Радон — радиоактивный инертный газ¶
Радон (Rn, лат. radon) — химический элемент 18-й группы (благородные газы) периодической системы Д. И. Менделеева, атомный номер 86. Наиболее стабильный изотоп радона, ²²²Rn, обладает периодом полураспада 3,82 суток и является самым тяжёлым природным инертным газом. Радон — радиоактивный газ без запаха, вкуса и цвета, образующийся в земной коре в результате распада радия. В нормальных условиях он в 7,5 раза тяжелее воздуха, при охлаждении до −61,7 °C переходит в жидкость, а при −71 °C — в твёрдое тело.
¶Открытие и происхождение названия
Радон был открыт в 1899 году английским физиком Эрнестом Резерфордом, наблюдавшим радиоактивное излучение из почвы, а в 1900 году — немецким химиком Фридрихом Эрнестом Дорном, который назвал газ «радиоэманацией». В 1910 году шотландский химик Уильям Рамзай и его сотрудник Роберт Уитлоу получили чистый образец газа и определили его атомную массу. В 1923 году элемент получил современное название — радон, от латинского radium (радий), поскольку газ образуется при распаде радия. Ранее изотоп ²²²Rn называли радоном, изотоп ²²⁰Rn — тороном, а изотоп ²¹⁹Rn — актиноном; ныне эти названия устарели.
¶Физические и химические свойства
Радон — инертный газ, не образующий устойчивых химических соединений. Впервые соединения радона (фториды, RnF₂ и др.) были получены в 1962 году Нейлом Бартлеттом и позднее подтверждены другими исследователями, однако они неустойчивы и быстро разлагаются.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Атомный номер | 86 |
| Атомная масса | 222 (для ²²²Rn) |
| Плотность (газ, 0 °C) | 9,73 кг/м³ |
| Температура кипения | −61,7 °C |
| Температура плавления | −71 °C |
| Период полураспада ²²²Rn | 3,8235 суток |
Радон испускает альфа-излучение, превращаясь в полоний-218. При этом образуются короткоживущие продукты распада (полоний, висмут, свинец), которые, оседая на лёгкие при вдыхании, продолжают излучать и повышают дозу облучения.
¶Природные источники и распространённость
Радон непрерывно образуется в земной коре из урана-238 и тория-232 через цепочки распада, в которых участвует радий. Его содержание в почве и горных породах зависит от концентрации урана и радия. Наиболее богаты ураном граниты, сланцы, фосфориты, а также некоторые фосфатные удобрения.
Радон, диффундируя из пород, попадает в почвенный воздух, подземные воды и атмосферу. Его концентрация в наружном воздухе обычно составляет 1–20 Бк/м³, в подземных водах — от единиц до тысяч Бк/л, а в закрытых помещениях, особенно в подвалах и первых этажах зданий, построенных на ураносодержащих породах, может достигать сотен и тысяч Бк/м³. Радон — главный источник естественного радиоактивного фона для населения.
¶Радон в жилых помещениях
Основным источником радона в домах является почва под фундаментом. Газ поступает в помещения через трещины в фундаменте, щели вокруг труб, подвалы и цоколи. Способствуют накоплению радона:
- недостаточная вентиляция;
- низкое расположение здания относительно уровня земли;
- наличие подвалов и погребов;
- строительство на ураносодержащих грунтах или с использованием таких материалов (керамзит, гранитная крошка, шлакоблоки, фосфогипс).
В России норматив среднегодовой равновесной объёмной активности радона в жилых помещениях составляет 200 Бк/м³ (СанПиН 2.6.1.2523-09). По данным Росгидромета, в ряде регионов с гранитными породами — например, в Карелии, на Урале, в Забайкалье и Прибайкалье — уровень радона в отдельных домах превышает этот норматив.
¶Воздействие на здоровье
Радон и его дочерние продукты распада — вторая по значимости (после курения) причина рака лёгких в мире. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, на радон приходится около 3–14 % случаев рака лёгких. Альфа-частицы, испускаемые радоном и его дочерними изотопами, повреждают эпителий дыхательных путей, что может приводить к злокачественным опухолям. Риск возрастает с увеличением времени пребывания в помещении и концентрации газа.
¶Измерение и защита
Уровень радона определяют с помощью датчиков ионизации, активационных и спектрометрических методов, а также пассивных детекторов — например, плёнок CR-39, регистрирующих следы альфа-частиц. Для снижения концентрации радона в помещениях применяют:
- уплотнение трещин и примыканий в фундаменте и полах;
- устройство вентиляции подвальных помещений и продувку фундамента;
- герметизацию источников поступления газа;
- системы принудительной вентиляции и аспирации из-под плит перекрытия.
В России мониторинг радона ведётся Росгидрометом и Роспотребнадзором; в ряде регионов действуют программы обследования жилого фонда на содержание радона.
¶Радон в медицине
В первой половине XX века радон использовался в радиотерапии — так называемые «радоновые ванны» и «радоновые шахты» (например, в Германии и России) применялись для лечения суставных и кожных заболеваний. В настоящее время метод практически не используется из-за радиационной опасности; в России курортное лечение радоновыми ваннами сохраняется в ограниченном виде на ряде бальнеологических курортов (например, в Пятигорске и Сочи) под контролем дозиметрии.
Источники:
- Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева
- «Радиационная безопасность» (под ред. Л. А. Ильина)
- СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности»
- Материалы Росгидромета по мониторингу природного радиоактивного фона
- Всемирная организация здравоохранения, публикации о радоне и здоровье