Газ родон все о нем. Радон — невидимый убийца. Самые тяжелые газы

Что означают на практике фразы: «радоновые ванны», «радонотерапия», «лечение радоном», - пользу или вред приносит этот элемент, изучаемый на школьных уроках химии. Как добывают радон для лечения и как часто можно его использовать, чтобы не навредить организму? Газ применяют в радонотерапии для укрепления здоровья.

Что такое радон

Радон относится к группе инертных газов, не обладает запахом, цветом или вкусом, может флюоресцировать – вначале его называли нитон, от латинского «светящийся». Окраска при флюоресценции меняется в зависимости от состояния от голубого до желто-оранжевого (в охлажденном состоянии).

Известный в качестве лечебного средства, газ является радиоактивным веществом, при неумелом использовании может быть вреден для здоровья и жизни. Все зависит от концентрации, но даже зная ее, нельзя заниматься самолечением: имеет противопоказания и индивидуальную непереносимость отдельными организмами.

Хотя радон образуется глубоко в земле и, будучи тяжелым, не может самостоятельно подняться на поверхность, он быстро «цепляется» к более легким газам или растворяется в воде и поднимается ближе к поверхности. На этом его свойстве основаны природные радоновые пещеры или ванны, по подобию которых создаются искусственные, насыщенные газом принудительно.

Это один из самых редких газов в природе. Его количество в воздухе и в земной коре минимально, образуется он при распаде радия - не менее редкого вещества. В залежах радия газ формируется постоянно, небольшого количества вещества достаточно для бесперебойного функционирования радоновой клиники.

На службе человека

На протяжении почти века после официального открытия радон используется во многих сферах жизни: при выращивании домашних животных, излучение помогает найти залежи радиоактивных элементов, используется во многих технологических процессах.

Самое значительное применение нашел в медицине, с прошлого века пользуются спросом санатории с радоновыми ваннами, а многие курорты стали популярны во всем мире благодаря насыщенности вод этим радиоактивным веществом.

Микродозы радона, растворенные в минеральных водах, предназначенных для ванн или ингаляций, проникая внутрь человеческого организма, оказывают оздоровительное влияние практически на все системы: от нервной до кровеносной. Незначительное количество радона быстро выводится из организма, не причиняя вреда.

История открытия элемента богата взлетами и падениями. Издавна отмечалось, что некоторые источники обладают целительным эффектом, однако только в начале ХХ века наука смогла обосновать это, и уже в 1911 году начал работу курорт в городе Яхимов, Чехия, ставший впоследствии одним из популярнейших.

В России первопроходцем в сфере радонотерапии стала лечебница в Белокурихе, основанная в 1867 году. Спустя 40 лет, в 1907 году, изыскания подтвердили, что воды лечебницы обладают целебными свойствами благодаря содержанию радона.

На сегодняшний день одним из наиболее популярных городов-курортов в России, использующих целительный газ, является Пятигорск. Водные лечебницы строились здесь еще тогда, когда понятие радиоактивности не было сформулировано. Наблюдения показали целебность вод этого региона, и в середине XIX века здесь начали строить первые здания, в которых впоследствии разместили ванны.

Сегодня многочисленные санатории города применяют радиоактивную терапию для лечения и оздоровления отдыхающих. Здесь официально зародилась наука, изучающая воздействие газа на здоровье человека, радоновые ванны Пятигорска стали одной из достопримечательностей, своеобразной визитной карточкой.

Принцип воздействия

Терапия используется при лечении широкого спектра заболеваний, ванны позволяют газу проникнуть в организм сначала через кожу, а затем в подкожные слои, где он растворяется в жировых тканях или проникает глубже, в органы. Под его воздействием возникает эффект ионизации, который активизирует внутренние процессы, восстанавливает баланс и приводит в действие регенерационные механизмы.

Курс радонового лечения приводит к улучшению состояния кожи, уменьшает воспалительные процессы, способствует обмену веществ и ускоряет восстановление поврежденных внутренних тканей. Особый эффект оказывает на кровеносную систему: воздействует на сосуды от самых маленьких до самых крупных, улучшает кровообращение и повышает упругость стенок, воздействуя на работу сердечной мышцы, приводя в норму частоту пульса.

Необходимо отметить влияние газа на нервную систему: успокаивает и расслабляет, можно использовать при нарушениях сна и для снятия болевых ощущений.

Замечен положительный эффект при легочных и суставных заболеваниях, используется для снижения веса, что приобрело особую актуальность в последнее время. Для достижения заметного результата метод необходимо сочетать с физическими нагрузками, следить за питанием, отдавая предпочтение здоровой еде. Целебный эффект от радоновых процедур сохраняется до полугода.

В гинекологии

Благодаря своему противовоспалительному действию радон показан при гинекологических заболеваниях. Применяются ванны и орошения, воздействующие непосредственно на область воспаления, помогающие тканям восстанавливаться, способные останавливать кровотечения, хотя это не рекомендуется. С использованием радиоактивного газа лечат:

• фиброматоз;
• поликистоз яичников;
• фибромиомы;
• эндометриоз и другие заболевания.

В некоторых случаях обнаруживалось положительное влияние на нормализацию женского цикла, уменьшение болевых синдромов, улучшение состояния при климактерических недомоганиях. Ученые отметили, что радон настолько эффективен в гинекологии, что зачастую может замещать хирургические методы, особенно при лечении фибромиом.

Методы терапии

В зависимости от заболевания медицина предлагает несколько способов воздействия на организм радоном.

Наиболее востребованы ванны, оказывают лечебное воздействие при конкретном заболевании и оздоравливают организм в целом. Их назначают курсом, сочетая с массажем и грязелечением, проводится обычно 12-15 процедур, в зависимости от назначения врача. Температура ванн примерно 36 градусов, продолжительность процедуры 10-20 минут.

Благодаря тому, что радоновое воздействие нормализует давление, этот метод распространен для лечения больных, которые не могут использовать другие методы из-за опасности повышения давления. Для пожилых людей, страдающим от болей в суставах и имеющих нестабильное давление, радонотерапию является прекрасной альтернативой медикаментозному лечению.

При заболеваниях пищеварительной системы целесообразнее питье, при "женских" - орошения или микроклизмы. Питьевая терапия показана страдающим от подагры - улучшается обмен мочевой кислоты, так как радон нормализует работу печени и прочих внутренних органов.

Возможно использовать для лечения дыхательных путей, в этом случае применяют радоновые штольни или, так называемые, воздушные ванны. Под штольнями понимают природные пещеры с наиболее подходящим уровнем содержания радона. В них поддерживается высокий уровень влажности и температуры, что позволяет раскрыть поры. Воздушные ванны - это искусственно созданные аппараты, где получают эффект природных штолен.

Во многих странах существуют санатории с искусственными радоновыми ваннами. При заболеваниях, связанных с опорно-двигательной системой, возможно назначение масел, обогащенных радоном. Чешский курорт предлагает лечение так называемыми радоновыми коробочками в тех случаях, когда требуется более продолжительное воздействие. Применение этого метода, получившего название брахирадиумтерапия, возможно взрослым - старше 18 лет - под наблюдением врача.

