Радон, його вплив на людину

Єкатеринбург 2009

ЗМІСТ

Загальні відомості про радон

Історія відкриття

Фізичні властивостірадону

Хімічні властивості радону

Отримання

Знаходження в природі

Вживання радону

Радон в уральському регіоні

Шляхи вирішення радоновоїпроблеми

Висновок

Література

ВСТУП

Скрізьі всюди нас оточує атмосферне повітря. З чого він складається? Відповідь нескладає труднощів: з 78,08 відсотка азоту, 20,9 відсотка кисню, 0,03відсотка вуглекислого газу, 0,00005 відсотка водню, около0, 94 відсоткиприпадає на частку так званих інертних газів. Останні були відкриті всьоголише в кінці минулого століття. Радон утворюється при радіоактивному розпадірадію і в незначних кількостях зустрічається в містять уран матеріалах, атакож у деяких природних водах.

Актуальність досліджень. За даними Міжнародної комісії зрадіологічного захисту (МКРЗ), Наукового комітету з дії атомної радіації(НКДАР) ООН найбільша частина дози опромінення (близько 80% від загальної),одержуваної населенням в звичайних умовах, пов'язана саме з природнимиджерелами радіації. Більше половини цієї дози обумовлено присутністю газурадону і його дочірніх продуктів розпаду (ДПР) в повітрі будівель, в яких людинапроводить більше 70% часу.

Радон -благородний інертний газ, набуває в житті людини все більшого значення. Дожаль, переважно воно негативно - радон радіоактивний і тому небезпечний.А оскільки він безперервно виділяється з грунту, то і поширений по всійземній корі, в підземної та поверхневої воді, в атмосфері, присутня вкожному будинку.

У цивілізованомусуспільстві вже прийшло свідомість, що радонова небезпека є великою інепростий комплексною проблемою, так як радіоекологічні процеси,викликувані радоном, відбуваються на трьох структурних рівнях матерії: ядерному,атомно-молекулярному і макроскопічному. Тому рішення її підрозділяється назавдання діагностики і технології подальшої нейтралізації впливу радону налюдини і біологічні об'єкти.

В даний часпісля тривалого відмови провідних світових держав від випробувань ядерної зброїризик отримати значну дозу опромінення в свідомості більшості людейзв'язується з дією атомних електростанцій. Особливо після Чорнобильськоїкатастрофи. Однак варто знати, що небезпека опромінення є, навіть якщо виперебуваєте у власному будинку. Загрозу тут представляє природний газ - радоні тяжелометалліческіе продукти його розпаду. Дія їх людство відчуваєна собі протягом всього часу існування.

Мета роботи: Дослідження природи радону, йогоз'єднань, вплив на людину, а так само дослідження джерел надходження радонув будівлю і оцінка ефективності застосування в якості радонозащітних покриттіврізних матеріалів.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРОРадон

Вже з ХVI століттялюдям було відомо про згубних наслідках перебування в деяких місцевостяхі зонах, але про самому газі ніхто ще й не здогадувався. У селищах рудокопів вгорах південної Німеччини жінки по кілька разів йшли під вінець: мужів забиралазагадкова швидкоплинна хвороба - В«гірницької сухотиВ». Практикували в тихмісцях лікарі згадували про існування вибоїв, в яких при відсутності належноївентиляції люди відчували задишку і посилене серцебиття, часто втрачалисвідомість і іноді гинули. При цьому ні на смак, ні на запах у повітрі невиявлялося яких домішок. Тому й не дивно, що тоді вважали- Людей гублять потривожені гірські духи. І тільки великий Парацельс, який працювавлікарем в такій же місцевості, писав про необхідність очищення повітря в рудниках:В«Ми зобов'язані запобігати зіткнення організму з еманації металів, бо,якщо організм пошкоджений ними раз, лікування вже не може бути В».

Остаточно з«óрницької сухотиВ» розібралися тільки в 1937 р., встановивши, що ця хвороба є ні що інше, як одна з форм раку легенів, що викликаєтьсявисокою концентрацією радону.

Радонова проблемавивчається з самих ранніх етапів розвитку ядерної фізики, але особливо серйозно імасштабно вона стала виявлятися після мораторію на ядерні вибухи і завдякирозсекреченню полігонів. При порівнянні ефектів опромінення виявилося, що вкожній квартирі, в кожній кімнаті є свої локальні ядерні радоновіВ«ПолігончікіВ».

