Радон, его влияние на человека

Федеральное агентство по образованию
Уральскийгосударственный лесотехнический университет
 
 
 
 
 
 
 
 
РЕФЕРАТ
 
РАДОН
 
 
 
 
 
Исполнитель: ИЭФ,гр.15
К.Н. Окопная
Руководитель: Т.Б.Голубева
 
 
 
 
 
 
 
Екатеринбург 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ
Общие сведения о радоне
История открытия
Физические свойстварадона
Химические свойства радона
Получение
Нахождение в природе
Применение радона
Радон в уральском регионе
Пути решения радоновойпроблемы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
 
Вездеи повсюду нас окружает атмосферный воздух. Из чего он состоит? Ответ несоставляет труда: из 78,08 процента азота, 20,9 процента кислорода, 0,03процента углекислого газа, 0,00005 процента водорода, около0,94 процентаприходится на долю так называемых инертных газов. Последние были открыты всеголишь в конце прошлого столетия. Радон образуется при радиоактивном распадерадия и в ничтожных количествах встречается в содержащих уран материалах, атакже в некоторых природных водах.
Актуальность исследований. По данным Международной комиссии порадиологической 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 природнымиисточниками радиации. Более половины этой дозы обусловлено присутствием газарадона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в воздухе зданий, в которых человекпроводит более 70 % времени.
/>
 
Радон — благородный инертный газ, приобретает в жизни человека все большее значение. Ксожалению, преимущественно оно негативно – радон радиоактивен и потому опасен.А поскольку он непрерывно выделяется из почвы, то и распространен по всейземной коре, в подземной и поверхностной воде, в атмосфере, присутствует вкаждом доме.
В цивилизованномобществе уже пришло сознание, что радоновая опасность является крупной инепростой комплексной проблемой, так как радиоэкологические процессы,вызываемые радоном, происходят на трех структурных уровнях материи: ядерном,атомно-молекулярном и макроскопическом. Поэтому решение ее подразделяется назадачи диагностики и технологии последующей нейтрализации воздействия радона начеловека и биологические объекты.
В настоящее времяпосле длительного отказа ведущих мировых держав от испытаний ядерного оружияриск получить значительную дозу облучения в сознании большинства людейсвязывается с действием атомных электростанций. Особенно после Чернобыльскойкатастрофы. Однако следует знать, что опасность облучения есть, даже если вынаходитесь в собственном доме. Угрозу здесь представляет природный газ — радони тяжелометаллические продукты его распада. Действие их человечество испытываетна себе на протяжении всего времени существования.
Цель работы: Исследование природы радона, егосоединений, влияние на человека, а так же исследование источников поступления радонав здание и оценка эффективности применения в качестве радонозащитных покрытийразличных материалов.
/> 
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОРАДОНЕ
 
Уже с ХVI векалюдям было известно о гибельных последствиях пребывания в некоторых местностяхи зонах, но о самом газе никто еще и не догадывался. В поселках рудокопов вгорах южной Германии женщины по нескольку раз шли под венец: мужей уносилазагадочная быстротекущая болезнь – «горняцкая чахотка». Практиковавшие в техместах врачи упоминали о существовании забоев, в которых при отсутствии должнойвентиляции люди испытывали одышку и усиленное сердцебиение, часто терялисознание и иногда погибали. При этом ни на вкус, ни на запах в воздухе необнаруживалось каких-либо примесей. Поэтому и неудивительно, что тогда считали- людей губят потревоженные горные духи. И только великий Парацельс, работавшийврачом 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, вызываемаявысокой концентрацией радона.
Радоновая проблемаизучается с самых ранних этапов развития ядерной физики, но особенно серьезно имасштабно она стала выявляться после моратория на ядерные взрывы и благодарярассекречиванию полигонов. При сравнении эффектов облучения оказалось, что вкаждой квартире, в каждой комнате есть свои локальные ядерные радоновые«полигончики».
Изотопы радонасорбируются (поглощаются) твердыми веществами. Наиболее продуктивным в этомотношении является уголь, поэтому угольные шахты должны находиться подусиленным вниманием правительства. Это же относится ко всем отраслямпромышленности, потребляющим данный вид топлива.
Сорбированныеатомы радона очень мобильны и продвигаются от поверхности твердого вещества вглубинные слои. Это относится к органическим и неорганическим коллоидам,биологическим тканям, что существенно обостряет радоновую опасность.Сорбирующие свойства веществ существенно зависят от температуры ранееадсорбированных компонентов, влагонасыщенности и многих других параметров. Этисвойства желательно привлекать к разработке различных антирадоновых средств.
В Казахскомнациональном университете им. Аль-Фараби измерены высотные профилираспределения радона по этажам зданий, в помещениях и на открытом воздухе. Известныезакономерности подтвердились, но найдены и иные, которые экспериментальноприменяются для разработки антирадоновых технических средств. Установлено, чтонесколько раз в месяц содержание радона в приземной атмосфере может увеличитьсяво много раз. Эти «радоновые бури» сопровождаются резким увеличениемрадиоактивности в воздухе, не только способствуя развитию рака легких, новызывая и функциональные нарушения у практически здоровых людей — примерно у30% появляются одышка, учащенное сердцебиение, приступы мигрени, бессонница ит.д. Особую же опасность возмущения представляют для больных и пожилых людей, атакже малышей.
Оказалось, чтовозникновение радоново-аэроионных бурь связано с физическими процессами,происходящими на Солнце, с появлением темных пятен на поверхности светила.Интересное предположение о возможном механизме, связывающем солнечнуюактивность со значительным увеличением содержания радона, было сделаномосковским ученым А.Э. Шемьи-Заде. Проанализировав данные по радоновойактивности атмосферы, полученные в Средней Азии, Прибалтике, Швеции и т.д., онвыявил корреляцию уровня радоновой активности земной атмосферы с солнечными игеомагнитными процессами в различные годы и в разных регионах.
Концентрациярадона в микропорах горных пород (обычных гранитах и базальтах) в миллионы развыше, чем в приземной атмосфере и достигает 0,5-5,0 Бк/м3. Активность радонапринято измерять в числе его распадов в 1 м3 — 1 Беккерель (Бк) соответствует одному распаду в секунду. Этот радон, как показали расчеты ученого, вследствиемагнитострикционного сжатия-растяжения в высокочастотном поле геомагнитныхвозмущений «выжимается» из выходящих на поверхность микропор. Амплитудамагнитострикции, происходящей в постоянном по величине магнитном поле Земли,под действием малых геомагнитных возмущений пропорциональна содержаниюмагнетита в породе (обычно до 4 %), а частота определяется геомагнитнымивариациями. Амплитуда магнитострикционного сжатия горных пород в полегеомагнитных возмущений очень мала, однако эффект вытеснения радона обусловленво-первых высокой частотой возмущений, а во-вторых – высокой концентрациейгаза. 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.
/> 
ИСТОРИЯОТКРЫТИЯ
 
