W świetle szybkiego rozwoju nauki i technologii, eksperci są zaniepokojeni brakiem promocji higieny radiacyjnej wśród ludności. Eksperci przewidują, że w następnej dekadzie „ignorancja radiologiczna” może stać się realnym zagrożeniem dla bezpieczeństwa społeczeństwa i planety.
Niewidzialny zabójca
W XV wieku europejscy lekarze byli zakłopotani nienormalnie wysoką śmiertelnością z powodu chorób płuc wśród robotników w kopalniach wydobywających żelazo, polimetale i srebro. Tajemnicza choroba, zwana „chorobą górską”, dotykała górników pięćdziesiąt razy częściej niż przeciętnego laika. Dopiero na początku XX wieku, po odkryciu radonu, to właśnie on został uznany za przyczynę stymulacji rozwoju raka płuc wśród górników w Niemczech i Czechach.
Co to jest radon? Czy ma to tylko negatywny wpływ na organizm człowieka? Aby odpowiedzieć na te pytania, należy przypomnieć historię odkrycia i badania tego tajemniczego pierwiastka.
Emanacja oznacza „odpływ”
Przyjęto odkrywcę radonurozważmy angielskiego fizyka E. Rutherforda. To on w 1899 roku zauważył, że preparaty na bazie toru, oprócz ciężkich cząstek α, emitują bezbarwny gaz, prowadzący do wzrostu poziomu radioaktywności w środowisku. Badacz nazwał rzekomą substancję emanacją toru (od emanacja (łac.) – wygaśnięcie) i przypisał jej literę Em. Podobne emanacje są również charakterystyczne dla preparatów radowych. W pierwszym przypadku emitowany gaz nazwano toronem, w drugim radonem.
Później udało się udowodnić, że gazy są radionuklidami nowego pierwiastka. Szkocki chemik, laureat Nagrody Nobla (1904) William Ramsay (wraz z Whitlow Gray) w 1908 po raz pierwszy zdołał ją wyizolować w czystej postaci. Pięć lat później pierwiastkowi ostatecznie przypisano nazwę radon i symbol Rn.
Co to jest radon?
W układzie okresowym pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa radon należy do 18. grupy. Ma liczbę atomową z=86.
Wszystkie istniejące izotopy radonu (ponad 35, o liczbie masowej od 195 do 230) są radioaktywne i stanowią pewne zagrożenie dla ludzi. W naturze istnieją cztery rodzaje atomów pierwiastka. Wszystkie są częścią naturalnej serii promieniotwórczej aktynouranu, toru i uranu - radu. Niektóre izotopy mają własne nazwy i zgodnie z tradycją historyczną nazywane są emanacjami:
- anemon - aktynon 219Rn;
- tor - Thoron 220Rn;
- rad - radon 222Rn.
Ostatni jest innynajwiększa stabilność. Okres półtrwania radonu 222Rn wynosi 91,2 godziny (3,82 dnia). Czas stanu ustalonego pozostałych izotopów jest obliczany w sekundach i milisekundach. Podczas rozpadu z promieniowaniem cząstek α powstają izotopy polonu. Nawiasem mówiąc, to właśnie podczas badań radonu naukowcy po raz pierwszy zetknęli się z wieloma odmianami atomów tego samego pierwiastka, które później nazwali izotopami (z greckiego „równe”, „takie same”).
Właściwości fizyczne i chemiczne
W normalnych warunkach radon jest bezbarwnym i bezwonnym gazem, którego obecność można wykryć tylko za pomocą specjalnych przyrządów. Gęstość - 9, 81 g/l. Jest to najcięższy (powietrze jest 7,5 razy lżejsze), najrzadszy i najdroższy ze wszystkich gazów znanych na naszej planecie.
Będziemy dobrze rozpuszczać się w wodzie (460 ml/l), ale w związkach organicznych rozpuszczalność radonu jest o rząd wielkości wyższa. Ma efekt fluorescencji spowodowany wysoką radioaktywnością własną. Dla stanu gazowego i ciekłego (w temperaturach poniżej -62˚С) charakterystyczna jest niebieska poświata, dla krystalicznej (poniżej -71˚С) - żółta lub pomarańczowo-czerwona.
