Реферат: Радон, его влияние на человека. Радоновые ванны: может ли радиация быть полезной

Радомн -- элемент 18-й группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (по старой классификации -- главной подгруппы 8-й группы, 6-го периода), с атомным номером 86. Обозначается символом Rn. Химические свойства радона обусловлены его нахождением в группе благородных инертных газов. Он не вступает в реакции с кислородом. Для него характерны химическая инертность и валентность, равная 0. Однако радон может образовывать клатратные соединения с водой, фенолом, толуолом и др.

Изотопы радона растворимы в воде и других жидкостях. Их растворимость падает при повышении температуры. Значительно выше растворимость радона в органических жидкостях. Хорошая растворимость радона в жирах обусловливает его концентрирование жировой тканью человека, что необходимо учитывать при оценке радиационной опасности.

Наиболее стабильный изотоп (???Rn) имеет период полураспада 3,8 суток.

Нахождение в природе

Входит в состав радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th. Ядра радона постоянно возникают в природе при радиоактивном распаде материнских ядер. Равновесное содержание в земной коре 7·10?16% по массе. 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 222Rn, 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.

Геология радона

Горные породы являются первоисточником радона. В первую очередь содержание радона в окружающей среде зависит от концентрации материнских элементов в породах и почвах.

Несмотря на то, что радиоактивные элементы встречаются в тех или иных количествах повсеместно, распределение их в земной коре очень неравномерно. Наиболее высокие концентрации урана свойственны изверженным (магматическим) породам, в особенности гранитам. Высокие концентрации урана также могут быть приурочены к темноцветным сланцам, осадочным породам, содержащим фосфаты, а также метаморфическим породам, образовавшимся из этих отложений. Естественно, что и почвы, и обломочные отложения, образовавшиеся в результате переработки вышеназванных пород, также будут обогащены ураном.

Кроме этого основными источниками - содержателями радона являются горные и осадочные породы, содержащие уран (радий.):

* бокситы и углистые сланцы тульского горизонта нижнего карбона, залегающие на глубинах от 0 до 50 м и с содержаниями урана более 0,002%;

* углеродисто-глинистые диктионемовые сланцы, глауконитовых и оболовых песков и песчаников пакерортского, цератопигиевого и латоринского горизонтов нижнего ордовика, залегающие на глубинах от 0 до50 м с содержанием урана более 0,005%.

* граниты рапакиви верхнего протерозоя, залегающие приповерхностно и имеющие содержание урана более 0,0035 %;

* калиевые, микроклиновые и плагиомикроклиновые граниты протерозойско-архейского возраста с содержанием урана более 0.005 %;

* - гранитизированные и мигматизированные архейские гнейсы, залегающие приповерхностно, в которых урана более 3,5 г/т.

В результате радиоактивного распада атомы радона попадают в кристаллическую решетку минералов. Процесс выделения радона из минералов и пород в паровое или трещинное пространство получил название эманирования. Не все атомы радона могут выделиться в поровое пространство, поэтому для характеристики степени высвобождения радона используется коэффициент эманирования. Его величина зависит от характера породы, ее структуры и степени ее раздробленности. Чем меньше зерна породы, чем больше внешняя поверхность зерен, тем активнее идет процесс эманирования.

Дальнейшая судьба радона связана с характером заполнения порового пространства породы. В зоне аэрации, то есть выше уровня грунтовых вод, поры и трещины пород и почв заполнены, как правило, воздухом. Ниже уровня грунтовых вод все пустотное пространство пород заполнено. В первом случае радон как всякий газ распространяется по законам диффузии. Во втором - может также мигрировать вместе с водой. Дальность миграции радона определяется его периодом полураспада. Поскольку этот период не очень велик, дальность миграции радона не может быть большой. Для сухой породы она больше, однако, как правило, радон мигрирует в водной среде. Именно поэтому наибольший интерес представляет изучение поведение радона в воде.

Основной вклад в распространение радона вносят так называемые диктионемовые сланцы нижнего ордовика, места, распространения которых являются наиболее радоноопасными территориями России. Диктионемовые сланцы протягиваются полосой шириной от 3 до 30 км. от г. Кингисепп на западе до р. Сясь на востоке, занимая площадь порядка 3000 кв. км. На всем протяжении сланцы обогащены ураном, содержание которого варьирует в пределах от 0.01% до 0.17%, а суммарное количество урана составляет сотни тысяч тонн. В области Балтийско-Ладожского уступа сланцы выходят на дневную поверхность, а к югу погружаются на глубину до первых десятков метров.

Проводниками радона под землей являются региональные разломы, заложенные в допалеозойское время, и разломы, активизированные в мезо-кайонозойское время, с помощью которых радон появляется на поверхности земли и частично концентрируется в рыхлых слоях пород земли.

Из регионов России потенциально опасных в этом смысле выделяют Западную Сибирь, Забайкалье, Северный Кавказ и Северо-западные регионы России.