Послеоткрытия радия, когда ученые с большим увлечением познавали тайнырадиоактивности, было установлено, что твердые вещества, находившиеся в близкомсоседстве с солями радия, становились радиоактивными. Однако спустя несколькодней радиоактивность этих веществ исчезла бесследно.
Радоноткрывали неоднократно, и в отличие от других подобных историй каждое новоеоткрытие не опровергало, а лишь дополняло предыдущие. Дело в том, что никто изученых не имел дела с элементом радоном — элементом в обычном для нас пониманииэтого слова. Одно из нынешних определений элемента — «совокупность атомов собщим числом протонов в ядре», т. е. разница, может быть лишь в численейтронов. По существу элемент — совокупность изотопов. Но в первые годы нашеговека еще не были открыты протон и нейтрон, не существовало самого понятия обизотонии.
Изучая ионизациювоздуха радиоактивными веществами, супруги Кюри заметили, что различные тела,находящиеся вблизи радиоактивного источника, приобретают радиоактивныесвойства, которые сохраняются не которое время после удаления радиоактивногопрепарата. Мария Кюри-Склодовская назвала это явление индуцированнойактивностью. Другие исследователи и, прежде всего Резерфорд, пытались в1899/1900 гг. объяснить это явление тем, что радиоактивное тело образуетнекоторое радиоактивное истечение, или эманацию (от лат. emanare — истекать иemanatio — истечение), пропитывающие окружающие тела. Однако, как оказалось,это явление свойственно не только препаратам радия, но и препаратам тория иактиния, хотя период индуцированной активности в последних случаях меньше, чемв случае радия. Обнаружилось также, что эманация способна вызыватьфосфоресценцию некоторых веществ, например осадка сернистого цинка. Менделеевописал этот опыт, продемонстрированный ему супругами Кюри, весной 1902 г.
Вскоре Резерфордуи Содди удалось доказать, что эманация — это газообразное вещество, котороеподчиняется закону Бойля и при охлаждении переходит в жидкое состояние, аисследование ее химических свойств показало, что эманация представляет собойинертный газ с атомным весом 222 (установленным позднее). Название эманация (Emanation)предложено Резерфордом, обнаружившим, что ее образование из радиясопровождается выделением гелия. Позднее это название было изменено на«эманация радия (Radium Emanation — Rа Em)» с тем, чтобы отличать ееот эманаций тория и актиния, которые в дальнейшем оказались изотопами эманациирадия. В 1911 г. Рамзай, определивший атомный вес эманации радия, дал ей новоеназвание «нитон (Niton)» от лат. nitens (блестящий, светящийся); этимназванием он, очевидно, желал подчеркнуть свойство газа вызывать фосфоресценциюнекоторых веществ. Позже, однако, было принято более точное название радон(Radon) — производное от слова «радий». Эманации тория и актиния(изотопы радона) стали именовать тороном (Thoron) и актиноном (Actinon).
Преждевсего, что за годы, прошедшие со дня открытия радона, его основные константыпочти не уточнялись и не пересматривались. Это свидетельство высокогоэкспериментального мастерства тех, кто определил их впервые. Лишь температурукипения (или перехода в жидкое состояние из газообразного) уточнили. Всовременных справочниках она указана совершенно определенно — минус 62° С.
Ещенадо добавить, что ушло в прошлое представление об абсолютной химическойинертности радона, как, впрочем, и других тяжелых благородных газов. Еще довойны член-корреспондент Академии наук СССР Б.А. Никитин в ленинградскомРадиевом институте получил и исследовал первые комплексные соединения радона —с водой, фенолом и некоторыми другими веществами. Уже из формул этихсоединений: Rn • 6H2O, Rn • 2CH3С6H5,Rn • 2С6Н5ОН — видно, что это так называемые соединениявключения, что радон в них связан с молекулами воды или органического веществалишь силами Ван-дер-Вальса. Позже, в 60-х годах, были получены и истинныесоединения радона. По сложившимся к этому времени теоретическим представлениямо галогенидах благородных газов, достаточной химической стойкостью должныобладать соединения радона: RnF2, RnF4, RnCl4,RnF6.
Фторидырадона были получены сразу же после первых фторидов ксенона, однако точноидентифицировать их не удалось. Скорее всего, полученное малолетучее веществопредставляет собой смесь фторидов радона.
Радон,открытый Дорном, это самый долгоживущий изотоп элемента № 86. Образуется приα-распаде радия-226. Массовое число этого изотопа — 222, периодполураспада — 3,82 суток. Существует в природе как одно из промежуточныхзвеньев в цепи распада урана-238.
Эманациятория (торон), открытая Резерфордом и Оуэнсом, член другого естественногорадиоактивного семейства — семейства тория. Это изотоп с массовым числом 220 ипериодом полураспада 54,5 секунды.
Актинон,открытый Дебьерном, тоже член радиоактивного семейства тория. Это третийприродный изотоп радона и из природных — самый короткоживущий. Его периодполураспада меньше четырех секунд (точнее 3,92 секунды), массовое число — 219.
Всегосейчас известно 19 изотопов радона с массовыми числами 204 и от 206 до 224.Искусственным путем получено 16 изотопов. Нейтронодефицитные изотопы смассовыми числами до 212 получают в реакциях глубокого расщепления ядер урана итория высокоэнергичными протонами. Эти изотопы нужны для получения иисследования искусственного элемента астата. Эффективный метод разделениянейтронодефицитных изотопов радона разработали недавно в Объединенном институтеядерных исследований.
/> 
ФИЗИЧЕСКИЕСВОЙСТВА РАДОНА
 