Противопоказания

Имеет ряд противопоказаний:

• беременность, некоторые виды бесплодия, сниженная функция яичников;
• злокачественные образования;
• гипотериоз, гипоэстрогения, выраженная лейкопения;
• лучевая болезнь на любой стадии;
• профессиональная деятельность, связанная с излучениями (УВЧ, СВЧ и т.д.);
• лихорадочные состояния;
• кожные заболевания во время обострения;
• тяжело протекающие неврозы;
• с осторожностью при нарушениях работы щитовидной железы.

Применение радонотерапии разрешается для детей старше 5 лет по назначению специалиста.

Польза или вред

Радон был открыт в начале двадцатого века и очень быстро вызвал широкий интерес. Его влияние на организм изучали, а радиоактивность и насыщенность веществом стала гарантией эффективности минеральной воды. Возникла своеобразная мода на радиоактивность, на волне интереса широко пропагандировалось применение газа в медицинских целях.

К 1920 годам выяснилось, что в маленьких дозах вещество оказывает очень благотворное влияние на организм, зачастую при болезнях, которые тяжело лечатся другими методами. Применяется в лечении позвоночника, суставных и иммунных болезней, варикоза, снимает напряжение нервной системы, расслабляя и успокаивая, помогает в борьбе с лишним весом и нестабильным давлением. Надолго снимает боль, в том числе при климаксе у женщин.

Казалось бы, чем не панацея? Однако у всего сущего есть две стороны. Недавние исследования выявили, что полезный газ, более века служащий здоровью людей, - одна из причин развития рака легких. Виноваты элементы, оседающие в организме после распада газа и интенсивно его облучающие.

Часто люди страдают от излучения, не замечая его: газ может содержаться в строительных материалах или просто выделяться из недр земли в том месте, где построен дом. Поэтому сегодня в нашей стране, как и во многих других, установлены нормы содержания радона, которые измеряются специальными приборами. При превышении этих норм проводят мероприятия по его снижению или снос дома, если показатели достигают критических высот.

В небольшой концентрации радон остается незаменимым лекарственным средством, приходящим на помощь, когда другие возможности противопоказаны. Необходимо помнить о дозировке и соблюдении инструкций врача.

Наш заочный разговор начнем с рассказа об опасности, о которой мало говорят (если и говорят, то далеко не всегда компетентную информацию озвучивают), поэтому процент осведомленных о ней граждан недопустимо мал.
Мифы о радоне.

Вредное влияние радиации на организм человека было замечено ещё в 16 веке, когда внимание медиков привлекла таинственная «горная болезнь» рудокопов некоторых шахт Чехии и Германии, где смертность от заболеваний лёгких среди шахтёров оказалась в 50 раз выше, чем среди прочего населения. Причина этого загадочного явления была объяснена лишь столетия спустя - ею оказалась высокая концентрация в воздухе шахт радиоактивного газа радона. Таким образом, как правила дорожного движения написаны "кровью", так и отечественные законотворцы в конце 90-х годов XX века догадались разработать профильный федеральный закон о радиационной безопасности населения, тем самым обязав застройщиков многоквартирных домов, детских садов и школ обращать внимание на радоновую проблематику. К слову сказать, закон не идеальный по нескольким причинам, например из-за огромного размера страны....

Радон нередко приводит к раку легких у людей живущих в опасных домах. Согласно данным организации здравоохранения Канады, радон стоит на втором месте после курения в развитии у людей рака легких.

Исследованиями последних лет надежно установлено, что более 60% дозы ионизирующего излучения на человека в год приходится от естественных природных источников излучения (горные породы и космическая радиация), при этом более 50% облучения обусловлено радоном и продуктами его распада. Поэтому проблема радиационной безопасности жилищ интенсифицировала в последние годы исследования радона во многих странах.

Попадая в организм человека, радон ионизирует (облучает) молекулы тканей и кроме провоцирования рака лёгких может вызывать генетические дефекты, передаваемые через несколько поколений. Существует прямая связь заболеваемости ишемической болезнью сердца, злокачественными опухолями, бронхиальной астмой, психическими нарушениями и др.

Тем кто доверяет только зарубежным источникам информации, адресована следующая ссылка Всемирной организации здравоохранения , в которой рассказывается одна из граней радоновой проблематики. Хотя мы считаем, что тот совет, который дан в начале данной статьи, подходит для тех, кому по каким-то причинам жалко заплатить специалистам, чтобы они измерили содержание газа в воздухе дома. Ведь далеко не обязательно, что у вас в доме проблемы с радоном!

А тем, кто еще дом не построил, нужно задумываться не столько о вентиляции не помещений, а грунта.

РАССМОТРИМ ПРОБЛЕМУ БОЛЕЕ ОБСТОЯТЕЛЬНО

Как ни парадоксально это может показаться на первый взгляд, но основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Для тропических стран подобные измерения не проводились; можно, однако, предположить, что, поскольку климат там гораздо теплее и жилые помещения намного более открытые, концентрация радона внутри их ненамного отличается от его концентрации в наружном воздухе.

Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда, когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды. Поступая внутрь помещения тем или иным путем (просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, выделяясь из материалов, использованных в конструкции дома), радон накапливается в нем. В результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни радиации, особенно если дом стоит на грунте с относительно повышенным содержанием радионуклидов или если при его постройке использовали материалы с повышенной радиоактивностью. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения.

Известно, что главный источник радона в закрытых помещениях - это грунт под зданием! Были случаи когда дома возводились прямо на старых отвалах горнодобывающих предприятий, содержащих радиоактивные материалы. Так, в США (штат Колорадо) дома оказались построенными на отходах урановых рудников, в Швеции - на отходах переработки глинозема, в поселке Читинской обл - на регенерированной после добычи урана территории. Но даже и в менее экзотических случаях просачивающийся сквозь пол радон представляет собой главный источник радиоактивного облучения населения в закрытых помещениях.

Не все породы одинаково радоноопасны. Правильнее сказать, что большинство пород абсолютно в этом отношении безопасные: известняк, песчаник, мергель, серпентинит, перидотит, габбро, диабаз, базальт.

На фото ниже схематично показано, что если расположить дом на участке без разломов\трещин, то вероятно потоки радона, выходящие из грунта, будут в пределах нормы. Но чтобы знать наверняка, нужно измерить, так как на поток радона влияет наличие\отсутствие грунтовых вод, глубина до скалы, тип скальной породы, мощность коры выветривания и т.п.

Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в жилые помещения представляют собой вода и природный газ.

Однако основная опасность, как это ни удивительно, исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды, с высоким содержанием радона, в легкие человека вместе с вдыхаемым воздухом.

Без паники! Даже если ваш участок радоноопасный, это не значит что его нужно экстренно продавать кому-либо. Для этих случаев существуют .

ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА

Радиация в больших дозах вредна для живых существ. Радиационное излучение может разрушать клетки, повреждать ткани органов и явиться причиной скорой гибели органа или организма.
Повреждения, вызываемые сверх большими дозами облучения, обыкновенно проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые заболевания, однако, проявляются спустя много лет после облучения - как правило, не ранее чем через одно - два десятилетия. А врожденные пороки развития и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, по определению проявляются лишь в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению.