Основным источником поступления радона в воздух помещений является геологическое пространство под зданием. Радон легко проникает в помещения по проницаемым зонам земной коры. Здание с газопроницаемым полом, построенное на земной поверхности, может увеличивать поток радона, выходящего из земли, до 10 раз за счет перепада давления воздуха в помещениях здания и атмосфере. На рисунке 2 представлена схема попадания радона в дома. Этот перепад оценивается в среднем величиной около 5 Па и обусловлен двумя причинами: ветровой нагрузкой на здание (разрежение, возникающее на границе газовой струи) и перепадом температур между комнатным воздухом и атмосферой (эффект дымовой трубы).

Рис. 2.

Влияние радона на организм человека

Радон вносит весьма существенный вклад в среднюю ежегодную дозу облучения людей. На долю радона и радиоактивных продуктов его распада приходится 50 % индивидуальной эффективной дозы облучения человека. При этом большую часть дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом.

Во многих странах радон является второй по значимости причиной развития рака легких после курения. Доля случаев рака легких, вызванных радоном, оценивается от 3% до 14%. Значительные последствия для здоровья наблюдаются среди работников урановых рудников, подвергающихся воздействию радона в высоких концентрациях. Однако исследования, проведенные в Европе, Северной Америке и Китае, подтвердили, что низкие уровни концентрации радона, такие как уровни в домах, также представляют риски для здоровья и в значительной мере способствуют заболеваемости раком легких во всем мире.

При возрастании концентрации радона на 100 Бк/м3 риск развития рака легких увеличивается на 16%. Соотношение доза-ответ является линейным, то есть риск развития рака легких возрастает прямо пропорционально возрастанию воздействия радона. Вероятность того, что радон приведет к развитию рака легких у курильщиков, гораздо выше.

Имеются данные о том, что радоновое облучение увеличивает риск рака желудка, мочевого пузыря, прямой кишки, кожи, а также данные о негативном влиянии этого облучения на костный мозг, сердечнососудистую систему, печень, щитовидную железу, гонады. Не исключается возможность отдаленных генетических последствий радонового облучения. Однако все эффекты радона, по крайней мере, на порядок менее вероятны, чем рак легкого.

географический геологический радон опасность

Впервые открыл это вещество английский физик Э. Резерфорд в 1900 г., назвавший его эманацией (производное от латинского слова «истечение»). А современное имя «радон» дал ему другой англичанин Дорн в 1900 г, сопоставив его с первоначальным радием. Но радон образуется при распаде не только радия, но также урана, тория, актиния и других радиоактивных элементов.

1. Радон в природе

Это благородный газ без цвета и запаха, ядовит, а главное - радиоактивен . Он легко растворяется в воде, а еще лучше в жировых тканях живых организмов. Так как радон довольно тяжелый (в 7,5 раз тяжелее воздуха), он «обитает» в толщах земных пород, и, конечно, выделяется понемногу в атмосферу. Но не сам по себе, а в смеси с увлекающими его потоками других, более легких газов - водорода, углекислого газа, метана, азота и других. Все они порождаются глубинными процессами. Интересен тот факт, что радон, являясь инертным газом, не образует аэрозолей, т.е. не присоединяется к пылинкам, тяжёлым ионам и т.д. Из-за химической инертности и большого периода полураспада он может мигрировать по трещинам, порам почвы и пород на большие расстояния, причём довольно длительно (около 10 дней). Радон также содержится в некоторых минеральных водах, которые так и называются радоновыми.

2. Влияние на живые организмы

Лишь недавно ученые выяснили, что наибольший вклад в радиоактивное облучение человека вносит именно радон. Он ответственен за 3/4 годовой дозы облучения, получаемой людьми от земных источников радиации и примерно за половину этой дозы от всех природных источников. Установлено, что основная часть облучения происходит от дочерних продуктов распада радона - изотопов свинца, висмута и полония. Продукты распада радона попадают в легкие человека вместе с воздухом и задерживаются в них. Распадаясь, выделяют альфа-частицы, поражающие клетки эпителия. Распад ядер радона в легочной ткани вызывает микроожоги, а повышенная концентрация газа в воздухе может привести к раку. Также альфа-частицы вызывают повреждения в хромосомах клеток костного мозга человека, что увеличивает вероятность развития лейкозов. К сожалению, наиболее уязвимы для радона самые важные клетки - половые, кроветворные и иммунные. Частицы ионизирующей радиации повреждают наследственный код и, притаившись, никак себя не проявляют, до тех пор, пока «больной» клетке не настанет время делиться или создавать новый организм - ребенка. Тогда речь может идти о мутации клеток, приводящей к сбоям в жизнедеятельности человека.