Благородные газы –бесцветные одноатомные газы без цвета и запаха.
Инертные газы обладают более высокой электропроводностью по сравнению с другимигазами и при прохождении через них тока ярко светятся: гелий ярко-жёлтымсветом, потому что в его сравнительно простом спектре двойная жёлтая линияпреобладает над всеми другими; неон огненно красным светом, так как самые яркиеего линии лежат в красной части спектра.
Насыщенный характер атомных молекул инертных газов сказывается и в том, чтоинертные газы имеют более низкие точки сжижения и замерзания, чем другие газы стем же молекулярным весом.
Радонсветится в темноте, без нагревания испускает тепло, со временем образует новыеэлементы: один из них — газообразный, другой — твердое вещество. Он в 110 разтяжелее водорода, в 55 раз тяжелее гелия, в 7 с лишним раз тяжелее воздуха.Один литр этого газа весит почти 10 г (точнее 9,9 г).
Радон- бесцветный газ, химически совершенно инертный. Радон лучше других инертныхгазов растворяется в воде (в 100 объемах воды растворяется до 50 объемоврадона). При охлаждении до минус 62°С радон сгущается в жидкость, которая в 7раз тяжелее воды (удельный вес жидкого радона почти равен удельному весуцинка). При минус 71°С радон «замерзает». Количество радона,выделяемое солями радия, очень мало, и чтобы получить 1 л радона, нужно иметьболее 500 кг радия, в то время как на всем земном шаре в 1950 г. его былополучено не более 700 г.
Радон- радиоактивный элемент. Испуская α-лучи, он превращается в гелий итвердый, тоже радиоактивный элемента который является одним из промежуточныхпродуктов в цепи радиоактивных превращений радия.
Естественно былоожидать, что столь химически инертные вещества, как инертные газы, не должны влиятьи на живые организмы. Но это не так. Вдыхание высших инертных газов (конечно всмеси с кислородом) приводит человека в состояние, сходное с опьянениемалкоголем. Наркотическое действие инертных газов обуславливается растворением внервных тканях. Чем выше атомный вес инертного газа, тем больше егорастворимость и тем сильнее его наркотическое действие.
 