В то время как идентификация быстро проявляющихся («острых») последствий от действия больших доз облучения не составляет труда, обнаружить отдаленные последствия от малых доз облучения почти всегда оказывается очень трудно. Частично это объясняется тем, что для их проявления должно пройти очень много времени. Но даже и обнаружив какие-то эффекты, требуется еще доказать, что они объясняются действием радиации, поскольку и рак, и повреждения генетического аппарата могут быть вызваны не только радиацией, но и множеством других причин.

Радиация в самолете

Получается, десять перелетов из Москвы в Нью-Йорк и обратно полностью покрывают разрешенную годовую норму радиации, а во время максимальной солнечной активности ее можно получить даже за один час. После вспышек на солнце интенсивность облучения в полете может достигать нескольких миллизивертов в час.
замеры радона перед строительством;

Исследователям в области геологии известно, что температура в земляных шахтах или скважинах на глубине 1 километра составляет плюс 20–30 градусов по Цельсию, хотя на поверхности в это время может быть суровая зима. По мере углубления в недра температура возрастает примерно на 20–50 градусов на каждый километр. Откуда берется это тепло? Что является его источником? Не вдаваясь в детали строения глубинных слоев, отметим, что геотермальное тепло в земной коре во многом обусловлено природными процессами, происходящими внутри Земли. Считается, что этому способствует естественный радиоактивный распад изотопов урана, тория, калия, рубидия. Эти и другие радиоактивные элементы имеются в достаточном количестве в подземных слоях в виде руд, а также в виде вкраплений в геологические образования. Во время распада урана-238, урана-235, тория-232 выделяется значительная тепловая энергия и сопутствующий радиоактивный газ радон, который, постепенно поднимаясь сквозь поры и трещины в породе, достигает земной поверхности. Подсчитано, что массовая доля радона в земной коре составляет около 10 процентов.

История открытия радона

Примерно до 1900 года о радоне никому из ученых того времени ничего не было известно. Но именно в этом году крупный английский физик, основоположник ядерной физики, Эрнест Резерфорд сказал свое слово о радоне. Это тот самый человек, который обнаружил альфа- и бета-лучи и который предложил миру планетарную модель атома. Он же и сообщил коллегам об открытии некого нового газа, химического элемента с определенными свойствами, о существовании которого ранее никто не подозревал.

Рис.1. Фрагмент таблицы периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

Хотя многими считается, что первооткрывателем радона был Резерфорд, свою долю участия в открытии радиоактивного газа вложили и другие ученые. Дело в том, что Резерфорд экспериментировал с изотопом радона-220 (историческое название – торон), у которого период полураспада 55,6 секунд. Немецкий ученый-химик Фредерик Эрнст Дорн, открыл изотоп радона-222 (период полураспада 3,82 суток). Наконец, французский ученый в области химии и физики Андре-Луи Дебьерн описал свойства еще одной разновидности радона-219 (историческое название – актинон) с периодом полураспада 3,96 секунд. Такие деятели науки как американец Роберт Боуи Оуэнс, англичане Рэмзи Уильям Рамзай и Фредерик Содди также имели отношение к исследованию радона, и предать их труды забвению было бы несправедливо.

Современные ученые-атомщики утверждают, что радиоактивный газ радон имеет 35 известных на сегодня изотопов с атомной массой от 195 до 229. Три из них, указанные выше, рождаются естественным образом, остальные получены искусственным путем в лабораторных условиях. Те изотопы радона, которые выделяются из геологических пород, как раз и представляют собой варианты существования природного радона (атомные массы 222, 220, 219). Как выяснилось, основную долю радиации несет в себе радон-222. На втором месте по значимости стоит радон-220, но его вклад в радиацию составляет лишь 5 процентов.

Физические и химические свойства радона

Свойства радона удивительны, его относят к благородным инертным газам, вроде неона или аргона, которые не спешат вступать в реакцию с какими-нибудь веществами. Это тяжелый газ, в сравнении его с воздухом окажется, что он в 7,5 раз тяжелее. Поэтому радон под действием гравитационных сил стремится опуститься ниже воздушной массы. Тот радон, что выделяется из земли, будет скапливаться преимущественно в подвальных помещениях. Газ, выделяемый из строительного материала потолков и стен, будет располагаться на полу этажей зданий. Радон, выделяемый из воды в душевой комнате, сначала будет наполнять весь объем помещения и существовать в виде аэрозоли, затем опустится к нижней поверхности. В кухонных помещениях радон, выделяемый горючим природным газом, в конечном итоге также будет стремиться вниз, оседать на полу и окружающих предметах.

Рис.2. Концентрация радона в воздухе в разных помещениях дома.

Так как радон не имеет запаха, не имеет цвета и никак не определяется на вкус, то обычный человек, не вооруженный специальными приборами, не сможет его обнаружить. Однако высокая радиоактивность очищенного от примесей газа под действием энергии альфа-частиц инициирует у него эффект флюоресценции. В газообразном состоянии при комнатных температурах, а также в жидком виде (условия образования – минус 62 градуса Цельсия) радон испускает голубое свечение. В твердой кристаллической форме при температурах ниже 71 градуса цвет флюоресценции меняется от желтого до оранжево-красного.

В чем заключается особая опасность альфа-частиц?

Альфа-частицы, испускаемые радоном, это невидимые, но коварные враги. Они несут в себе огромную энергию. И хотя обычная одежда вполне защищает человека от такого типа радиации, опасность кроется в попадании радона в дыхательные пути, а также в желудочно-кишечный тракт. Альфа-частицы – это тяжелая крупнокалиберная артиллерия, наносящая наибольший вред организму. Физиками установлено, что при распаде изотопов радона и дочерних продуктов каждая альфа-частица имеет начальную энергию от 5,41 до 8,96 МэВ. Масса таких частиц в 7500 раз больше, чем масса электронов, представляющих собой поток бета-частиц, который можно сравнить по той же аналогии с пулеметной очередью. Тогда гамма-облучение будет выглядеть всего лишь массовой стрельбой из легкого стрелкового оружия.

Рис.3. Опасность разного вида радиоактивного излучения.

Невидимый газ радон, порождающий альфа-частицы, действительно представляет собой ощутимую угрозу для здоровья человека. Как подсчитали специалисты научного комитета при ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), вклад радиоактивного радона в годовую дозу облучения человека составляет 75 процентов от всех природных радиоактивных процессов земного происхождения и половину дозы от всех возможных естественных источников радиации (включая земную и космическую). Кроме того, дочерние продукты распада радона – свинец, полоний и висмут – являются весьма опасными для человеческого организма и могут вызывать рак.

Более того, установлено, что активность именно дочерних продуктов радона составляет 90 процентов всей радиации, исходящей от родоначальника. Например, радон-222 в цепи ядерных преобразований порождает полоний-218 (период полураспада 3,1 минуты), полоний-214 (0,16 миллисекунд) и полоний-210 (138,4 суток). Эти элементы также испускают разрушительные альфа-частицы с энергией 6,12 МэВ, 7,88 МэВ и 5,41 МэВ соответственно. Аналогичные процессы наблюдаются и с родительскими изотопами радон-220 и радон-219. Эти факты говорят о том, что действие радона не следует оставлять без внимания, и необходимо принимать всяческие меры по уменьшению его влияния.