3. Радон в доме

В дом радон может попасть разными путями: из недр Земли; из стен и фундамента зданий, т.к. строительные материалы (цемент, щебень, кирпич, шлакоблоки) в разной степени, в зависимости от качества, содержат дозу радиоактивных элементов; вместе с водопроводной водой и природным газом. Так как этот газ тяжелее воздуха, он оседает и концентрируется в нижних этажах и подвалах. Самый значимый путь накопления радона в помещениях связан с выделением радона из почвы, на которой стоит здание. Большую опасность представляет поступление радона с водяными парами при пользовании душем, ванной, парной. Он содержится и в природном газе, и поэтому на кухне необходимо устанавливать вытяжку, чтобы предотвратить накапливание и распространение радона. В 1995 году в нашей стране принят федеральный закон «О радиационной безопасности населения» и действуют специальные нормы радиационной безопасности. По нему следует, что при проектировании здания среднегодовая активность изотопов радона в воздухе не должна превышать 80 Бк/м3 (беккерелей на метр кубический). В жилых квартирах не более 200 Бк/м3, иначе встает вопрос о проведении защитных мероприятий, а если значение достигает 400 Бк/м3 - здание должно быть снесено или перепрофилировано. Сейчас многие люди приобретают личные дозиметры, чтобы измерить общий фон радиации в квартире. Но для измерения уровня радона он бесполезен, тут необходимо вызывать специалистов с радиометром радона. Если вы хотите самостоятельно обезопасить свое жилище от вредного газа, вам следует заделать щели в стенах и полах, поклеить обои, загерметизировать подвальные помещения и просто чаще проветривать комнаты в вашем доме. Замечу, что концентрация радона в непроветриваемом помещении в 8 раз больше.

4. Польза радона

Но в природе нет ничего лишнего и помимо важных исследований в области химии и физики, радон используется во многих сферах человеческой жизни. Его используют в медицине для приготовления «радоновых ванн», в сельском хозяйстве для активации кормов домашних животных, в металлургии в качестве индикатора для определения скорости газовых потоков в доменных печах и газопроводах. Геологи с его помощью находят залежи радиоактивных элементов. Сейсмологи, анализируя выход радона из почв, могут спрогнозировать сильные землетрясения и извержения вулканов. Поэтому при успешных и своевременных мерах защиты даже такую «химеру» можно заставить служить человечеству.

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Везде и повсюду нас окружает атмосферный воздух. Из чего он состоит? Ответ не составляет труда: из 78,08 процента азота, 20,9 процента кислорода, 0,03 процента углекислого газа, 0,00005 процента водорода, около0,94 процента приходится на долю так называемых инертных газов. Последние были открыты всего лишь в конце прошлого столетия. Радон образуется при радиоактивном распаде радия и в ничтожных количествах встречается в содержащих уран материалах, а также в некоторых природных водах.

Актуальность исследований.По данным Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), Научного комитета по действию атомной радиации (НКДАР) ООН наибольшая часть дозы облучения (около 80 % от общей), получаемой населением в обычных условиях, связана именно с природными источниками радиации. Более половины этой дозы обусловлено присутствием газа радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в воздухе зданий, в которых человек проводит более 70 % времени.

Радон - благородный инертный газ, приобретает в жизни человека все большее значение. К сожалению, преимущественно оно негативно – радон радиоактивен и потому опасен. А поскольку он непрерывно выделяется из почвы, то и распространен по всей земной коре, в подземной и поверхностной воде, в атмосфере, присутствует в каждом доме.

В цивилизованном обществе уже пришло сознание, что радоновая опасность является крупной и непростой комплексной проблемой, так как радиоэкологические процессы, вызываемые радоном, происходят на трех структурных уровнях материи: ядерном, атомно-молекулярном и макроскопическом. Поэтому решение ее подразделяется на задачи диагностики и технологии последующей нейтрализации воздействия радона на человека и биологические объекты.

В настоящее время после длительного отказа ведущих мировых держав от испытаний ядерного оружия риск получить значительную дозу облучения в сознании большинства людей связывается с действием атомных электростанций. Особенно после Чернобыльской катастрофы. Однако следует знать, что опасность облучения есть, даже если вы находитесь в собственном доме. Угрозу здесь представляет природный газ - радон и тяжелометаллические продукты его распада. Действие их человечество испытывает на себе на протяжении всего времени существования.

Цель работы: Исследование природы радона, его соединений, влияние на человека, а так же исследование источников поступления радона в здание и оценка эффективности применения в качестве радонозащитных покрытий различных материалов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАДОНЕ

Уже с ХVI века людям было известно о гибельных последствиях пребывания в некоторых местностях и зонах, но о самом газе никто еще и не догадывался. В поселках рудокопов в горах южной Германии женщины по нескольку раз шли под венец: мужей уносила загадочная быстротекущая болезнь – «горняцкая чахотка». Практиковавшие в тех местах врачи упоминали о существовании забоев, в которых при отсутствии должной вентиляции люди испытывали одышку и усиленное сердцебиение, часто теряли сознание и иногда погибали. При этом ни на вкус, ни на запах в воздухе не обнаруживалось каких-либо примесей. Поэтому и неудивительно, что тогда считали - людей губят потревоженные горные духи. И только великий Парацельс, работавший врачом в такой же местности, писал о необходимости очищения воздуха в рудниках: «Мы обязаны предотвращать соприкосновение организма с эманациями металлов, ибо, если организм поврежден ими единожды, излечения уже не может быть».