/>ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАДОНА
 
/>
 
Ко времениоткрытия радона, типичного представителя благородных газов, существоваломнение, что элементы этой группы химически инертны и не способны образовыватьистинные химические соединения. Известны были лишь клатраты, образованиекоторых происходит за счет сил Ван-дер-Ваальса. К их числу относятся гидратыксенона, криптона и аргона, которые получаются сжатием соответствующего газанад водой до давления, превышающего упругость диссоциации гидрата при даннойтемпературе. Для получения аналогичных клатратов радона и обнаружения его поизменению упругости пара потребовалось бы практически недоступное количествоэтого элемента. Новый метод получения клатратных соединений благородных газовбыл предложен Б.А. Никитиным и состоял в изоморфном соосаждении молекулярногосоединения радона с кристаллами специфического носителя. Изучая поведениерадона при процессах соосаждения его с гидратами сернистого газа исероводорода, Никитин показал, что существует гидрат радона, который изоморфносоосаждается с SO2Ч6H2O и H2SЧ6H2O.Масса радона в этих опытах составляла 10-11 г. Аналогично получены клатратныесоединения радона с рядом органических соединений, например с толуолом ифенолом.
Исследования химиирадона возможны лишь с субмикроколичествами этого элемента при использовании вкачестве специфических носителей соединений ксенона. Следует, однако,учитывать, что между ксеноном и радоном находится 32 элемента (наряду с 5d-,6s- и 6р-происходит заполнение 4f-орбит), что определяет большую металличностьрадона по сравнению с ксеноном.
Первое истинноесоединение радона —дифторид радона — было получено в 1962 г. вскоре послесинтеза первых фторидов ксенона. RnF2 образуется как принепосредственном взаимодействии газообразных радона и фтора при 400°С, так ипри окислении его дифторидом криптона, ди- и тетрафторидами ксенона инекоторыми другими окислителями. Дифторид радона устойчив до 200° С ивосстанавливается до элементарного радона водородом при 500°С и давлении H2,равном 20 МПа. Идентификация дифторида радона осуществлена путем изучения егосокристаллизации с фторидами и другими производными ксенона.
Ни с однимокислителей не получено соединение радона, где его степень окисления была бывыше +2. Причиной этого является большая устойчивость промежуточного продукта фторирования(RnF+X-) по сравнению с аналогичной формой ксенона. Это обусловлено большейионностью связи в случае радонсодержащей частицы. Как показали дальнейшиеисследования, преодолеть кинетический барьер реакций образования высшихфторидов радона можно либо введением в реакционную систему дифторида никеля,обладающего наивысшей каталитической активностью в процессах фторированияксенона, либо осуществлением реакции фторирования в присутствии бромида натрия.В последнем случае большая, чем у дифторида радона, фтордонорная способностьфторида натрия позволяет конвертировать RnF+ в RnF2 в результатереакции: RnF+SbF6 + NaF = RnF2 + Na+SbF6. RnF2фторируется с образованием высших фторидов, при гидролизе которых образуютсявысшие оксиды радона. Подтверждением образования соединений радона в высшихвалентных состояниях является эффективная сокристаллизация ксенатов и радонатовбария.
Долгое время ненаходили условий, при которых благородные газы могли бы вступать в химическоевзаимодействие. Они не образовывали истинных химических соединений. Инымисловами их валентность равнялась нулю. На этом основании было решено новуюгруппу химических элементов считать нулевой. Малая химическая активностьблагородных газов объясняется жёсткой восьмиэлектронной конфигурацией внешнегоэлектронного слоя. Поляризуемость атомов растёт с увеличением числа электронныхслоёв. Следовательно, она должна увеличиваться при переходе от гелия к радону.В этом же направлении должна увеличиваться и реакционная способностьблагородных газов.
Так, уже в 1924 году высказывалась идея, что некоторые соединения тяжелыхинертных газов (в частности, фториды и хлориды ксенона) термодинамически вполнестабильны и могут существовать при обычных условиях. Через девять лет эту идеюподдержали и развили известные теоретики — Полинг и Оддо. Изучение электроннойструктуры оболочек криптона и ксенона с позиций квантовой механики привело кзаключению, что эти газы в состоянии образовывать устойчивые соединения сфтором. Нашлись и экспериментаторы, решившие проверить гипотезу, но шло время,ставились опыты, а фторид ксенона не получался. В результате почти все работы вэтой области были прекращены, и мнение об абсолютной инертности благородныхгазов утвердилось окончательно.
Исторически первыми наиболее распространенным является радиометрический метод определения радонапо радиоактивности продуктов его распада и сравнению ее с активностью эталона.
Изотоп 222Rn можетбыть определен и непосредственно по интенсивности собственногоα-излучения. Удобным методом определения радона в воде является экстракцияего толуолом с последующим измерением активности толуольного раствора с помощьюжидкостного сцинтилляционного счетчика.
При концентрацияхрадона в воздухе значительно ниже предельно допустимых определение его целесообразнопроводить после предварительного концентрирования путем химического связыванияподходящими окислителями, например BrF2SbF6, O2SbF6и др.
 
ПОЛУЧЕНИЕ
Для получениярадона через водный раствор любой соли радия продувают воздух, который уносит ссобой образующийся при радиоактивном распаде радия радон. Далее воздухтщательно фильтруют для отделения микрокапель раствора, содержащего соль радия,которые могут быть захвачены током воздуха. Для получения собственно радона изсмеси газов удаляют химически активные вещества (кислород, водород, водяные пары и т. Д.), остаток конденсируютжидким азотом, затем из конденсата отгоняют азот и другие инертные газы (аргон, неон и т.д).
Как указывалосьранее, источником получения естественного изотопа 222Rn является 226Ra. Вравновесии с 1 г радия находится 0,6 мкл радона. Попытки выделения радона изнеорганических солей радия показали, что даже при температуре, близкой ктемпературе плавления, радон из них полностью не извлекается. Высокойэманирующей способностью обладают соли органических кислот (пальмитиновой,стеариновой, капроновой), а также гидроксиды тяжелых металлов. Дляприготовления высокоэманирующего источника соединение радия, как правило,соосаждается с бариевыми солями указанных органических кислот или гидроксидамижелеза и тория. Эффективным является также выделение радона из водных растворовсолей радия. Обычно растворы радия оставляют на некоторое время в ампуле длянакопления радона; через определенные промежутки времени радон откачивают.Выделение радона после очистки, как правило, осуществляется физическимиметодами, например, адсорбцией активированным углем с последующей десорбциейпри 350°С.
Помимо физическихметодов улавливания радона (адсорбционные, криогенные и др.), эффективноевыделение радона из газовой смеси может быть достигнуто путем превращения егопод действием окислителей в нелетучую химическую форму. Так, радон практическиколичественно может быть поглощен солями состава ClF2SbF6,BrF2SbF6, O2SbF6 и некоторымижидкими фторогалидами в результате образования нелетучих солей состава RnF+X-,где X- — сложный анион.
Выделениеискусственно получаемых изотопов радона, в основном 211Rn (Т = 14 ч), связано сотделением его от материала мишени — тория и сложной смеси продуктов реакцийглубокого отщепления.
 