Właściwości chemiczne radonu wynikają z jego przynależności do grupy gazów obojętnych („szlachetnych”). Charakteryzuje się reakcjami chemicznymi z tlenem, fluorem i niektórymi innymi halogenami.
Z drugiej strony niestabilny rdzeń pierwiastka jest źródłem wysokoenergetycznych cząstek, które wpływają na wiele substancji. narażenie na radon plami szkło i porcelanę, rozkłada wodę na tlen,wodór i ozon, niszczy parafinę i wazelinę itp.
Pozyskiwanie radonu
Aby wyizolować izotopy radonu, wystarczy przepuścić strumień powietrza nad substancją zawierającą rad w takiej czy innej postaci. Stężenie gazu w strumieniu będzie zależeć od wielu czynników fizycznych (wilgotność, temperatura), od struktury krystalicznej substancji, jej składu, porowatości, jednorodności i może wahać się od małych frakcji do 100%. Zwykle stosuje się roztwory bromku lub chlorku radu w kwasie solnym. Substancje stałe porowate są używane znacznie rzadziej, chociaż radon jest uwalniany czystszy.
Powstała mieszanina gazów jest oczyszczana z pary wodnej, tlenu i wodoru, przepuszczając ją przez gorącą miedzianą siatkę. Pozostała część (1/25000 pierwotnej objętości) jest kondensowana ciekłym powietrzem, a zanieczyszczenia w postaci azotu, helu i gazów obojętnych są usuwane z kondensatu.
Uwaga: tylko kilkadziesiąt centymetrów sześciennych pierwiastka chemicznego radon jest produkowanych na całym świecie rocznie.
Rozprzestrzeniaj się w naturze
Jądra radu, których produktem rozszczepienia jest radon, z kolei powstają podczas rozpadu uranu. Tak więc głównym źródłem radonu są gleby i minerały zawierające uran i tor. Najwyższe stężenie tych pierwiastków występuje w skałach magmowych, osadowych, metamorficznych, ciemnych łupkach. Ze względu na swoją bezwładność gaz radonowy z łatwością opuszcza sieci krystaliczne minerałów i łatwo rozprzestrzenia się na duże odległości przez puste przestrzenie i pęknięcia w skorupie ziemskiej, uchodząc do atmosfery.
Poza tym, międzywarstwowa woda gruntowa, płucząca takie skały, jest łatwo nasycana radonem. Woda radonowa i jej specyficzne właściwości były używane przez człowieka na długo przed odkryciem samego pierwiastka.
Przyjaciel czy wróg?
Pomimo tysięcy artykułów naukowych i popularnonaukowych napisanych na temat tego radioaktywnego gazu, jednoznaczna jest odpowiedź na pytanie: "Co to jest radon i jakie ma znaczenie dla ludzkości?" wydaje się trudne. Współcześni badacze borykają się z co najmniej dwoma problemami. Po pierwsze, w sferze oddziaływania promieniowania radonowego na materię żywą jest to pierwiastek zarówno szkodliwy, jak i pożyteczny. Drugi to brak wiarygodnych środków rejestracji i monitorowania. Istniejące w atmosferze detektory radonu, nawet te najnowocześniejsze i czułe, przy powtarzaniu pomiarów mogą dawać wyniki kilkukrotnie różniące się od siebie.
Uważaj na radon
Główna dawka promieniowania (ponad 70%) w procesie życia człowieka dzięki naturalnym radionuklidom, wśród których wiodącą pozycję zajmuje bezbarwny gaz radon. W zależności od położenia geograficznego budynku mieszkalnego jego „wkład” może wynosić od 30 do 60%. Stała ilość niestabilnych izotopów niebezpiecznego pierwiastka w atmosferze utrzymywana jest dzięki ciągłemu dopływowi ze skał ziemskich. Radon ma nieprzyjemną właściwość gromadzenia się wewnątrz budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej, gdzie jego stężenie może wzrosnąć dziesiątki lub setki razy. Dla dobrego zdrowiazagrożeniem dla człowieka jest nie tyle sam radioaktywny gaz, co chemicznie aktywne izotopy polonu 214Po i 218Po, powstałe w wyniku jego rozkład. Są mocno utrzymywane w ciele, wpływając niekorzystnie na żywą tkankę z wewnętrznym promieniowaniem α.