Окончательно с «горняцкой чахоткой» разобрались только в 1937 г., установив, что эта болезнь есть ни что иное, как одна из форм рака легких, вызываемая высокой концентрацией радона.

Радоновая проблема изучается с самых ранних этапов развития ядерной физики, но особенно серьезно и масштабно она стала выявляться после моратория на ядерные взрывы и благодаря рассекречиванию полигонов. При сравнении эффектов облучения оказалось, что в каждой квартире, в каждой комнате есть свои локальные ядерные радоновые «полигончики».

Изотопы радона сорбируются (поглощаются) твердыми веществами. Наиболее продуктивным в этом отношении является уголь, поэтому угольные шахты должны находиться под усиленным вниманием правительства. Это же относится ко всем отраслям промышленности, потребляющим данный вид топлива.

Сорбированные атомы радона очень мобильны и продвигаются от поверхности твердого вещества в глубинные слои. Это относится к органическим и неорганическим коллоидам, биологическим тканям, что существенно обостряет радоновую опасность. Сорбирующие свойства веществ существенно зависят от температуры ранее адсорбированных компонентов, влагонасыщенности и многих других параметров. Эти свойства желательно привлекать к разработке различных антирадоновых средств.

В Казахском национальном университете им. Аль-Фараби измерены высотные профили распределения радона по этажам зданий, в помещениях и на открытом воздухе. Известные закономерности подтвердились, но найдены и иные, которые экспериментально применяются для разработки антирадоновых технических средств. Установлено, что несколько раз в месяц содержание радона в приземной атмосфере может увеличиться во много раз. Эти «радоновые бури» сопровождаются резким увеличением радиоактивности в воздухе, не только способствуя развитию рака легких, но вызывая и функциональные нарушения у практически здоровых людей - примерно у 30% появляются одышка, учащенное сердцебиение, приступы мигрени, бессонница и т.д. Особую же опасность возмущения представляют для больных и пожилых людей, а также малышей.

Оказалось, что возникновение радоново-аэроионных бурь связано с физическими процессами, происходящими на Солнце, с появлением темных пятен на поверхности светила. Интересное предположение о возможном механизме, связывающем солнечную активность со значительным увеличением содержания радона, было сделано московским ученым А.Э. Шемьи-Заде. Проанализировав данные по радоновой активности атмосферы, полученные в Средней Азии, Прибалтике, Швеции и т.д., он выявил корреляцию уровня радоновой активности земной атмосферы с солнечными и геомагнитными процессами в различные годы и в разных регионах.

Концентрация радона в микропорах горных пород (обычных гранитах и базальтах) в миллионы раз выше, чем в приземной атмосфере и достигает 0,5-5,0 Бк/м3. Активность радона принято измерять в числе его распадов в 1 м3 - 1 Беккерель (Бк) соответствует одному распаду в секунду. Этот радон, как показали расчеты ученого, вследствие магнитострикционного сжатия-растяжения в высокочастотном поле геомагнитных возмущений «выжимается» из выходящих на поверхность микропор. Амплитуда магнитострикции, происходящей в постоянном по величине магнитном поле Земли, под действием малых геомагнитных возмущений пропорциональна содержанию магнетита в породе (обычно до 4 %), а частота определяется геомагнитными вариациями. Амплитуда магнитострикционного сжатия горных пород в поле геомагнитных возмущений очень мала, однако эффект вытеснения радона обусловлен во-первых высокой частотой возмущений, а во-вторых – высокой концентрацией газа. Оказывается, если в столбе атмосферного воздуха сечением в один километр «размешать» слой, выделенный из горных пород толщиной всего в один миллиметр, то концентрация радона в этом столбе возрастет в 10 раз.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

После открытия радия, когда ученые с большим увлечением познавали тайны радиоактивности, было установлено, что твердые вещества, находившиеся в близком соседстве с солями радия, становились радиоактивными. Однако спустя несколько дней радиоактивность этих веществ исчезла бесследно.

Радон открывали неоднократно, и в отличие от других подобных историй каждое новое открытие не опровергало, а лишь дополняло предыдущие. Дело в том, что никто из ученых не имел дела с элементом радоном - элементом в обычном для нас понимании этого слова. Одно из нынешних определений элемента - «совокупность атомов с общим числом протонов в ядре», т. е. разница, может быть лишь в числе нейтронов. По существу элемент - совокупность изотопов. Но в первые годы нашего века еще не были открыты протон и нейтрон, не существовало самого понятия об изотонии.