Опасность радона с точки зрения медицины

Медики подсчитали, что биологическое воздействие альфа-частиц на клеточные ткани организма оказывает в 20 раз большее разрушительное воздействие, чем бета-частицы или гамма-излучение. По данным исследователей из США попадание в легкие человека изотопов радона и его дочерних продуктов распада приводит к возникновению рака легких. Как считают ученые, вдыхаемый человеком радон инициирует локальные ожоги в легочной ткани и стоит шестым в списке причин заболевания раком, вызывающих смертельный исход. Исследователи отмечают, что воздействие радона на организм особенно опасно в сочетании с привычкой курения. Отмечено, что курение и радон – это два наиболее значимых фактора в возникновении рака легких, а когда они действуют совместно, то опасность резко усиливается. Недавно были опубликованы результаты наблюдений, и сделан вывод, что по причине воздействия внутреннего альфа-облучения на организм человека в США от рака легких умирает ежегодно около 20 тысяч человек. Международное агентство по исследованию раковых заболеваний причислило радон к канцерогенам первого класса опасности.

Рис.4. Источники радиации, воздействующие на человека.

Важные понятия и единицы измерения

Для правильного понимания процессов радиоактивного распада радона и опасности, которую он несет для организма человека, важно знать основную терминологию и единицы измерения. Рассмотрим эти понятия.

1. Активность (А) радионуклида измеряется в беккерелях (Бк), 1 Бк соответствует 1 распаду в секунду. Для обозначения большой активности применяют также внесистемную единицу – кюри (Ки), 1 кюри равен 37 миллиардам беккерелей.
2. Объемная (удельная) активность (ОА) – это количество распадов на единицу объема вещества, например, Бк/м3, Бк/л или Бк/кг (беккерель на кубометр, беккерель на литр, беккерель на килограмм соответственно). Часто удельную активность относят к площади: Ки/км2 – кюри на квадратный километр.
3. Равновесная объемная активность (РОА) – то же, что и ОА, но учитывающая фактор времени, за которое начальная активность дочерних продуктов распада придет в равновесное состояние со своим родителем по причине постепенного угасания жизни короткоживущих радионуклидов. Измеряется в единицах ОА
4. Эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) используется для оценки активности смеси короткоживущих дочерних продуктов распада, еще не пришедших в равновесное состояние. Практически это величина, скорректированная весовыми коэффициентами для каждого типа значимого изотопа и эквивалентная РОА по скрытой энергии. Для определения ЭРОА используется математическая формула. Есть и более простой способ вычисления ЭРОА: путем перемножения текущего значения ОА и коэффициента, характеризующего смещение радиоактивного равновесия радона и его дочерних продуктов в воздушной массе. Как правило, коэффициент выбирается равным 0,5. Обычно ЭРОА вычисляется и задается как среднегодовая активность и измеряется в Бк/м3.

Актуальные нормы радиационной безопасности

Предельные величины концентрации радона в воздухе помещений можно найти в таких нормативных документах, как НРБ-99 или СП 2.6.1.758-99 (Нормы радиационной безопасности), ОСПОРБ-99 (Основные санитарные правила), СП 2.6.1.1292-2003 (Санитарные правила), а также в методических указаниях МУ 2.6.1.715-98. Как указывают нормативы, в жилых и общественных (непроизводственных) помещениях, где предполагается долговременное нахождение людей, ЭРОА в среднем за год не должна превышать 200 Бк/м3 (для эксплуатируемых зданий) и 100 Бк/м3 (для новых строений, вводимых в эксплуатацию). Если эти значения не будут выдержаны, то радиационная безопасность проживания в таких сооружениях не гарантируется.

Методы анализа и мониторинга радоновой обстановки

Методов анализа активности радона и торона великое множество, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Практическое применение нашли те из них, которые отвечают следующим требованиям: простота методики, небольшое время процесса измерения при приемлемой точности анализа, минимальная стоимость оборудования и расходных материалов, наименьшие затраты на обучение персонала. На сегодняшний день в практике дозиметрического контроля радона и его продуктов распада используются следующие методы:

• Сорбция (поглощение) радона из окружающей среды активированным углем. Бывает пассивная (самопроизвольная) и активная, путем прокачки с определенной скоростью исследуемого воздуха через колонку с углем. По окончании процесса измерения начальные свойства активированного угля могут быть восстановлены путем прокаливания.
• Вместо колонки с активированным углем могут применяться специальные одноразовые фильтры, используемые как расходный материал. Изотопы радона и продукты его распада оседают на фильтрах подобно тому, как бытовой пылесос задерживает пыль и мелкий мусор в фильтрующем воздух тканевом мешке.
• Также существует метод электростатического осаждения дочерних продуктов радона на детекторе, чувствительном к альфа-излучению. В данном случае используется эффект электростатической силы, которая притягивает пылинки и микрокапли воздушной аэрозоли, концентрируя их на детекторе.

После сбора образцов их исследуют средствами дозиметрического контроля, используя, например, спектрометрический анализ, пластиковый сцинтилляционный детектор, торцевой счетчик Гейгера и тому подобное. В некоторых приборах операция забора воздуха с радоном и оценка радиоактивного излучения происходит одновременно.

Профессиональные и бытовые средства обнаружения радона.

Радон и опасные для человека продукты его распада считаются альфа-излучателями, поэтому большинство бытовых и профессиональных дозиметров, которые имеют гамма- и бета-режимы измерения, не смогут его обнаружить. Приборы, имеющие возможность оценивать альфа-излучение, также окажутся малополезными, так как не смогут вычислить концентрацию радона в исследуемых пробах воздуха. Ведь для этого нужно следовать положениям определенной методики измерения. Поэтому для такого анализа используются профессиональные приборы, измерители концентрации радона. Многие из них устроены примерно одинаково, они содержат устройства для забора проб исследуемого воздуха и дозиметрические средства контроля ЭРОА. Воздух, содержащий радионуклиды, прокачивается через собирающий фильтр в течение длительного времени (от нескольких часов до нескольких суток), затем определяется объемная альфа-активность накопленной порции. К профессиональным приборам такого типа относятся РГА-04 (Интегральный радиометр радона), РРА-01М-01 (Радиометр радона), РАА-10 (Радиометр аэрозолей), КАМЕРА (Комплекс измерительный для мониторинга радона) и другие. Эти приборы довольно громоздки, вес достигает 6 кг и более. Некоторые из них имеют широкие функциональные возможности. Основная относительная погрешность измерения ЭРОА составляет 15–30 процентов, в зависимости от диапазона и режима работы.

Рис.5. Профессиональные и индивидуальные радиометры радона.

Для бытовых целей задачу определения концентрации радона в воздухе конструкторы решили с помощью современной элементной базы, используя управляющий микропроцессор и специально разработанные программные алгоритмы. Весь ход измерения, который соответствует стандартизованным методическим указаниям, удалось полностью автоматизировать. Речь идет о детекторе-индикаторе радона СИРАД МР-106. Устройство работает по принципу электростатического осаждения дочерних продуктов распада радона-222 на детекторе, чувствительном к альфа-частицам и может оценивать ЭРОА собранных радионуклидов. Вес прибора около 350 г без элементов питания (двух источников типоразмера АА), а его габариты – карманные, в буквальном смысле слова. При включении прибора и вхождении в текущий режим, он начинает функционировать и накапливать информационные данные. Первый результат появляется спустя 4 часа работы, затем устройство переходит в состояние мониторинга с периодической коррекцией результата измерения (усредненный режим). Также имеется пороговый режим со звуковой сигнализацией превышения порога (100 Бк/м3 и 200 Бк/м3). Прибор предназначен для заинтересованных неспециалистов и его эксплуатация не требует обучения.