НАХОЖДЕНИЕ ВПРИРОДЕ
 
Радонв ничтожных количествах находится в растворенном состоянии в водах минеральныхисточников, озер и лечебных грязях. Он находится в воздухе, наполняющем пещеры,гроты, глубокие узкие долины. В атмосферном воздухе количество радонаизмеряется величинами порядка 5·10-18 % — 5·10-21 % по объему.
Входит в составрадиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th. Ядрарадона постоянно возникают в природе при радиоактивном распаде материнскихядер. Равновесное содержание в земной коре 7·10−16% по массе.Ввиду химической инертности радон относительно легко покидает кристаллическуюрешётку «родительского» минерала и попадает в подземные воды, природные газы ивоздух. Поскольку наиболее долгоживущим из четырёх природных изотопов радонаявляется 222Rn, именно его содержание в этих средах максимально.
Концентрация радона ввоздухе зависит в первую очередь от геологической обстановки (так, граниты, вкоторых много урана, являются активными источниками радона, в то же время надповерхностью морей радона мало), а также от погоды (во время дождямикротрещины, по которым радон поступает из почвы, заполняются водой; снежныйпокров также препятствует доступу радона в воздух).
/> 
ПРИМЕНЕНИЕ РАДОНА
 
Справедливостиради нельзя не отметить и некоторые лечебныесвойства радона, связанные с применением так называемыхрадоновых ванн. Они оказываются полезными при лечении ряда хроническихзаболеваний: язвенной болезни двенадцатиперстной кишки и желудка, ревматизма,остеохондроза, бронхиальной астмы, экзем и др. Радонотерапияможет заменить плохо переносимые лекарства. В отличие отсероводородных, углекислых, грязевых ванн, радоновые переносятся гораздо легче.Но подобные процедуры должны проводиться под строгим контролем специалистов,так как лечебные дозы газа в радоновых ваннах значительно ниже предельнодопустимых норм. В этом случае польза и вред радона конкурируют друг с другом.Так, специалисты подсчитали, что отрицательный эффект при приеме сеанса из 15радоновых ванн по 15 минут каждая равносилен выкуриванию 6 сигарет (считается,что одна сигарета может сократить срок жизни на 15 минут). Поэтому возможныйвред от радоновых ванн считается несущественным при лечении заболеваний.
При определениидозы радиации вредной для здоровья человека существуют две концепции. Перваяисходит из представления о том, что есть некая пороговая доза, ниже которойрадиация не только безвредна, но даже полезна для организма. Эта теориявозникла, очевидно, по аналогии с представлением о малых дозах ядов, помогающихлечить ряд болезней, или малых доз алкоголя, улучшающих самочувствие человека.Однако если малые дозы ядов или алкоголя попросту активизируют отдельные клеткиорганизма, то даже незначительные дозы излучения попросту уничтожают их.Поэтому авторы придерживаются другой, беспороговой концепции. Согласно ейвероятность заболевания раком прямо пропорциональна полученной в течение жизнидозы радиации. А значит не существует никакой минимальной дозы, ниже которойрадиация была бы безвредной.
Радон используетсяв сельском хозяйстве для активации кормов домашних животных, в металлургии вкачестве индикатора при определении скорости газовых потоков в доменных печах,газопроводах. В геологии измерение содержания радона в воздухе и водеприменяется для поиска месторождений урана и тория, в гидрологии — дляисследования взаимодействия грунтовых и речных вод.
Радоннаходит широкое применение для исследования твердофазных превращений. Основойэтих исследований является эманационный метод, позволяющий изучать зависимостьскорости выделения радона от физических и химических превращений, происходящихпри нагревании твердых веществ, содержащих радий.
Радонприменяется также при изучении диффузии и явлений переноса в твердых телах, приисследовании скорости движения и обнаружения утечек газов в трубопроводах.
Во всем мире прилагаютсягромадные усилия для решения проблемы прогноза землетрясений, но тем не менеемы часто оказываемся бессильны перед неожиданным натиском стихии земных недр.Поэтому не прекращаются поиски новых предвестников сейсмических событий.Исследования последних лет [5-7] привели к идее прогноза сейсмических событийна основе изучения процесса выделений (эксгаляции) газа радона из массивагорных пород. Анализ этих данных возвращает нас к старой теории упругой отдачиДжильберта-Рейда (1911 год), согласно которой накопление энергии в массивегорных пород перед землетрясением и сброс этой энергии в процессе землетрясенияпроисходят в областях, где эти породы испытывают упругую деформацию.
Изменения содержаниярадона перед землетрясением впервые были замечены в Советском Союзе, гдедесятилетнее возрастание количества радона, растворенного в воде глубокихскважин, сменилось резким его падением перед Ташкентским землетрясением 1966года (магнитуда 5.3)
Способ прогнозаземлетрясений, заключающийся в проведении режимных наблюдений измененияконцентрации радона в массиве горных пород, отличается тем, что производятбурение специальных наблюдательных скважин, глубина которых менее глубиныуровня грунтовых вод и в каждой из этих скважин непрерывно регистрируютдинамику выделения радона из массива горных пород и суммарное количество сейсмическойэнергии, поступившей в каждую наблюдательную скважину. И по серии наблюдений вовремени выделяют зоны с последовательным уменьшением или увеличением выделениярадона с учетом поступившей сейсмической энергии, указанные зоны наносят накарту исследуемого района и по площади зоны динамического уменьшения выделениярадона судят о положении эпицентра и магнитуде ожидаемого землетрясения, а подинамике уменьшения и/или увеличения выделения радона в наблюдательныхскважинах судят о времени ожидаемого сейсмического события.
 