Изучая ионизацию воздуха радиоактивными веществами, супруги Кюри заметили, что различные тела, находящиеся вблизи радиоактивного источника, приобретают радиоактивные свойства, которые сохраняются не которое время после удаления радиоактивного препарата. Мария Кюри-Склодовская назвала это явление индуцированной активностью. Другие исследователи и, прежде всего Резерфорд, пытались в 1899/1900 гг. объяснить это явление тем, что радиоактивное тело образует некоторое радиоактивное истечение, или эманацию (от лат. emanare - истекать и emanatio - истечение), пропитывающие окружающие тела. Однако, как оказалось, это явление свойственно не только препаратам радия, но и препаратам тория и актиния, хотя период индуцированной активности в последних случаях меньше, чем в случае радия. Обнаружилось также, что эманация способна вызывать фосфоресценцию некоторых веществ, например осадка сернистого цинка. Менделеев описал этот опыт, продемонстрированный ему супругами Кюри, весной 1902 г.

В свете стремительного развития науки и техники специалисты выражают озабоченность отсутствием пропаганды радиационной гигиены среди населения. Эксперты прогнозируют, что в ближайшее десятилетие "радиологическое невежество" может стать причиной реальной угрозы безопасности общества и планеты.

Невидимый убийца

В XVΙ веке европейских медиков ставила в тупик аномально высокая смертность от легочных заболеваний среди работников рудников, добывающих железо, полиметаллы и серебро. Загадочный недуг, получивший название "горной болезни", поражал шахтеров в пятьдесят раз чаще, чем среднего обывателя. Только в начале XX века, после открытия радона, именно его признали причиной стимулирования развития рака легких горняков Германии и Чехии.

Что такое радон? Только ли отрицательное влияние оказывает он на организм человека? Чтобы ответить на эти вопросы, следует вспомнить историю открытия и изучения этого таинственного элемента.

Эманация - значит "истечение"

Первооткрывателем радона принято считать английского физика Э. Резерфорда. Именно он в 1899 году заметил, что препараты на основе тория кроме тяжелых α-частиц излучают бесцветный газ, приводящий к повышению уровня радиоактивности окружающей среды. Исследователь назвал предполагаемое вещество эманацией тория (от emanation (лат.) - истечение) и присвоил ему буквенное обозначение Em. Похожие эманации присущи также препаратам радия. В первом случае испускающийся газ получил название торон, во втором - радон.

В дальнейшем удалось доказать, что газы являются радионуклидами нового элемента. Выделить его в чистом виде впервые удалось шотландскому химику, Нобелевскому лауреату (1904 г.) Уильяму Рамзаю (совместно с Витлоу Греем) в 1908 году. Спустя пять лет за элементом окончательно закрепилось название радон и символьное обозначение Rn.

В химических элементов Д. И. Менделеева радон находится в 18-й группе. Имеет атомный номер z=86.

Все существующие изотопы радона (более 35, с массовыми числами от 195 до 230) радиоактивны и представляют определенную опасность для человека. В природе встречаются четыре разновидности атомов элемента. Все они входят в состав естественных радиоактивных рядов актиноурана, тория и урана - радия. Некоторые изотопы имеют собственные названия и их, по исторически сложившейся традиции, называют эманациями:

• актиния - актинон 219 Rn;
• тория - торон 220 Rn;
• радия - радон 222 Rn.

Последний отличается наибольшей стабильностью. радона 222 Rn - 91,2 часа (3,82 суток). Время устойчивого состояния остальных изотопов исчисляется секундами и миллисекундами. При распаде с излучением α-частиц происходит образование изотопов полония. Кстати, именно при исследовании радона ученые впервые столкнулись с многочисленными разновидностями атомов одного и того же элемента, которые впоследствии и назвали изотопами (от греческого "равный", "одинаковый").

Физические и химические свойства

В нормальных условиях радон - газ без цвета и запаха, присутствие которого можно определить только специальными приборами. Плотность - 9,81 г/л. Является самым тяжелым (воздух легче в 7,5 раз), самым редким и самым дорогим из всех известных на нашей планете газов.

Хорошо растворим в воде (460 мл/л), но в органических соединениях растворимость радона на порядок выше. Обладает эффектом флюоресценции, вызванным высокой собственной радиоактивностью. Для газообразного и жидкого состояния (при температуре ниже -62˚С) характерно голубое свечение, для кристаллического (ниже -71˚С) - желтое или оранжево-красное.

Химическая характеристика радона обусловлена его принадлежностью к группе инертных ("благородных") газов. Ему свойственны химические реакции с кислородом, фтором и некоторыми другими галогенами.

С другой стороны, неустойчивое ядро элемента является источником частиц высоких энергий, влияющих на многие вещества. Воздействие радона приводит к окрашиванию стекла и фарфора, разлагает воду на кислород, водород и озон, разрушает парафин и вазелин и т. д.