Рекомендованное специалистами время обследования одного помещения площадью не более 50 квадратных метров – не менее 72 часов. Продолжительный анализ радона обусловлен тем фактором, что в течение времени результаты измерения могут отличаться между собой в 10 раз. Более длительные измерения позволят накопить достаточную информацию для получения достоверного усредненного результата с наименьшей погрешностью.

Как уменьшить опасность воздействия радона?

Радиоактивный газ радон по территориям проживания населения распределен неравномерно. В силу геологических особенностей природных условий в группу радоноопасных можно включить отдельные районы Урала и Карелии, Ставропольского, Алтайского и Красноярского края, Читинской, Томской и других областей, а также во многих регионах Украины. Сегодня составляются географические карты активности радона на территории всей страны, которые отражают общую радоновую картину. Однако в каждом конкретном месте активность радиоактивного газа может отличаться в несколько раз в ту или другую сторону и многократно превышать предельно-допустимые нормы. Встречаются аномальные места с величинами ЭРОА 2000–10000 Бк/м3. Кроме того, результаты замеров концентрации радона могут значительно изменяться с течением времени. Поэтому надежному решению вопроса радиационной безопасности может способствовать только периодический мониторинг.

Рис.6. Фрагмент карты риска радоновой опасности.

Отметим основные источники поступления радона и его дочерних продуктов:

• земной грунт
• строительные материалы
• вода, особенно из глубоководных артезианских скважин
• природный горючий газ

Зная источники поступления радона в окружающую среду и в жилище человека, можно выработать средства противодействия и борьбы с этим нежелательным явлением. Они заключаются в выполнении следующих правил:

1. Тщательно выбирать площадку под строительство жилого дома, с минимальной концентрацией радона в земном грунте.
2. В малоэтажных зданиях желательно обустраивать подвальные помещения.
3. Жилые комнаты лучше располагать в верхних этажах строений.
4. Не использовать для возведения дома опасные строительные материалы (керамзит, пемза, гранит, фосфогипс, глинозем, шлакобетон), предпочтение следует отдавать дереву, а также материалам, прошедшим радоновый радиационный контроль.
5. Уделить достаточное внимание герметизации междуэтажных перекрытий, пола и напольного покрытия.
6. Для заделки щелей, пор и трещин - стены и потолок нужно обработать мастиками, герметиками, затем красками на основе эпоксидной смолы и другим облицовочным материалом.
7. Не находиться долгое время в непроветриваемых помещениях дома, в подвале или погребе.
8. Организовать регулярное естественное проветривание жилых комнат и подвальных помещений.
9. Обустроить эффективную принудительную вентиляцию дома или квартиры.
10. Не стремиться устроить чрезмерную герметизацию окон и дверей в помещениях, чтобы дать возможность естественному обороту воздуха.
11. Воду из глубоководных источников следует кипятить, а не пить сырую.
12. Использовать для очистки воды угольные фильтры, позволяющие задерживать радон на 90 процентов.
13. Исключать вдыхание влажного воздуха, сокращать время пребывания в душевой комнате, принимать душ реже, устраивать вентиляцию и обязательное проветривание перед использованием душа другими членами семьи.
14. Над газовой плитой необходимо обустроить вытяжную систему вентиляции.

Кроме этого, необходимо проводить систематический мониторинг концентрации радона в различных помещениях дома с целью выявления опасных мест. Имея под руками индивидуальный прибор, можно оценивать эффективность противодействующих мероприятий, проведенных в домах, где проживают люди. Оценку количества скопившегося радона в помещении производят непосредственно до мероприятия и после его осуществления. Полученные величины сравнивают между собой. Такие измерения нужно производить в одинаковых условиях, учитывая естественное движение воздуха в результате сквозняка, закрытые или открытые двери и окна, а также функционирование вентиляционной системы.

Вот еще одна полезная возможность использования детектора-индикатора радиоактивного газа. Известен научный факт, что перед землетрясениями концентрация радона в земной поверхности скачкообразно увеличивается, ввиду смещения тектонических плит и возрастания механического напряжения между ними с сопутствующей вибрацией в земной коре (микросейсмическая активность). Это дает шанс предсказывать катастрофу. Если вести ежедневный мониторинг концентрации радона в воздухе, то вполне возможно зафиксировать скачкообразное увеличение значения ЭРОА, успеть предупредить об этом окружающих и принять необходимые меры безопасности.

Какой индикатор радона выбрать?

Газ - одно из агрегатных состояний вещества. Газы присутствуют не только в воздухе на Земле, но и в космосе. Они ассоциируются с легкостью, невесомостью, летучестью. Самым легким является водород. А какой газ самый тяжелый? Давайте выясним это.

Самые тяжелые газы

Слово «газ» происходит от древнегреческого слова «хаос». Его частицы подвижны и слабо связаны друг с другом. Они движутся хаотично, заполняя собой все доступное им пространство. Газ может быть простым элементом и состоять из атомов одного вещества, а может быть соединением нескольких.

Самым простым тяжелым газом (в условиях комнатной температуры) является радон, его молярная масса 222 г/моль. Он радиоактивен и абсолютно бесцветен. После него наиболее тяжелым считается ксенон, атомная масса которого составляет 131 г/моль. Остальные тяжелые газы представляют собой соединения.

Среди неорганических соединений самым тяжелым газом при температуре +20 о С является фторид вольфрама (VI). Его молярная масса составляет 297,84 г/моль, а плотность - 12,9 г/л. В нормальных условиях он представляет собой бесцветный газ, на влажном воздухе он дымится и синеет. Гексафторид вольфрама очень активен, он легко превращается в жидкость при охлаждении.

Радон

Открытие газа произошло в период исследований по изучению радиоактивности. В ходе распада некоторых элементов ученые неоднократно отмечали некоторое вещество, испускаемое вместе с другими частицами. Э. Резерфорд назвал его эманацией.

Так была обнаружена эманация тория - торон, радия - радон, актиния - актинон. Позже было установлено, что все эти эманации являются изотопами одного и того же элемента - инертного газа. Роберт Грей и Уильям Рамзай впервые выделили его в чистом виде и провели измерения его свойств.

В периодической таблице Менделеева радон является элементом 18-й группы с атомным номером 86. Он расположен между астатом и францием. В нормальных условиях вещество является газом, не имеет вкуса, запаха и цвета.

Газ в 7,5 раз плотнее воздуха. Он растворяется в воде лучше, чем другие благородные газы. В растворителях этот показатель ещё больше увеличивается. Из всех инертных газов он является наиболее активным, легко взаимодействуя с фтором и кислородом.