Ізотопи радонусорбуються (поглинаються) твердими речовинами. Найбільш продуктивним у цьомувідношенні є вугілля, тому вугільні шахти повинні знаходитися підпосиленою увагою уряду. Це ж відноситься до всіх галузейпромисловості, що споживають даний вид палива.

сорбуватиатоми радону дуже мобільні і просуваються від поверхні твердої речовини вглибинні шари. Це відноситься до органічних і неорганічних колоїдів,біологічним тканинам, що істотно загострює радонову небезпека.Сорбуючі властивості речовин істотно залежать від температури ранішеадсорбованих компонентів, насичених вологою і багатьох інших параметрів. Цівластивості бажано залучати до розробки різних антірадонових засобів.

У Казахськомунаціональному університеті ім. Аль-Фарабі виміряні висотні профілірозподілу радону по поверхах будівель, у приміщеннях і на відкритому повітрі. Відомізакономірності підтвердилися, але знайдені й інші, які експериментальнозастосовуються для розробки антірадонових технічних засобів. Встановлено, щокілька разів на місяць вміст радону в приземної атмосфері може збільшитисяу багато разів. Ці В«радонові буріВ» супроводжуються різким збільшеннямрадіоактивності в повітрі, не тільки сприяючи розвитку раку легенів, алевикликаючи і функціональні порушення у практично здорових людей - приблизно у30% з'являються задишка, прискорене серцебиття, напади мігрені, безсоння іт.д. Особливу ж небезпека обурення представляють для хворих і літніх людей, атакож малюків.

Виявилося, щовиникнення радоново-аероіонів бурь пов'язано з фізичними процесами,відбуваються на Сонці, з появою темних плям на поверхні світила.Цікаве припущення про можливий механізм, що пов'язує сонячнуактивність зі значним збільшенням вмісту радону, було зробленомосковським вченим А.Е. Шемьї-Заде. Проаналізувавши дані по радоновоїактивності атмосфери, отримані в Середній Азії, Прибалтиці, Швеції і т.д., вінвиявив кореляцію рівня радонової активності земної атмосфери з сонячними тагеомагнітними процесами в різні роки і в різних регіонах.

Концентраціярадону в мікропорах гірських порід (звичайних гранітах і базальтах) в мільйони разіввище, ніж в приземної атмосфері і досягає 0,5-5,0 Бк/м3. Активність радонуприйнято вимірювати в числі його розпадів в 1 м3 - 1 Беккерель (Бк) відповідає одному розпаду в секунду. Цей радон, як показали розрахунки вченого, внаслідокмагнитострикционного стис...нення-розтягування у високочастотному полі геомагнітнихзбурень В«вичавлюєтьсяВ» з виходять на поверхню мікропор. Амплітудамагнітострикції, яка відбувається у постійному по величині магнітному полі Землі,під дією малих геомагнітних збурень пропорційна змістумагнетиту в породі (зазвичай до 4%), а частота визначається геомагнітнимиваріаціями. Амплітуда магнитострикционного стиснення гірських порід в полегеомагнітних збурень дуже мала, однак ефект витіснення радону обумовленийпо-перше високою частотою збурень, а по-друге - високою концентрацієюгазу. Виявляється, якщо в стовпі атмосферного повітря перетином в один кілометрВ«РозмішатиВ» шар, виділений з гірських порід товщиною всього в один міліметр,то концентрація радону в цьому стовпі зросте в 10 разів.

ІСТОРІЯВІДКРИТТЯ

Післявідкриття радію, коли вчені з великим захопленням пізнавали таємницірадіоактивності, було встановлено, що тверді речовини, що перебували в близькомусусідстві з солями радію, ставали радіоактивними. Однак через кількаднів радіоактивність цих речовин зникла безслідно.

Радонвідкривали неодноразово, і на відміну від інших подібних історій кожне новевідкриття не спростовувало, а лише доповнювало попередні. Справа в тому, що ніхто звчених не мав справи з елементом радоном - елементом у звичному для нас розумінніцього слова. Одне з нинішніх визначень елемента - В«сукупність атомів ззагальним числом протонів в ядрі В», тобто різниця, може бути лише в числінейтронів. По суті елемент - сукупність ізотопів. Але в перші роки нашогостоліття ще не були відкриті протон і нейтрон, не існувало самого поняття проізотонії.