Получение радона

Для выделения изотопов радона достаточно пропустить над веществом, содержащим радий в том или ином виде, струю воздуха. Концентрация газа в струе будет зависеть от многих физических факторов (влажности, температуры), от кристаллической структуры вещества, его состава, пористости, однородности и может колебаться от малых долей до 100%. Обычно используют растворы бромистого или хлористого радия в соляной кислоте. Твердые пористые вещества применяют гораздо реже, хотя радон при этом выделяется более чистым.

Полученную газовую смесь очищают от паров воды, кислорода и водорода, пропуская ее через раскаленную медную сетку. Остаток (1/25000 от первоначального объема) конденсируют и из конденсата удаляют примеси азота, гелия и инертных газов.

Для заметки: во всем мире за год производится всего лишь несколько десятков кубических сантиметров химического элемента радона.

Распространение в природе

Ядра радия, продуктом деления которых является радон, в свою очередь образуются при распаде урана. Таким образом, основной источник радона - грунты и минералы, содержащие уран и торий. Наиболее высока концентрация этих элементов в магматических, осадочных, метаморфических породах, темноцветных сланцах. Газ радон вследствие своей инертности легко покидает кристаллические решетки минералов и по пустотам и трещинам в земной коре легко распространяется на большие расстояния, выделяясь в атмосферу.

Кроме того, грунтовые межпластовые воды, омывая такие породы, легко насыщаются радоном. Радоновая вода и ее определенные свойства использовались человеком задолго до открытия самого элемента.

Друг или враг?

Несмотря на тысячи научных и научно-популярных статей, написанных об этом радиоактивном газе, однозначно ответить на вопрос: "Что такое радон и каково его значение для человечества?" представляется затруднительным. Перед современными исследователями стоят, как минимум, две проблемы. Первая заключается в том, что в сфере воздействия излучения радона на живую материю он является одновременно вредным и полезным элементом. Вторая - в отсутствии достоверных средств регистрации и мониторинга. Существующие на сегодняшний день детекторы радона в атмосфере, даже самые современные и чувствительные, при повторении измерений могут выдавать результаты, различающиеся в несколько раз.

Осторожно, радон!

Основную дозу радиации (более 70%) в процессе жизнедеятельности человек получает благодаря природным радионуклидам, среди которых лидирующие позиции принадлежат бесцветному газу радону. В зависимости от географического расположения жилого строения, его "вклад" может составлять от 30 до 60%. Постоянное количество нестабильных изотопов опасного элемента в атмосфере поддерживается непрерывным поступлением из земных пород. Радон имеет неприятное свойство накапливаться внутри жилых и общественных помещений, где его концентрация может увеличиваться в десятки и сотни раз. Для здоровья человека опасность представляет не столько сам радиоактивный газ, сколько химически активные изотопы полония 214 Po и 218 Po, образующиеся в результате его распада. Они прочно удерживаются в организме, губительно воздействуя внутренним α-излучением на живую ткань.

Кроме астматических приступов удушья и депрессивного состояния, головокружения и мигрени, это чревато развитием рака легких. В группу риска входят работники урановых шахт и горно-обогатительных комбинатов, вулканологи, радонотерапевты, население неблагоприятных районов с высоким содержанием радоновых производных в земной коре и артезианских водах, радоновых курортов. Для выявления таких территорий составляют карты радоноопасности, применяя геологические и радиационно-гигиенические методы.

Для заметки: считается, что именно облучение радоном спровоцировало гибель от рака легких в 1916 году шотландского исследователя этого элемента Уильяма Рамзая.

Способы защиты

В последнее десятилетие, по примеру западных соседей, необходимые противорадоновые мероприятия стали распространяться и в странах бывшего СНГ. Появились нормативные документы (СанПин 2.6.1., СП 2.6.1.) с четкими требованиями по обеспечению радиационной безопасности населения.

К основным мерам по защите от почвенных газов и природных источников излучения относятся:

• Обустройство на земляном подполье деревянных полов монолитной бетонной плиты с щебеночным основанием и надежной гидроизоляцией.
• Обеспечение усиленной вентиляции цокольного и подвального пространства, проветривание жилых зданий.
• Вода, поступающая в кухни и ванные комнаты, должна подвергаться специальной фильтрации, а сами помещения оборудуются принудительными вытяжными устройствами.

Радиомедицина

Что такое радон, наши предки не знали, но еще славные всадники Чингисхана врачевали свои раны водами источников Белокурихи (Алтай), насыщенными этим газом. Дело в том, что в микродозах радон оказывает положительное влияние на жизненно важные органы человека и центральную нервную систему. Воздействие радоновых вод ускоряет обменные процессы, благодаря чему поврежденные ткани восстанавливаются гораздо быстрее, нормализуется работа сердца и системы кровообращения, укрепляются стенки сосудов.