Радиоактивный газ радон

Одно из свойств элемента - радиоактивность. Элемент имеет около тридцати изотопов: четыре естественные, остальные - искусственные. Все они нестабильны и подвержены радиоактивному распаду. радона, точнее, его наиболее стабильного изотопа, составляет 3,8 сут.

Из-за высокой радиоактивности газ обладает флуоресценцией. В газообразном и жидком состоянии вещество подсвечивается голубым цветом. Твердый радон изменяет свою палитру от жёлтого до красного при охлаждении до температуры азота - около -160 о С.

Радон может быть очень токсичным для человека. В результате его распада образуются тяжелые нелетучие продукты, например, полоний, свинец, висмут. Они крайне плохо выводятся из организма. Оседая и накапливаясь, эти вещества отравляют организм. После курения радон является второй наиболее распространенной причиной возникновения рака легких.

Местонахождение и применение радона

Самый тяжелый газ является одним из редчайших элементов земной коры. В природе радон входит в состав руд с содержанием урана-238, тория-232, урана-235. При их распаде он высвобождается, попадая в гидросферу и атмосферу Земли.

Радон накапливается в речных и морских водах, в растениях и почве, в строительных материалах. В атмосфере его содержание увеличивается при активности вулканов и землетрясениях, при добыче фосфатов и работе геотермальных энергетических станций.

При помощи этого газа находят тектонические разломы, месторождения тория и урана. Его используют в сельском хозяйстве для активации кормов домашних животных. Радон применяют в металлургии, при изучении грунтовых вод в гидрологии, в медицине популярны радоновые ванны.

Радон (Radon), Rn – радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы элементов, атомный номер 86, атомная масса 222, инертный газ, без цвета и без запаха. Радон — самый тяжелый элемент нулевой (VIIIA) группы периодической системы, единственный из благородных газов, не имеющий стабильных и долгоживущих изотопов.

В 1899 М. Кюри обнаружила, что воздух, в контакте с которым находятся соединения радия, становится радиоактивным. Впервые изотоп эманации – торон, т.е. 220 Rn (Tn) – открыли Э.Резерфорд и Р.Б.Оуэнс в 1899 г. В 1900 Ф.Дорн (и независимо почти одновременно А.Дебьерн) открыл основной изотоп радона 222 Rn (Rn), т.е. радон.

В 1903 А.Дебьерн открыл 219 Rn (An), т.е. актинон. В 1908 Р.У.Рамзай, Ф.Содди и Грей выделили радон в чистом виде. В 1923 эманация была названа радоном.

Ядра радона постоянно возникают в природе при радиоактивном распаде материнских ядер. Он в ничтожных количествах постоянно присутствуют в земной коре. Радон - один из самых редких элементов. Содержание его в земной коре глубиной до 1,6 км около 115 т. В 1 м 3 воздуха при нормальных условиях содержит 7*10 -6 г радона. Средняя концентрация радона в атмосфере 6*10 -17 мас%, равновесное содержание в земной коре 7·10 −16 % по массе, в морской воде - до 0,001 пкюри/л.

Ввиду химической инертности радон относительно легко покидает кристаллическую решётку «родительского» минерала и попадает в подземные воды, природные газы и воздух. Поскольку наиболее долгоживущим из четырёх природных изотопов радона является 222 Rn, именно его содержание в этих средах максимально.

Концентрация радона в воздухе зависит в первую очередь от геологической обстановки (так, граниты, в которых много урана, являются активными источниками радона, в то же время над поверхностью морей радона мало), а также от погоды (во время дождя микротрещины, по которым радон поступает из почвы, заполняются водой; снежный покров также препятствует доступу радона в воздух). Перед землетрясениями наблюдалось повышение концентрации радона в воздухе, вероятно, благодаря более активному обмену воздуха в грунте ввиду роста микросейсмической активности.

Изотопы радона

В настоящее время известно 34 изотопа радона с массовыми числами от 195 до 228 и периодами полураспада от 10 -6 с до 3,8 сут. Изотопы радона: 222 Rn – радон, Т=3,824 сут, образующийся при альфа-распаде 226 Rn, ряд 238 U; 220 Rn – торон, Т=55,6 с, ряд 232 Th; и 219 Rn-актинон, Т=40 с, ряд 235U. В одну из побочных ветвей (коэффициент ветвления 2×10 −7) семейства урана-радия входит также очень короткоживущий (T1/2=35 мс) 218 Rn. Все они — члены естественных радиоактивных рядов, дочерние продукты распада изотопов радия. Распадаясь с испусканием α-частиц, образуют изотопы полония.

Лёгкие изотопы радона (208 Rn - 212 Rn) образуются в реакциях глубокого расщепления при бомбардировке ториевой мишени частицами (в основном – протонами) высокой энергии или по реакциям типа 197 Au(14N,xn), где х – число нейтронов (обычно больше трёх). Из них наиболее устойчив 211 Rn (электронный захват, β+ и α-распад, T=14,6 ч). Нейтронодефицитные изотопы с массовыми числами до 212 получают в реакциях глубокого расщепления ядер урана и тория высокоэнергичными протонами. Некоторые нейтронодефицитные изотопы радона имеют также возбуждённые метастабильные состояния; таких состояний известно 13. Преобладающие моды распада у лёгких изотопов Rn - альфа-распад, позитронный распад и электронный захват. Начиная смассового числа A=212 альфа-распад становится доминирующим. Тяжёлые изотопы радона (начиная с A=223) распадаются преимущественно посредством бета-минус распада.

Радиоактивная цепочка радия-226 состоит из многих радиоактивных продуктов распада радия, которые в зависимости от условий хранения (герметичность) и вида радиевых препаратов (жидкие или твердые) присутствуют в равновесном или неравновесном с радием количествах. Если препарат радия-226 находится в герметично закрытом сосуде (ампуле), то короткоживущие γ-излучающие продукты распада через один месяц приходят в равновесие с радием. Равновесное состояние 226 Ra со всеми продуктами распада достигается примерно через 140 лет.

Препараты солей радия испускают нейтроны, образующиеся в результате реакции (α, n), протекающей на ядрах анионов легких элементов при бомбардировке их α-частицами радия и его дочерних продуктов. Так, RaBr 2 испускает 4—8, RaSO 4 11—21 и RaCl 2 65—120 н/сек-мг. Препараты радия испускают также образующиеся в результате взаимодействия γ-излучения со стенками ампул по реакции (γ, n) фотонейтроны. Энергия этих нейтронов меньше, чем нейтронов реакции (α, n).