Вивчаючи іонізаціюповітря радіоактивними речовинами, подружжя Кюрі помітили, що різні тіла,перебувають поблизу радіоактивного джерела, набувають радіоактивнівластивості, які зберігаються не яке час після видалення радіоактивногопрепарату. Марія Кюрі-Склодовська назвала це явище індукованоїактивністю. Інші дослідники і, перш за все Резерфорд, намагалися в1899/1900 рр.. пояснити це явище тим, що радіоактивне тіло утворюєдеякий радіоактивне витікання, або еманацію (від лат. emanare - минати іemanatio - витікання), що просочують навколишні тіла. Однак, як виявилося,це явище властиво не тільки препаратам радію, але й препаратам торію іактинія, хоча період індукованої активності в останніх випадках менше, ніжу разі радію. Виявилося також, що еманація здатна викликатифосфоресценцію деяких речовин, наприклад осаду сірчистого цинку. Менделєєвописав цей досвід, продемонстрований йому подружжям Кюрі, навесні 1902 р.

Незабаром Резерфордуі Содді вдалося довести, що еманація - це газоподібна речовина, якепідкоряється закону Бойля і при охолодженні переходить у рідкий стан, адослідження її хімічних властивостей показало, що еманація являє собоюінертний газ з атомною вагою 222 (встановленим пізніше). Назва еманація (Emanation)запропоновано Резерфордом, виявив, що її освіта з радіюсупроводжується виділенням гелію. Пізніше ця назва була змінена на"Еманація радію (Radium Emanation - Rа Em)" з тим, щоб відрізняти їївід еманацій торію й актинію, які в подальшому виявилися ізотопами еманаціїрадію. У 1911 р. Рамзай, який визначив атомну вагу еманації радію, дав їй новеназву "нітон (Niton)" від лат. nitens (блискучий, сяючий); цимназвою він, очевидно, бажав підкреслити властивість газу викликати фосфоресценціюдеяких речовин. Пізніше, однак, було прийнято більш точну назву радон(Radon) - похідне від слова "радій". Еманації торію й актинію(Ізотопи радону) стали іменувати торону (Thoron) і актинон (Actinon).

Першвсе, що за роки, що минули з дня відкриття радону, його основні константимайже не уточнювалися і не переглядалися. Це свідчення високогоекспериментального майстерності тих, хто визначив їх вперше. Лише температурукипіння (або переходу в рідкий стан з газоподібного) уточнили. Всучасних довідниках вона вказана зовсім виразно - мінус 62 В° С.

Щетреба додати, що пішло в минуле уявлення про абсолютну хімічноїінертності радону, як, втім, і інших важких благородних газів. Ще довійни член-кореспондент Академії наук СРСР Б.А. Нікітін в ленінградськомуРадієвому інституті отримав і досліджував першим комплексним з'єднання радону -з водою, фенолом і деякими іншими речовинами. Вже з формул цихз'єднань: Rn • 6H 2 O, Rn • 2CH 3 З 6 H 5 ,Rn • 2С 6 Н 5 ОН - видно, що це так звані з'єднаннявключення, що радон у них пов'язаний з молекулами води або органічного речовинилише силами Ван-дер-Ваальса. Пізніше, в 60-х роках, були отримані і справжніз'єднання радону. За сформованими до цього часу теоретичним уявленнямпро галогенидах благородних газів, достатньою хімічною стійкістю повинніволодіти з'єднання радону: RnF 2 , RnF 4 , RnCl 4 ,RnF 6 .

Фторидирадону були отримані відразу ж після перших фторидів ксенону, проте точноідентифікувати їх не вдалося. Швидше за все, отримане малолетучие речовинаявляє собою суміш фторидів радону.

Радон,відкритий Дорном, це самий довгоживучий ізотоп елементу № 86. Утворюється приО±-розпаді радію-226. Масове число цього ізотопу - 222, періоднапіврозпаду - 3,82 доби. Існує в природі як одне з проміжнихланок у ланцюзі розпаду урану-238.

Еманаціяторію (торону), відкрита Резерфордом і Оуенсом, член іншого природногорадіоактивного сімейства - сімейства торію. Це ізотоп з масовим числом 220 іперіодом напіврозпаду 54,5 секунди.

актинон,відкритий Дебьерном, теж член радіоактивного сімейства торію. Це третійприродний ізотоп радону і з природних - самий короткоживучий. Його періоднапіврозпаду менше чотирьох секунд (точніше 3,92 секунди), масове число - 219.