Курорты горных районов Кавказа (Ессентуки, Пятигорск, Кисловодск), Австрии (Гаштейн), Чехии (Яхимов, Карловы Вары), Германии (Баден-Баден), Японии (Мисаса) издавна пользуются заслуженной славой и популярностью. Современная медицина кроме радоновых ванн предлагает лечение в форме орошения, ингаляции под строгим контролем соответствующего специалиста.

На службе человечества

Область применения газа радона не ограничивается одной лишь медициной. Способность изотопов элемента к адсорбции активно используется в материаловедении для измерения степени неоднородности металлических поверхностей и декорирования. В производстве стали и стекла радон служит для контроля протекания технологических процессов. С его помощью проводят проверку противогазов и средств химзащиты на герметичность.

В геофизике и геологии многие методы поиска и обнаружения залежей полезных ископаемых и радиоактивных руд основаны на применении радоновой съемки. По концентрации изотопов радона в почве можно судить о газопроницаемости и плотности горных образований. Мониторинг радоновой обстановки выглядит перспективным в плане прогнозирования предстоящих землетрясений.

Остается надеяться, что с негативными воздействиями радона человечество все-таки справиться и радиоактивный элемент будет приносить населению планеты только пользу.

Радиоактивные элементы естественного и техногенного происхождения окружают человека повсюду.

Попадая в организм они оказывают губительное воздействие на клетки.

Из природных наиболее опасных в этом плане считается радиоактивный газ радон, который образуется повсеместно при распаде радиоактивных элементов радия и урана, тория и актиния, а также и других.

Допустимая доза радона для человека в 10 раз меньше допустимой дозы бета и гамма- излучений.

Всего через 1 час после внутривенного введения даже небольшой дозы радона в 10 микрокюри в кровь экспериментального кролика, у него резко сокращается количество лейкоцитов в крови и затем начинают поражаться лимфатические узлы и кроветворные органы, селезенка, костный мозг.

Радон в природе

Радон - это газ, не имеющий цвета и запаха, ядовит и радиоактивен. Радон легко растворяется в жидкости (воде) и жировых тканях живых организмов.

Радон довольно тяжел, он в 7,5 раз тяжелее веса воздуха, поэтому он "обитает" в толще земных пород и понемногу выделяется в атмосферный воздух в смеси с увлекающими его на поверхность потоками других, более легких газов, таких как водород, углекислый газ, метан, азот и др.

Из-за своей химической инертности радон может длительно мигрировать по трещинам, порам почвы и трещинам пород на большие расстояния, пока не попадёт в наш дом .

Концентрация радона в воздухе во многом зависит от геологической обстановки местности, например, граниты, содержащие много урана, являются активными источниками радона, а в то же время над поверхностью морей и океанов концентрация радона мало.

Концентрация зависит также от погоды и времени года - во время дождя микротрещины, по которым радон поступает из почвы, заполняются водой, снежный покров также препятствует доступу радона в воздух). Замечено, что перед землетрясениями концентрация радона в воздухе повышается, вероятно, из-за более активного обмена воздуха в грунте при росте микросейсмической активности.

В природе радона очень мало, это один из наименее распространенных на планете химических элементов. Наука содержание радона в атмосфере оценивает в 7 10–17% по весу. Но и в земной коре его очень мало – он образуется в основном из уникального сверхредкого радия. Тем не менее эти немногочисленные атомы радона очень заметны с помощью специальных измерительных приборов.

Радон в жилом доме

Основные составляющие радиационного фона жилого помещения в большой степени зависят от человека. В наш дом радон попадает из почвы участка, на котором стоит дом, через стены, фундамент здания, с водопроводной водой, а затем оседает и концентрируется на нижних этажах, подвальных помещениях и поднимается с воздушными потоками на верхние этажи здания.

Большое значение при защите зданий от радона имеют, как конструктивных решения зданий, так и качество строительных материалов, применённые системы вентиляции, используемый зимний кладочный раствор . Строительные материалы в разной степени, в зависимости от их качества, так же содержат дозу радиоактивных элементов.

Большую опасность может представлять поступление газа радона с водными парами при пользовании саун, душей, ванн, парных. Радон содержится также и в природном газе, поэтому при использовании газовых плит на кухне рекомендуется установить вытяжку для защиты от накопления и концентрирования радона.

Согласно Федерального Закон РФ "О радиационной безопасности населения" и норм радиационной безопасности, при проектировании любых здания среднегодовая активность изотопов радона в воздухе помещений не должна превышать норм в противном случае возникает вопрос о разработке и проведении защитных мероприятий, а иногда и о сносе или перепрофилировании здания.

Чтобы самостоятельно обезопасить свой дом от этого вредного радиоактивного газа, необходимо тщательно заделать щели и трещины в стенах и полах, поклеить обои, герметизировать подвальные помещения, а так же чаще проветривать помещение - концентрация газа радона в не проветренном помещении может быть в 8 раз больше.

В настоящее время многие страны проводят экологический мониторинг концентрации газа радона в зданиях. Установлено, что в районах геологических разломов коры концентрации радона в помещениях могут быть огромные и существенно превышать средние показатели по остальным регионам.

