и на открито. Потвърдени са добре известни закономерности, но са открити и други, които се използват експериментално за разработване на антирадонови технически средства. Установено е, че няколко пъти на месец съдържанието на радон в приземната атмосфера може да се увеличи многократно. Тези „радонови бури“ са придружени от рязко повишаване на радиоактивността във въздуха, което не само допринася за развитието на рак на белия дроб, но и причинява функционално увреждане при практически здрави хора - около 30% изпитват задух, учестен пулс, мигренозни пристъпи , безсъние и др. Смущенията представляват особена опасност за болни и възрастни хора, както и за деца.

Концентрацията на радон в микропорите на скалите (обикновени гранити и базалти) е милиони пъти по-висока, отколкото в приземната атмосфера и достига 0,5-5,0 Bq/m3. Активността на радона обикновено се измерва в броя на неговите разпадания в 1 m3 - 1 бекерел (Bq) съответства на един разпад в секунда. Този радон, както показаха изчисленията на учения, се „изстисква“ от микропорите, появяващи се на повърхността поради магнитострикционно компресионно напрежение във високочестотното поле на геомагнитни смущения. Амплитудата на магнитострикцията, възникваща в постоянно магнитно поле на Земята под въздействието на малки геомагнитни смущения, е пропорционална на съдържанието на магнетит в скалата (обикновено до 4%), а честотата се определя от геомагнитните вариации. Амплитудата на магнитострикционното компресиране на скалите в областта на геомагнитните смущения е много малка, но ефектът от изместването на радон се дължи, първо, на високата честота на смущенията, и второ, на високата концентрация на газ. Оказва се, че ако в стълб от атмосферен въздух с напречно сечение от един километър „разбъркате“ слой, изолиран от скали с дебелина само един милиметър, тогава концентрацията на радон в този стълб ще се увеличи 10 пъти.

ИСТОРИЯ НА ОТКРИВАНЕТО

След откриването на радия, когато учените нетърпеливо изследваха тайните на радиоактивността, беше установено, че твърдите вещества, които са в непосредствена близост до радиевите соли, стават радиоактивни. Няколко дни по-късно обаче радиоактивността на тези вещества изчезна безследно.

Радонът е откриван няколко пъти и за разлика от други подобни истории всяко ново откритие не опровергава, а само допълва предишните. Факт е, че никой от учените не се е занимавал с елемента радон - елемент в нашето обичайно разбиране на думата. Една от настоящите дефиниции на елемент е „съвкупност от атоми с общ брой протони в ядрото“, т.е. разликата може да бъде само в броя на неутроните. По същество един елемент е колекция от изотопи. Но в първите години на нашия век протонът и неутронът все още не бяха открити и самото понятие изотония не съществуваше.