ВсьогоЗараз відомо 19 ізотопів радону з масовими числами 204 і від 206 до 224.Штучним шляхом отримано 16 ізотопів. Нейтронодефіцитних ізотопи змасовими числами до 212 отримують в реакціях глибокого розщеплення ядер урану іторію високоенергійні протони. Ці ізотопи потрібні для отримання ідослідження штучного елемента астату. Ефективний метод поділунейтронодефіцитних ізотопів радону розробили нещодавно в Об'єднаному інститутіядерних досліджень.

ФІЗИЧНІВЛАСТИВОСТІ радон

Благородні гази -безбарвні одноатомні гази без кольору і запаху.
Інертні гази мають більш високу електропровідність у порівнянні з іншимигазами і при проходженні через них струму яскраво світяться: гелій яскраво-жовтимсвітлом, тому що в його порівняно простому спектрі подвійна жовта лініяпереважає над усіма іншими; неон вогненно червоним світлом, так як найяскравішійого лінії лежать в червоній частині спектра.
Насичений характер атомних молекул інертних газів позначається на тому, щоінертні гази мають більш низькі точки скраплення і замерзання, ніж інші гази зтим же молекулярною вагою.

Радонсвітиться в темряві, без нагрівання випускає тепло, з часом утворює новіелементи: один з них - газоподібний, інший - тверда речовина. Він в 110 разівважче водню, в 55 разів важче гелію, в 7 з гаком разів важчий за повітря.Один літр цього газу важить майже 10 г (точніше 9,9 г).

Радон- Безбарвний газ, хімічно абсолютно інертний. Радон краще інших інертнихгазів розчиняється у воді (в 100 об'ємах води розчиняється до 50 об'єміврадону). При охолодженні до мінус 62 В° С радон згущується в рідину, яка у 7разів важче води (питома вага рідкого радону майже дорівнює питомій вазіцинку). При мінус 71 В° С радон "замерзає". Кількість радону,виділюване солями радію, дуже мало, і щоб отримати 1 л радону, потрібно матибільше 500 кг радію, в той час як... на всій земній кулі в 1950 р. його булоотримано не більше 700 м.

Радон- Радіоактивний елемент. Випускаючи О±-промені, він перетворюється на гелій ітвердий, теж радіоактивний елемент який є одним з проміжнихпродуктів у ланцюгу радіоактивних перетворень радію.

Природно булоочікувати, що настільки хімічно інертні речовини, як інертні гази, не повинні впливатиі на живі організми. Але це не так. Вдихання вищих інертних газів (звичайно всуміші з киснем) приводить людину в стан, схожий із сп'яніннямалкоголем. Наркотичне дію інертних газів обумовлюється розчиненням внервових тканинах. Чим вище атомний вагу інертного газу, тим більше йогорозчинність і тим сильніше його наркотичну дію.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ радон

До часувідкриття радону, типового представника благородних газів, існувалодумка, що елементи цієї групи хімічно інертні і не здатні утворюватисправжні хімічні сполуки. Відомі були лише клатрати, освітаяких відбувається за рахунок сил Ван-дер-Ваальса. До їх числа відносяться гідратиксенону, криптону і аргону, які виходять стисненням відповідного газунад водою до тиску, що перевищує пружність дисоціації гідрату при данійтемпературі. Для отримання аналогічних клатратів радону і виявлення його позміни пружності пари знадобилося б практично недоступне кількістьцього елемента. Новий метод отримання клатратних з'єднань благородних газівбув запропонований Б.А. Нікітіним і складався в ізоморфних співосадження молекулярногоз'єднання радону з кристалами специфічного носія. Вивчаючи поведінкурадону при процесах співосадження його з гідратами сірчистого газу ісірководню, Нікітін показав, що існує гідрат радону, який ізоморфносоосаждается з SO 2Ч6 H 2 O і H 2 S Ч6 H 2 O .Маса радону в цих дослідах становила 10-11 р. Аналогічно отримані клатратногоз'єднання радону з низкою органічних сполук, наприклад з толуолом іфенолом.

Дослідження хіміїрадону можливі лише з субмікроколічествамі цього елементу при використанні вякості специфічних носіїв сполук ксенону. Слід, однак,враховувати, що між ксеноном і радоном знаходиться 32 елементи (поряд з 5d-,взаємодія. Іншимиелектронного шару.шарів.

Для отриманняДалі повітряВВисокоїДля