Радон / Radon (Rn)

Атомный номер 86

Внешний вид: прозрачный бесцветный слегка флюоресцирующий газ

Атомная масса (молярная масса) 222,0176 а.е.м. (г/моль)

Радиус атома 214 пм

Плотность (газ, при 0°C) 9,81 мг/см 3 ; (жидк., при -62°C) 4,4 г/см³

Удельная теплоёмкость 20,79 Дж/(K·моль)

Теплопроводность (газ, при 0°C) 0,0036 Вт/(м·K)

Температура плавления 202 K

Теплота плавления 2,7 кДж/моль

Температура кипения 211,4 K

Теплота испарения 18,1 кДж/моль

Физические и химические свойства

При комнатной температуре радон – газ, состоящий из одноатомных молекул. Спектр радона аналогичен спектру ксенона и др. элементов нулевой группы. При нормальных условиях плотность газа радона 9,73 кг/м 3 , жидкого 4,4 г/см 3 (при – 62°С), твёрдого 4 г/см 3 . На холодных поверхностях радон легко конденсируется в бесцветную фосфоресцирующую жидкость. Твёрдый радон светится бриллиантово-голубым цветом. Радон мало растворим в воде, хотя несколько лучше, чем другие благородные газы. Растворимость радона в 100 г воды 51,0 мл (0°С) – в 1 объёме воды растворяется 0,507 объемов радона и 13,0 мл (50°С). В жировой ткани человека растворимость радона в десятки раз выше, чем в воде. Хорошо растворяется в органических жидкостях. Растворимость радона в спиртах и жирных кислотах возрастает с увеличением их молекулярных весов. Газ хорошо просачивается сквозь полимерные плёнки. Легко адсорбируется активированным углем и силикагелем.

Получение и аналитическое определение

Радон получают обычно из солей радия. В равновесии с 1 г радия-226 находится 0,66 мм 3 радона-222. Образующаяся при этом газовая смесь (в которой радон составляет 1:500000) содержит также гелий, гремучую смесь (продукт действия радиоактивного препарата на воду), пары воды, СО 2 и углеводороды (продукты разложения вакуумной смазки).

Попытки выделения радона из неорганических солей радия показали, что даже при температуре, близкой к температуре плавления, радон из них полностью не извлекается. Высокой эманирующей способностью обладают соли органических кислот (пальмитиновой, стеариновой, капроновой), а также гидроксиды тяжелых металлов. Для приготовления высокоэманирующего источника соединение радия, как правило, соосаждается с бариевыми солями указанных органических кислот или гидроксидами железа и тория. Эффективным является также выделение радона из водных растворов солей радия. Обычно растворы радия оставляют на некоторое время в ампуле для накопления радона; через определенные промежутки времени радон откачивают. Выделение радона после очистки, как правило, осуществляется физическими методами, например, адсорбцией активированным углем с последующей десорбцией при 350°С.

Техника получения и дальнейшей очистки радона должна включать строгие меры предосторожности, исключающие утечку газа: несмотря на свою химическую инертность, радон является одним из наиболее токсичных и опасных ядов, что обусловлено его радиоактивными свойствами. Для получения радона через водный раствор любой соли радия продувают воздух, который уносит с собой образующийся при радиоактивном распаде радия радон. Далее воздух тщательно фильтруют для отделения микрокапель раствора, содержащего соль радия, которые могут быть захвачены током воздуха. Радон извлекают сорбированием на пористых телах или химическими методами. Радон получают также кипячением или откачиванием растворов солей радия, в которых элемент накапливается в результате распада радия.

Методы очистки радона от примесей основаны на его химической инертности. Кислород и большая часть водорода удаляются из газовой смеси пропусканием её над медью или окиси меди при повышенной температуре. Пары органических веществ окисляются при прохождении газов над нагретым бихроматом свинца, а пары воды поглощаются фосфорным ангидридом. СО 2 и пары кислот удаляются щёлочью, после чего радон замораживается жидким азотом, а гелий и водород откачиваются. Удобный метод очистки радона основан на связывании примесей барием. Он заключается в следующем: в откачанный колокол вводится газовая смесь, содержащая радон; в колоколе между электродами находится 0,5 г металлического бария. После введения радона в колокол барий нагревают до его испарения. При этом вода, СО 2 и некоторые другие примеси связываются барием, а радон вымораживается в ловушке, охлаждаемой жидким азотом. Очищенный радон собирается либо в капилляре, либо на охлаждённых металлических поверхностях.

Помимо физических методов улавливания радона (адсорбционные, криогенные и др.), эффективное выделение радона из газовой смеси может быть достигнуто путем превращения его под действием окислителей в нелетучую химическую форму.

Выделение искусственно получаемых изотопов радона, в основном 211 Rn (Т = 14 ч), связано с отделением его от материала мишени — тория и сложной смеси продуктов реакций глубокого отщепления.

Определение изотопов радона, находящихся в естественных радиоактивных рядах, производится с большой чувствительностью по α-излучению, испускаемому ими самими и их короткоживущими продуктами радиоактивного распада. Приборы для измерения изотопов радона называются эманометрами Применение специальных камер для определения ионизации, вызываемой измеряемым радиоактивным газом, даёт возможность наиболее полно использовать его α-излучение. Ионизационная камера с определяемым радоном для измерения его радиоактивности присоединяется к высокочувствительному электрометру. Радиоактивность короткоживущих изотопов радона (торон, актинон) измеряют при непрерывном продувании воздуха через источник эманации и ионизационную камеру. Наиболее перспективным методом измерения малых количеств радона является α-сцинтилляционный метод.

Применение

В лечебных целях при различных, преимущественно хронических, заболеваниях применяют радоновые ванны, а также орошение и ингаляции, терапевтический эффект которых связан с радиационным воздействием всосавшегося радона и продуктов его распада. Нижний предел концентрации радона для отнесения вод к радоновым — 185-370 Бк/л. В отечественной бальнеотерапии по концентрации радона выделяют следующие разновидности радоновых вод: очень слаборадоновые (185-740 Бк/л), слаборадоновые (744-1480 Бк/л), радоновые средней концентрации (1481-2960 Бк/л), высокорадоновые (2961-4440 Бк/л), очень высокорадоновые (более 4450 Бк/л). Радонотерапия (разновидность альфа-терапии) — один из видов лучевой терапии с использованием очень малых доз излучения. Основным действующим фактором является α-излучение радона и его короткоживущих дочерних продуктов. При лечении радоновыми ваннами в основном облучается кожа, при питье — органы пищеварения, при ингаляциях — органы дыхания.

Радоновые ванны (т.е. ванны из воды естественных источников, содержащих радон, или воды, искусственно насыщенной радоном) издавна занимают заметное место в арсенале курортологии и физиотерапии. Растворенный в воде радон оказывает положительное воздействие на центральную нервную систему, на многие функции организма. Радоновые ванны используются при лечении ряда заболеваний, связанных с обменом веществ, при заболеваниях суставов и периферической нервной системы, сердечно-сосудистых, кожных, ревматизма, радикулита и т.д. Радоновые ванны – эффективное средство лечения многих заболеваний – сердечно-сосудистых, кожных, а также нервной системы. Иногда радоновую воду прописывают и внутрь – для воздействия на органы пищеварения. Эффективны также радоновые грязи и вдыхание обогащенного радоном воздуха.

В сельском хозяйстве радон используется для активации кормов домашних животных, в металлургии в качестве индикатора при определении скорости газовых потоков в доменных печах, газопроводах. В геологии измерение содержания радона в воздухе применяется для поиска месторождений урана и тория, а также для измерения плотности и газопроницаемости горных пород. Засасывая воздух из буровых скважин с разных горизонтов, по содержанию радона определяют свойства горных пород на больших глубинах. По эманационным аномалиям геофизики судят о содержании радиоактивных руд в различных участках земной коры. Измерение повышения концентрации радона подземных водах, находящихся близ эпицентра землетрясения, обеспечивает эффективный прогноз землетрясений.

