Благородный и опасный радон
Радон (222 Rn) представляет собой не имеющий запаха бесцветный инертный газ, образующийся в процессе радиоактивного распада радия (226Ra). Период полураспада радона составляет 3,8 суток. Период полураспада – это время, по прошествии которого половина атомов или атомных ядер претерпевает радиоактивный распад. 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.
Радиоактивный газ радон известен человечеству немногим более ста лет. Впервые этим элементом заинтересовались в начале 20-го века в своих работах Пьер и Мари Кюри. Впоследствии уже другие ученые занимались этим вопросом, в том числе и его воздействием на человеческий организм. Последствия оказались настолько серьезны, что правительства многих стран, и нашей в том числе, приняли ряд законов, регулирующих вопрос с допустимым количеством этого газа в жилых и общественных помещениях.
С химической точки зрения — радон представляет собой инертный газ. Подобно ксенону, он не столь инертен, как гелий, неон или аргон, и в отличие от последних, обладает некоторыми химическими свойствами. Однако в обычной жизни ими смело можно пренебречь: способность радона вступать в химические соединения слишком мала. Зато он легко адсорбируется тканями, бумагой, активированным углем и силикагелем, растворяется в маслах и из раствора в воде активно переходит в лед при замерзании. Также радон применяется в «радоновой медицине».
Всего известно 19 изотопов радона, но только с двумя изотопами радона можно столкнуться в обычной жизни: собственно радоном (эманацией радия) с атомной массой 222 и короткоживущим тороном с периодом полураспада 55 секунд и массовым числом 220. Есть и третий природный изотоп радона актинон — короткоживущий член ряда урана-235-актиния, но из-за короткого периода полураспада и малого содержания урана-235 и в природе его сложно обнаружить. Радон-222 в результате некоторой последовательности распадов превращается в долгоживущий (22 года) свинец-210, на котором быстрая цепочка превращений приостанавливается. Промежуточные альфа-распады полония-218 и полония-214 дают основную долю дозы внутреннего облучения, вызванного радоном-222. А вот доза от самого радона не превышает 2% общей дозы. Цепочка радионуклидов, быстро переходящих друг в друга — полоний-218, свинец-214, висмут-214, полоний-214, свинец-210 — называется дочерними продуктами распада (ДПР) радона и неотделимо сопутствует ему в воздухе. Вместе с радоном мы вдыхаем их в свои легкие, а когда идет дождь, он вымывает их из воздуха, из-за чего дождевая вода приобретает радиоактивность с периодом полураспада примерно 25 минут.
Торон же живет меньше минуты и обычно распадается почти там же, где образовался. В процессе многократных превращений образуется стабильный свинец-208. Из-за малого времени жизни торон практически не успевает разлететься, и мы им не дышим.
Многочисленные измерения показали, что содержание радона в помещениях может изменяться от единиц до 105 Бк/м3 , а содержание торона обычно на порядок меньше.
Опасность радона кроется в его радиоактивности. Попавший в атмосферу радон вдыхается вместе с воздухом и уже в бронхах начинает облучать слизистую оболочку. Продукты распада радона также радиоактивны. Попадая в кровь, они разносятся по всему организму, продолжая его облучать.
Зонами повышенного риска являются регионы, где близко к поверхности земли лежат гранит, грейс, фосфорит и т.д. Наибольшее количество радона выделяется из разломов, ведущих в недра Земли, образуя так называемое «радоновое дыхание». Выделение радона является своеобразным маркером, по которому можно находить такие разломы, а значит, и приуроченные к ним месторождения различных полезных ископаемых. Особенно интенсивно радон выделяется в вулканических районах. Сравнительно высокие дозы получает население территорий, на которых размещены промышленные предприятия по добыче и переработке минерального сырья, а также металлургические предприятия и теплоэлектростанции.
В атмосферу радон проникает из почвы, и если на таком участке построено здание, то ничто не мешает радону накапливаться внутри помещений. При отсутствующей или плохо функционирующей вентиляции, концентрация радона в воздухе закрытых помещений может в десятки раз превышать концентрацию в наружном воздухе. Радон более чем в семь раз тяжелее воздуха, поэтому больше всего он скапливается в подвальных помещениях и на первых этажах.
Второй возможный путь проникновения радона в жилье – строительные материалы. Если при их производстве использовалось сырье, содержащее радон, то он неминуемо будет поступать внутрь помещений, и тогда этажность не имеет никакого значения. В случае, когда подача воды в здание осуществляется из подземных источников и без дополнительной водоподготовки радон может поступать внутрь жилья с водой. Тогда наибольшая концентрация радона будет в помещениях, в которых осуществляется раздача воды.
Довольно часто радон можно обнаружить в квартирах, оборудованных газовыми плитами. В этом случае радон поступает вместе с природным газом и создает большие концентрации в кухнях.
Активность радона контролируют на этапе землеотвода при строительстве зданий. Если на земельном участке результаты исследований показывают превышение допустимых гигиенических нормативов, то при возведении зданий должны быть предусмотрены защитные мероприятия, направленные на снижения поступления радона в помещения эксплуатируемого строения. Существуют пассивная и активная системы защиты. Пассивная защита предусматривает изоляцию ограждающих конструкция зданий, для предотвращения диффузии радона из подвала в жилые помещения (уплотнение, мембраны, барьеры, пропитки, покрытия). Такие мероприятия не требуют затрат энергии и обслуживания, в чем заключается их преимущества. Активная защита основана на принудительном отводе радона из источника в атмосферу (принудительная вентиляция подвала, коллектор подвала, депрессия грунтового основания подвала).
После завершения строительства до введения в эксплуатацию в помещениях здания проводят повторные исследования по определению активности радона, торона и дочерних продуктов распада.
Радона нашел свое место в медицине. Применение при лечения радоновых ванн основано на мнении ученых, что маленькие дозы радиации действуя как мягкий стрессовый фактор, стимулируют клеточную защиту и иммунитет организма в целом. Лечение радоновыми ваннами используется при артрозах, артритах, гипертонической болезни и т.д. Следует заметить, что концентрация радона в таких ваннах мизерная, да и курс лечения, как правило, непродолжительный.