РАДОН В УРАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ
Практически самая высокая в Россиизагрязненность воздуха связана не только с тем, что на Урале со времензаводчиков Демидовых сосредоточены крупнейшие промышленные предприятия страны.Почва и старые Уральские горы изобилуют разломами, которые излучают радон,проникающий в наши дома. По количеству точек, где это происходит, Свердловскаяобласть находится на втором месте в стране.
Но когда же так громко заговорили опроблеме радона у нас на Урале? В конце 80-х, когда появился первый меодическийдокумент по контролю радона в жилищах. Затем вышло постановлениеекатеринбургской мерии о том, что во всем сдаваемом жилье должны проводитьсяизмерения радона. А в 94 году начала реализовываться Федеральная целеваяпрограмма «Радон». В ней была и региональная часть, которая, в частности,касалась Свердловсой области.
Ранее финансирование ее, в частности изэкологического Фонда, шло активнее, да и качественных измерений было больше.Институт промышленной экологии УрО РАН участвовал в этой программе и проводил вгод несколько сот измерений. В итоге сейчас имеются материалы о проведенииизмерений более чем в трех тысячах жилищ Свердловской области.
На фоне карты Уральского регионадостаточное количество населенных пунктов находится в местах с относительновысоким уровнем радоновой опасности. Грубо говоря территории Свердловскойобласти разделили на 2 части. В первой уровень радоновой опасности относительновыше чем во второй, а в другой относительно ниже чем в первой. Доверять можнолишь реальным измерениям.
По данным полученным институтомпромышленной экологии УрО РАН, высоким уровнем облучения радоном подвергается50 тысяч человек.
В 1,1 процент жилищ Свердловской областиобъемная активность радона превышает гигиенический норматив для существующихзданий. Один процент соответствует, примерно 20 тысячам жилищ в Свердловскойобласти.
/>радон физический химический экология