Oprócz astmatycznych ataków duszności i depresji, zawrotów głowy i migreny, jest to obarczone rozwojem raka płuc. Grupa ryzyka obejmuje pracowników kopalń uranu i zakładów górniczo-przetwórczych, wulkanologów, terapeutów radonowych, ludność obszarów niekorzystnych z wysoką zawartością pochodnych radonu w skorupie ziemskiej i wodach artezyjskich oraz uzdrowiska radonowe. W celu identyfikacji takich obszarów opracowuje się mapy zagrożenia radonowego metodami geologicznymi i radiologiczno-higienicznymi.
Uwaga: uważa się, że to ekspozycja na radon spowodowała śmierć z powodu raka płuc w 1916 roku przez szkockiego badacza tego pierwiastka, Williama Ramsaya.
Metody ochrony
W ostatniej dekadzie, wzorem zachodnich sąsiadów, niezbędne środki antyradonowe zaczęły się rozprzestrzeniać w krajach byłej WNP. Pojawiły się dokumenty regulacyjne (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) z jasnymi wymaganiami dotyczącymi zapewnienia bezpieczeństwa radiacyjnego ludności.
Główne środki ochrony przed gazami glebowymi i naturalnymi źródłami promieniowania obejmują:
- Ułożenie na ziemi pod ziemią drewnianych podłóg z monolitycznej płyty betonowej z podstawą z tłucznia kamiennego i niezawodną hydroizolacją.
- Zapewnienie zwiększonej wentylacjipomieszczenia piwniczne i piwniczne, wentylacja budynków mieszkalnych.
- Woda dostająca się do kuchni i łazienek musi być poddana specjalnej filtracji, a same pomieszczenia wyposażone są w wymuszone urządzenia wyciągowe.
Radiomedycyna
Co to jest radon, nasi przodkowie nie wiedzieli, ale nawet wspaniali jeźdźcy Czyngis-chana leczyli swoje rany wodami źródeł Belokurikha (Ałtaj), nasyconymi tym gazem. Faktem jest, że w mikrodawkach radon ma pozytywny wpływ na ważne narządy człowieka i ośrodkowy układ nerwowy. Narażenie na działanie wody radonowej przyspiesza procesy metaboliczne, dzięki czemu uszkodzone tkanki są znacznie szybciej odbudowywane, praca serca i układu krążenia normalizuje się, a ściany naczyń krwionośnych ulegają wzmocnieniu.
Ośrodki w górskich regionach Kaukazu (Essentuki, Piatigorsk, Kisłowodzk), Austrii (Gastein), Czech (Jakimow, Karlowe Wary), Niemiec (Baden-Baden), Japonii (Misasa) od dawna cieszą się dobrą opinią -zasłużona sława i popularność. Współczesna medycyna oprócz kąpieli radonowych oferuje leczenie w postaci nawadniania, inhalacji pod ścisłym nadzorem odpowiedniego specjalisty.
W służbie ludzkości
Zakres gazu radonowego nie ogranicza się do samej medycyny. Zdolność izotopów pierwiastka do adsorpcji jest aktywnie wykorzystywana w materiałoznawstwie do pomiaru stopnia niejednorodności powierzchni metalowych i dekoracji. W produkcji stali i szkła radon służy do sterowania przebiegiem procesów technologicznych. Z jego pomocąsprawdź szczelność masek przeciwgazowych i środków ochrony chemicznej.
W geofizyce i geologii wiele metod poszukiwania i wykrywania złóż minerałów i rud radioaktywnych opiera się na wykorzystaniu pomiarów radonu. Stężenie izotopów radonu w glebie można wykorzystać do oceny przepuszczalności gazu i gęstości formacji skalnych. Monitorowanie środowiska radonowego wygląda obiecująco pod względem przewidywania nadchodzących trzęsień ziemi.
Pozostaje mieć nadzieję, że ludzkość nadal będzie radzić sobie z negatywnymi skutkami radonu, a pierwiastek radioaktywny przyniesie korzyści tylko ludności planety.
