V luči hitrega razvoja znanosti in tehnologije so strokovnjaki zaskrbljeni zaradi pomanjkanja promocije sevalne higiene med prebivalstvom. Strokovnjaki napovedujejo, da bi lahko v naslednjem desetletju "radiološka nevednost" postala resnična grožnja varnosti družbe in planeta.
Nevidni morilec
V 15. stoletju so bili evropski zdravniki zmedeni zaradi nenormalno visoke umrljivosti zaradi pljučnih bolezni med delavci v rudnikih, ki pridobivajo železo, polimetale in srebro. Skrivnostna bolezen, imenovana "gorska bolezen", je rudarje prizadela petdesetkrat pogosteje kot povprečnega laika. Šele v začetku 20. stoletja, po odkritju radona, je bil prav on prepoznan kot razlog za spodbujanje razvoja pljučnega raka pri rudarjih v Nemčiji in na Češkem.
Kaj je radon? Ali negativno vpliva samo na človeško telo? Če želite odgovoriti na ta vprašanja, se morate spomniti zgodovine odkritja in preučevanja tega skrivnostnega elementa.
Emanacija pomeni "odtok"
Odkritelj radona je sprejetmenijo angleški fizik E. Rutherford. Prav on je leta 1899 opazil, da pripravki na osnovi torija poleg težkih α-delcev oddajajo brezbarven plin, kar vodi do povečanja stopnje radioaktivnosti v okolju. Raziskovalec je domnevno snov poimenoval emanacija torija (iz emanation (lat.) - iztek) in ji dodelil črko Em. Podobne emanacije so značilne tudi za radijeve pripravke. V prvem primeru se je izpuščeni plin imenoval toron, v drugem pa radon.
Kasneje je bilo mogoče dokazati, da so plini radionuklidi novega elementa. Škotskemu kemiku, Nobelovemu nagrajencu (1904) Williamu Ramsayu (skupaj z Whitlowom Grayem) ga je leta 1908 uspelo prvič izolirati v čisti obliki. Pet let pozneje sta bila elementu končno dodeljena ime radon in simbol Rn.
Kaj je radon?
V periodnem sistemu kemičnih elementov D. I. Mendelejeva je radon v 18. skupini. Ima atomsko število z=86.
Vsi obstoječi izotopi radona (več kot 35, z masnimi številkami od 195 do 230) so radioaktivni in predstavljajo določeno nevarnost za ljudi. V naravi obstajajo štiri vrste atomov elementa. Vsi so del naravne radioaktivne serije aktinouranija, torija in urana - radija. Nekateri izotopi imajo svoja imena in se po zgodovinskem izročilu imenujejo emanacije:
- anemone - actinon 219Rn;
- thorium - thoron 220Rn;
- radij - radon 222Rn.
Zadnji je drugačennajvečja stabilnost. Razpolovna doba radona 222Rn je 91,2 ure (3,82 dni). Čas stabilnega stanja preostalih izotopov se izračuna v sekundah in milisekundah. Med razpadom s sevanjem α-delcev nastanejo izotopi polonija. Mimogrede, ravno med preučevanjem radona so se znanstveniki prvič srečali s številnimi vrstami atomov istega elementa, ki so jih kasneje poimenovali izotopi (iz grščine "enako", "enako").
fizikalne in kemijske lastnosti
V normalnih pogojih je radon brezbarven plin brez vonja, katerega prisotnost je mogoče zaznati le s posebnimi instrumenti. Gostota - 9, 81 g/l. Je najtežji (zrak je 7,5-krat lažji), najredkejši in najdražji od vseh poznanih plinov na našem planetu.
Dobro se raztopimo v vodi (460 ml/l), v organskih spojinah pa je topnost radona za red višja. Ima fluorescenčni učinek, ki ga povzroča visoka intrinzična radioaktivnost. Za plinasto in tekoče stanje (pri temperaturah pod -62˚С) je značilen modri sijaj, za kristalno (pod -71˚С) - rumen ali oranžno rdeč.
Kemična značilnost radona je posledica njegove pripadnosti skupini inertnih ("žlahtnih") plinov. Zanj so značilne kemične reakcije s kisikom, fluorom in nekaterimi drugimi halogeni.
Po drugi strani je nestabilno jedro elementa vir visokoenergetskih delcev, ki vplivajo na številne snovi. Izpostavljenost radonu obarva steklo in porcelan, razgradi vodo v kisik,vodik in ozon, uničuje parafin in vazelin, itd.