ПУТИ РЕШЕНИЯ РАДОНОВОЙПРОБЛЕМЫ
В настоящее времяостаётся актуальной проблема облучения людей радиоактивным газом радоном. Ещё вXVI веке отмечена большая смертностьгорняков Чехии, Германии. В 50 – е годы ХХ века появились объяснения этомуфакту. Было доказано, что радиоактивный газ радон, присутствующий в шахтахурановых рудников, оказывает губительное действие на организм человека.Интересно проследить, как изменилось отношение к проблеме влияния радона в нашидни.
Анализ научно –популярных изданий показывает долю внутреннего облучения от различныхисточников радиации.
Таблица 1Источники радиации. Среднегодовая эффективная доза облучения, мЗв
Естественные
Искусственные источники, используемые в медицине
Радиоактивные осадки
Атомная энергия
2
0,4
0,02
0,001
Всего 2,4
Из таблицы следует, что66% внутреннего облучения определяется земными радионуклидами. Согласно оценкамучёных радон и его дочерние продукты распада обеспечивают примерно ¾годовой эффективной дозы облучения, которую получает население от земныхисточников радиации.
По оценкам учёных радон –222 с точки зрения вклада в суммарную дозу облучения в 20 раз мощнее другихизотопов. Этот изотоп изучается больше других и называется просто радоном.Основными источниками радона являются почва и строительные материалы.
Все строительныематериалы, почва, земная кора содержат радионуклиды радия – 226 и тория – 232.В результате распада этих изотопов возникает радиоактивный газ – радон. Кромеэтого при α – распадах образуются ядра, находящиеся в возбуждённомсостоянии, которые переходя в основное состояние испускают γ – кванты. Этиγ – кванты формируют радиоактивный фон помещений, в которых мы находимся.Интересен тот факт, что радон, являясь инертным газом, не образует аэрозолей,т.е. не присоединяется к пылинкам, тяжёлым ионам и т.д. Из – за химическойинертности и большого периода полураспада радон – 222 может мигрировать потрещинам, порам почвы и породы на большие расстояния, причём длительно (около10 дней).
Долго вопрос обиологическом влиянии радона оставался открытым. Оказалось, что при распаде всетри изотопа радона образуют дочерние продукты распада (ДПР). Они являютсяхимически активными. Большая часть ДПР, присоединяя электроны, становятсяионами, легко присоединяются к аэрозолям воздуха, становясь его составнойчастью. Принцип регистрации радона в воздухе основан на регистрации ионов ДПР.Попадая в дыхательные пути ДПР радона, вызывают радиационные повреждения лёгкихи бронхов.
Какими путями радонпоявляется в воздухе. Проанализировав данные можно выделить следующие источникиатмосферного радона:
Таблица 2Источники радона
Мощность выделения 1012Бк/год
Выход из почвы
Грунтовые воды
Океан
Фосфатные отходы
Угольные отходы
Сжигание угля
Природный газ
740 105
185 105
111 104
740 102
740
33,3
370
Радон освобождается изпочвы и воды повсюду, однако в разных точках земного шара его концентрация внаружном воздухе различна. Средний уровень концентрации радона в воздухепримерно равен 2 Бк/м3.
Оказалось, что основнуючасть дозы обусловленную радоном человек получает находясь в закрытом,непроветренном помещении. В зонах с умеренным климатом концентрация радона взакрытом помещении примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Поэтому намбыло интересно узнать, что является основным источником радона в доме. Анализданных печати приведён в таблице:
Таблица 3Источники радона в доме Доля от общего поступления, %
Почва и породы под зданием
Внешний воздух
Строительные материалы
Вода
Природный газ
70
13
7
5
4
Из приведённых данныхследует, что объёмная активность радона в воздухе помещений формируется восновном из почвы. Концентрация радона в почве определяется содержанием в нейрадионуклидов радия-226, тория-228, строением почвы и влажностью. Строение иструктура земной коры определяет диффузионные процессы атомов радона, их миграционнуюспособность. Миграция атомов радона увеличивается с увеличением влажностипочвы. Эмиссия радона из почвы имеет сезонный характер.
Повышение температурывызывает расширение пор в почве, а следовательно, увеличивает выделение радона.Кроме того, повышение температуры усиливает испарение воды, с которой вокружающее пространство выносится радиоактивный газ радон. Повышениеатмосферного давления способствует проникновению воздуха вглубь почвы,концентрация радона при этом падает. Напротив, при понижении внешнего давления богатыйрадоном грунтовый газ устремляется к поверхности и концентрация радона ватмосфере увеличивается.
Важным фактором,уменьшающим поступление радона в помещение, является выбор территории длястроительства. Кроме почвы и воздуха источником радона в доме являютсястроительные материалы. Испарение радона из гранул микрочастиц породы илистройматериала называется эксхаляцией. Эксхаляция радона из строительныхматериалов зависит от содержания в них радия, плотности, пористости материала,параметрами помещения, толщины стен, вентиляции помещений. Объёмная активностьрадона в воздухе помещения всегда выше, чем в атмосферном воздухе. Дляхарактеристики строительных материалов вводится понятие длины диффузии радона ввеществе.
Из стены выходят толькоте атомы радона, которые находятся в порах материала на глубине не большей, чемдлина диффузии. На схеме представлены пути проникновения в помещение:
/>
· Через щели в монолитных полах;
· Через монтажные соединения;
· Через трещины в стенах;
· Через промежутки вокруг труб;
· Через полости стен.
По оценкам исследованийскорость поступления радона в одноэтажный дом составляет 20 Бк/м3час,при этом вклад бетона и других стройматериалов в эту дозу составляет всего 2Бк/м3час. Содержание радиоактивного газа радона в воздухе помещенийопределяется содержанием в стройматериалах радия и тория. Применение впроизводстве стройматериалов с использованием безотходных технологий сказываетсяна объёмной активности радона в помещении. Использование кальций – силикатныхшлаков, полученных при переработке фосфатных руд, пустых пород из отваловобогатительных фабрик уменьшает загрязнение окружающей среды, удешевляетпроизводство стройматериалов, человека радоном. Особенно высокой удельнойактивностью обладают блоки из фосфогинса, квасцовых глинистых сланцев. С 1980г. производство такого газобетона прекращено из – за высокой концентрации радияи тория.
При оценках радоновогориска всегда надо помнить, что вклад собственно радона в облучение относительноневелик. При радиоактивном равновесии между радоном и его дочерних продуктовраспада(ДПР) этот вклад не превышает 2%. Поэтому доза облучения легких от ДПРрадона определяется величиной, эквивалентной равновесной объемной активности(ЭРОА) радона:
СRn экв= nRnFRn=0,1046nRaA+ 0,5161nRaB+ 0,3793nRaC,
где nRn, nRaA, nRaB, nRaC– объемные активности радона и егоДПР Бк/м3, соответственно; FRn –коэффициент равновесия,который определяется как отношение эквивалентной равновесной объемнойактивности радона в воздухе к реальной объемной активности радона. На практикевсегда FRn
Нормативы ЭРОА радона ввоздухе жилых зданий, Бк/м:
/>
Ещё одним источникомрадона в помещениях является природный газ. При сгорании газа радоннакапливается в кухне, котельных, прачечных и распространяются по зданию.Поэтому очень важно в местах сгорания природного газа иметь вытяжные шкафы.
В связи снаблюдаемым сегодня в мире строительным бумом опасность радонового заражениянеобходимо учитывать при выборе и строительных материалов, и мест постройкидомов.
Оказывается, чтоглинозем, применявшийся десятилетиями в Швеции, кальций-силикатный шлак ифосфоргипс, широко использовавшиеся при изготовлении цемента, штукатурки,строительных блоков, также обладают высокой радиоактивностью. Однако основнымисточником радона в помещениях являются не строительные материалы, а грунт подсамим домом, даже если этот грунт содержит вполне приемлемую активность радия — 30-40 Бк/м3. Наши дома построены как бы на губке, пропитанной радоном! Расчетыпоказывают, что если в обычной комнате объемом 50 м3, присутствует всего 0,5 м3 почвенного воздуха, то активность радона в ней составляет 300-400Бк/м3. То есть дома представляют собой коробки, улавливающие радон,«выдыхаемый» землей.
Можно привестиследующие данные содержания свободного радона в различных горных породах
 