Влияние на живые организмы

Ученые установили, что газ радон даёт наибольший вклад в радиоактивное облучение человека - более 50% общей дозы радиации, получаемой человеком от природных и техногенных радионуклидов.

Основная часть облучения человека происходит от продуктов распада газа радона - изотопов свинца, висмута и полония. Продукты этого распада попадая в легкие человека вместе с воздухом, задерживаются в них, а распадаясь, выделяют альфа-частицы, которые поражают клетки эпителия.

Такой распад ядер радона в легочной ткани вызывает "микроожоги", а повышенная концентрация радона в воздухе может привести к раку лёгких. Дополнительно альфа-частицы вызывают необратимые повреждения в хромосомах клеток костного мозга человека, а это увеличивает риск вероятности развития лейкозов. Наиболее уязвимыми для газа радона являются половые, кроветворные и иммунные клетки.

Все частицы ионизирующей радиации способны повреждать наследственный код человека, никак себя не проявляя до тех пор, пока клетка не начнёт делиться. Тогда речь уже может идти и о мутациях клеток, приводящих к сбоям в жизнедеятельности организма человека.

Очень опасно сочетание воздействия двух ядов - радона и курения. Установлено, что радон является вторым по частоте после курения фактором, вызывающим рак лёгких . В свою очередь рак лёгких, который вызван радоновым облучением, в мире является шестой по частоте из причиной смерти от рака.

Не столько сам газ радон задерживается в организме, а сколько радиоактивные продукты его распада. Исследователи, работавшие с твердым радоном, подчеркивают непрозрачность этого вещества. А причина непрозрачности одна: моментальное оседание твердых продуктов распада.

Эти продукты "выдают" весь комплекс излучений:

Альфа-лучи – малопроникающие, но очень энергичные;

Бета-лучи;

Жесткое гамма-излучение.

Польза радона

Радон используют в медицинской практике для приготовления радоновых ванн, издавна занимающих заметное место в арсенале курортов и физиотерапии. Известно, что растворенный в ультрадозах в воде радон оказывает положительное воздействие, как на центральную нервную систему, так и на многие другие функции организма.

Однако роль самого радона-222 здесь минимальна, т.к. он испускает лишь альфа-частицы, основная масса которых задерживается водой и не попадает на кожу. Но вот активный налет продуктов распада газа радона продолжает действовать на организм и после прекращения процедуры. Считается, что радоновые ванны - это эффективное средство лечения многих заболеваний (сердечно-сосудистых, кожных, заболеваний нервной системы).

Радоновую воду также прописывают внутрь для воздействия на органы пищеварения. Эффективными считаются и радоновые грязи, вдыхание обогащенного радоном воздуха.

Но нужно учитывать , что как всякое сильнодействующее средство, радоновые процедуры требуют постоянного контроля врача и очень точной дозировки. Нужно знать, что при некоторых заболеваниях человека радонотерапия абсолютно противопоказана.

Медицина использует для процедур как природные родоновые воды, так и искусственно приготовленные. В медицине радон получают из радия, которого клинике вполне достаточно всего несколько миллиграммов, чтобы в течение очень длительного периода ежедневно подготавливать десятки радоновых ванн.

Зоологами радон используется в сельскохозяйственном производстве для активации кормов домашних животных.

В металлургической промышленности радон применяется в качестве индикатора при определении скорости газовых потоков в доменных печах, газопроводах.

Геологам радон помогает найти залежи урана и тория, гидрологам - помогает исследовать взаимодействия между грунтовыми и поверхностными водами. Изменение концентрации газа радона в подземных водах применяется для прогноза землетрясений и извержений вулканов сейсмологами .

Про радон можно справедливо сказать: самый тяжелый, самый дорогой, самый редкий, но и самый опасный для человека газ из всех существующих газов на Земле. Поэтому при эффективных и своевременных мерах защиты жилого здания от его непрошенного проникновения, радон можно заставить с пользой служить людям.

Обсуждение (комментариев 0) :

Срубами на Руси назывались деревянные сооружения, стены которых собирались из обработанных брёвен. Так строились избы, храмы, башни деревянных кремлей и другие сооружения деревянного зодчества. Строится дом-сруб и различные ограждения из дерева для террасы из брёвен хвойных и лиственных пород. Такая древесина должна быть сухой, без гнили, трещин, грибка и не заражёна жуком-древоедом.

Прошли времена, когда в СССР гражданам выделялись участки земли от 4 до 6 соток под огороды, на которых разрешалось строить одноэтажный домик размером не более 3 на 5 метров - своеобразный хозблок дачный для хранения садового инвентаря и другой дачной утвари круглогодично. Зато ещё тогда ко многим огородным участкам подводилось электричество, а водоснабжение на огородах обеспечивалось подведением труб с водой или рытьём колодцев.