Хорошие адсорбционные способности радона позволяют использовать его для декорирования неоднородностей поверхности материалов. Эманирование – выделение радона твердыми телами, содержащими материнский элемент, зависит от температуры, влажности и структуры телаи меняется в очень широких пределах. Отсюда большие возможности эманационного метода исследования твердых веществ и твёрдофазных превращений в промышленности и науке. Эманационный метод основан на измерении зависимости скорости выделения радона от физических и химических превращений, происходящих при нагревании твердых веществ, содержащих радий. Радон используется как зонд в диффузионно-структурном анализе, используемом для дефектоскопии конструкционных материалов. Радоновыми индикаторами испытывают противогазы на герметичность. Радон помогает следить за ходом технологических процессов в производстве таких несходных материалов, как сталь и стекло. Радон применяется также при изучении диффузии и явлений переноса в твердых телах, при исследовании скорости движения и обнаружения утечек газов в трубопроводах.

Радон в окружающей среде

Радон вносит основной вклад в естественную радиоактивность атмосферного воздуха и уровни облучения окружающей среды и человека за счет естественных источников радиации. Природный радон, образующийся в радиоактивных рудах, постоянно поступает в гидросферу и атмосферу. Среднее объемное содержание в атмосфере 6*10 -18 %.

Радон встречается во многих материалах, откуда он может частично диффундировать в окружающую среду. Наибольшее содержание 222 Rn и 220 Тn наблюдается в приземном слое атмосферы. С увеличением высоты оно уменьшается.

Концентрация радона в почвенном воздухе колеблется от 2,6 до 44,4 Бк/л. В нижних слоях почвы содержание элемента заметно возрастает.

Выделение радона из почвы уменьшается при наличии снежного покрова, повышении атмосферного давления и во время ливневых дождей. В суточных изменениях скорости эманирования, отличающейся по величине в два раза, максимум приходится на ночное время, минимум — на полуденное. Растворимость радона в воде представляет обратную функцию температуры. Чем выше температура окружающей среды, тем меньше радона в воде и наоборот.

К локальным источникам поступления 222 Rn в атмосферу можно также отнести геотермальные энергетические станции, добычу фосфатов, вулканическую активность. Концентрация радона в помещениях в 4—6 раз выше, чем в атмосферном воздухе. Основная часть радона в помещениях накапливается из строительных материалов.

Радиоактивность подвального воздуха в 8—25 раз выше радиоактивности атмосферного воздуха. Радон может распространяться на большие расстояния от мест своего образования и накапливаться в атмосфере зданий.

Радон тяжелее воздуха и поэтому скапливается в подвальных помещениях, на нижних этажах зданий, в шахтах и т. п. Присутствует в воздухе зданий, выполненных из любых строительных материалов (в деревянных — в меньшей, в кирпичных и особенно бетонных — в большей степени). В настоящее время во многих странах проводят экологический мониторинг концентрации радона в домах, так как в районах геологических разломов его концентрация иногда превышает допустимые нормы.

Санитарно-гигиенические аспекты

Радон сильно токсичен, что связано с его радиоактивными свойствами. При распаде радона образуются нелетучие радиоактивные продукты (изотопы Po, Bi и Рb), которые сбольшим трудом выводятся из организма. Поэтому при работе с радоном необходимо использовать герметичные боксы и соблюдать меры предосторожности.

Главный источник поступления в организм человека эманации и короткоживущих продуктов их распада — воздух (особенно воздух предприятий, где добывают и перерабатывают радиоактивные руды); второстепенные источники — питьевая вода, распад изотопов радия, инкорпорированного в скелете, радоновые процедуры, применяемые в медицинских учреждениях. Основной путь их проникновения в организм — органы дыхания, но в зависимости от обстановки (например, при питье радоновой воды), эту роль может выполнять ЖКТ и очень редко — при приеме радоновых ванн — кожа.

Изотопы радона — инертные газы, и поэтому распределение их в организме существенно отличается от поведения их продуктов распада. Радон легко растворяется в крови, воде и других жидкостях организма, значительно лучше растворяется в жирах, что обуславливает эффективное поглощение его жировыми тканями при поступлении в организм.

Среди радиоактивных ядов радон – один из самых опасных. Попадая в организм человека, радон способствует процессам, приводящим к раку лёгких. Распад ядер радона и его дочерних изотопов в легочной ткани вызывает микроожог, поскольку вся энергия альфа-частиц поглощается практически в точке распада. Особенно опасно (повышает риск заболевания) сочетание воздействия радона и курения. Радионуклиды радона обусловливают более половины всей дозы радиации, которую в среднем получает организм человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды.

Исторически впервые рак легких был обнаружен в конце XIX века у шахтеров рудников Шнееберга и несколько позднее — Яхимова (Иоахимсталя), находившихся соответственно на территории современных Германии и Чехии. Более чем в 50 % случаев (до 60—80%) причиной их смерти был рак легких, преимущественно бронхогенного типа. Наблюдавшаяся смертность в 30—50 раз превышала ожидаемую.

Характерно, что возраст горняков на момент смерти от рака легких в большинстве случаев не превышал 50—55 лет, а заметная доля их умирала даже моложе 40 лет. Концентрация радона в рудниках колеблется в пределах 10—700 кБк/м 3 .

Широкую известность получили данные 1964 г. по «радоновому» раку легких у горняков флюоритовых рудников Ньюфаундленда, где из 750 горняков 30 человек умерло от рака легких, т. е. в 40 раз выше ожидаемого количества, причем средний возраст умерших составил 48 лет при среднем возрасте на момент смерти по этой причине мужского населения 64 года. К 1977 число умерших от рака легких горняков этой группы достигло 78 человек, минимальный латентный период при этом составлял 12 лет, средний — 23 года. На ряде урановых рудников провинции Онтарио (Канада) в группе 8,5 тыс. горняков за период 1955—1972 отмечены 42 случая смерти от рака легких, в группе 15 тыс. горняков — 81 случай, что оказалось соответственно в 3 и 2 раза выше ожидаемого количества, причем выявленные случаи заведомо составляют лишь некоторую часть от их полного числа за указанный период.

Применение фильтрующих респираторов эффективно защищает дыхательные пути от проникновения в организм дочерних продуктов распада радона. Защита в среднем составляет 84%. Правильное использование эффективного фильтра (обладающего низким сопротивлением) может обеспечить коэффициент защиты 10—20. В этих условиях облучение дочерними продуктами радона составит 10 % рассчитанного без использования защиты в виде респиратора.

Определенные типы противогазных коробок, содержащих около 900 см 3 сухого активированного угля, удаляют 96—99 % поступающего радона в течение 1 ч. Защита от радона, обеспечиваемая активируемым углем, увеличивается с понижением температуры и снижается с возрастанием скорости потока воздуха, влажности и содержания воды в угле. Уголь может быть регенерирован пропусканием через него сухого воздуха.

При работе с радоном необходимо использовать герметичные боксы и соблюдать меры радиационной безопасности. Неотложная помощь требует срочно вывести пострадавшего из загрязненной атмосферы. Свежий воздух, вдыхание карбогена. Промывание полости рта и носоглотки 2% раствором NaHCO 3 .