/>
При строительстве новыхзданий предусматриваются (должны предусматриваться.) выполнение радонозащитныхмероприятий; ответственность за проведение таких мероприятий, а также за оценкудоз от природных источников и осуществление мероприятий по их снижению,Федеральным законом “О радиационной безопасности населения” N3-Ф3 от 9.01.96г.и разработанными на его основе Нормами радиационной безопасности НРБ-96 от10.04.96г,возлагается на администрацию территорий. Основные направления(мероприятия) Региональных и Федеральных программ “Радон” 1996-2000 гг.следующие:
·  Радиационно-гигиеническоеобследование населения и народно-хозяйственных объектов;
·  Радиоэкологическое сопровождениестроительства зданий и сооружений.
·  Разработка и реализация мероприятийпо снижению облучения населения.
·  Оценка состояния здоровья иосуществление профилактических медицинских мероприятий для групп радиационногориска.
·  Приборно-методическое иметрологическое обеспечение работ.
·  Информационное обеспечение.
·  Решение этих проблем требуетзначительных финансовых затрат.

/> 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В проблеме радонаостается много нерешенных вопросов. С одной стороны, они имеют чисто научныйинтерес, а с другой – без их решения сложно проводить какие-либо практическиеработы, например в рамках Федеральной программы «Радон».
Кратко эти проблемы можносформулировать в следующем виде.
1. Модели радиационныхрисков при облучении радоном получены на основе анализа данных по облучениюшахтеров. До сих пор неясно, насколько справедлив перенос этой модели риска наоблучение в жилищах.
2. Достаточнонеоднозначна проблема определения эффективных доз облучения при воздействии ДПРрадона и торона. Для корректного перехода от ЭРОА радона или торона кэффективной дозе необходимо принимать во внимание такие факторы, как долясвободных атомов и распределение активности по размерам аэрозолей. Публикуемыев настоящее время оценки связи иногда различаются в насколько раз.
3. До сих пор несуществует надежной формализованной математической модели, описывающей процессынакопления радона, торона и их ДПР в атмосфере помещений с учетом всех путейпоступления, параметров строительных материалов, покрытий и т.п.
4. Существуют проблемы,связанные с уточнением региональных особенностей формирования доз облучения отрадона и его ДПР
 

ЛИТЕРАТУРА
1.  Андруз, Дж. Введение в химиюокружающей среды. Пер. с англ. – М: Мир, 1999. – 271 с.: ил.
2.  Ахметов, Н.С. Общая и неорганическаяхимия. Учеб. для вузов / Н.С. Ахметов. – 7-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2008.– 743 с., ил.
3.  Буторина, М.В. Инженерная экология именеджмент: Учебник / М.В. Буторина и др.: под ред. Н.И. Иванова, И.М. Фадина.-М.: Логос, 2003. – 528 с.: ил.
4.  Девакеев Р, Инертные газы: историяоткрытия, свойства, применение. [Электронный ресурс] / Р. Девакеев. – 2006. –Режим доступа: www.ref.uz/download.php?id=15623
5.  Колосов, А.Е. Радон 222, его влияниена человека. [Электронный ресурс] / А.Е. Колосов. Московская средняя школаимени Ивана Ярыгина, 2007. – Режим доступа: ef-concurs.dya.ru/2007-2008/docs/03002.doc
6.  Короновский Н.В., Абрамов В.А.Землетрясения: Причины, последствия, прогноз // Соросовский ОбразовательныйЖурнал. 1998. № 12. С. 71-78.
7.  Коттон, Ф. Современная неорганическаяхимия, 2 часть. Пер. сангл. / Ф.Коттон, Дж. Уилкинсон: под ред. К.В. Астахова.- М.: Мир, 1969. –495с.: ил.
8.  Нефёдов, В.Д. Радиохимия.[Электронный ресурс] / В.Д. Нефёдов и др. – М: Высшая школа,1985. – Режимдоступа: www.library.ospu.odessa.ua/online/books/RadioChimie/Predislov.html
9.  Николайкин, Н.И. Экология: учебник длвузов [Тест]/Н.И. Николайкин.- М.: Дрофа, 2005.- с.421-422
10.  Уткин, В.И. Газовое дыхание Земли / В.И. Уткин //Соросовский Образовательный Журнал. — 1997. — № 1. С. 57–64.
11.  Уткин, В.И. Радон и проблематектонических землятрясений [Электронный ресурс] / В.И. Уткин Уральскийгосударственный профессионально-педагогический университет, 2000. – Режимдоступа: www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/1133.html
12.  Уткин, В.И. Радоновая проблема вэкологии [Электронный ресурс] / В.И. Уткин Уральский государственныйпрофессионально-педагогический университет, 2000. – Режим доступа: 209.85.129.132/search?q=cache:zprKCPOwKBcJ:www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf
13.  Хуторянский, Я, Радоновый портрет: версияуральских экологов/ Я. Хуторянский // Стройкомплекс среднего Урала. -2003. -№1.С 52-55.