Pridobivanje radona
Za izolacijo izotopov radona je dovolj, da zračni curek preidete čez snov, ki vsebuje radij v takšni ali drugačni obliki. Koncentracija plina v curku bo odvisna od številnih fizikalnih dejavnikov (vlažnost, temperatura), od kristalne strukture snovi, njene sestave, poroznosti, homogenosti in se lahko giblje od majhnih frakcij do 100%. Običajno se uporabljajo raztopine bromida ali radijevega klorida v klorovodikovi kislini. Trdne porozne snovi se uporabljajo veliko manj pogosto, čeprav se radon sprošča bolj čist.
Nastala mešanica plinov se očisti iz vodne pare, kisika in vodika, skozi vročo bakreno mrežo. Preostanek (1/25000 prvotne prostornine) se kondenzira s tekočim zrakom, nečistoče dušika, helija in inertnih plinov pa se odstranijo iz kondenzata.
Opomba: po vsem svetu se letno proizvede le nekaj deset kubičnih centimetrov kemičnega elementa radona.
Širenje v naravi
Radijeva jedra, katerih produkt cepitve je radon, nastanejo med razpadom urana. Tako so glavni vir radona tla in minerali, ki vsebujejo uran in torij. Najvišjo koncentracijo teh elementov najdemo v magmatskih, sedimentnih, metamorfnih kamninah, temno obarvanih skrilavcih. Zaradi svoje inertnosti plin radon zlahka zapusti kristalne mreže mineralov in se zlahka širi na velike razdalje skozi praznine in razpoke v zemeljski skorji ter uide v ozračje.
Poleg tega je medplastna podtalnica, ki izpira takšne kamnine, zlahka nasičena z radonom. Radonsko vodo in njene posebne lastnosti je človek uporabljal že dolgo pred odkritjem samega elementa.
Prijatelj ali sovražnik?
Kljub na tisoče znanstvenih in poljudnoznanstvenih člankov, napisanih o tem radioaktivnem plinu, je nedvoumno odgovoriti na vprašanje: "Kaj je radon in kakšen je njegov pomen za človeštvo?" zdi težko. Sodobni raziskovalci se soočajo z vsaj dvema problemoma. Prvi je, da je na področju vpliva radonskega sevanja na živo snov hkrati škodljiv in koristen element. Drugi je pomanjkanje zanesljivih sredstev za registracijo in spremljanje. Obstoječi detektorji radona v ozračju, tudi najsodobnejši in občutljivi, lahko dajo rezultate, ki se ob ponavljanju meritev večkrat razlikujejo.
Pazite se radona
Glavni odmerek sevanja (več kot 70%) v procesu življenja človek prejme zaradi naravnih radionuklidov, med katerimi je na vodilnem mestu brezbarvni plin radon. Glede na geografsko lego stanovanjske stavbe se lahko njen "prispevek" giblje od 30 do 60%. Konstantno količino nestabilnih izotopov nevarnega elementa v ozračju vzdržujemo z neprekinjenim dovajanjem iz zemeljskih kamnin. Radon ima neprijetno lastnost, da se kopiči v stanovanjskih in javnih zgradbah, kjer se njegova koncentracija lahko poveča desetkrat ali stokrat. Za dobro zdravjenevarnost za ljudi ni toliko sam radioaktivni plin, temveč kemično aktivni izotopi polonija 214Po in 218Po, ki nastanejo kot posledica njegovega propadanje. Trdno se držijo v telesu in z notranjim α-sevanjem škodljivo vplivajo na živo tkivo.
Poleg astmatičnih napadov zadušitve in depresije, vrtoglavice in migrene je to polno razvoja pljučnega raka. Skupina tveganja vključuje delavce rudnikov urana in rudarskih in predelovalnih obratov, vulkanologe, radonske terapevte, prebivalstvo neugodnih območij z visoko vsebnostjo derivatov radona v zemeljski skorji in arteških vodah ter radonska letovišča. Za identifikacijo takih območij se z uporabo geoloških in sevalno-higienskih metod pripravijo zemljevidi nevarnosti radona.
Za opombo: domneva se, da je izpostavljenost radonu povzročila smrt zaradi pljučnega raka leta 1916 s strani škotskega raziskovalca tega elementa Williama Ramsaya.
Načini zaščite
V zadnjem desetletju so se po vzoru zahodnih sosed v državah nekdanje CIS začeli širiti nujni protiradonski ukrepi. Pojavili so se regulativni dokumenti (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) z jasnimi zahtevami za zagotavljanje sevalne varnosti prebivalstva.
Glavni ukrepi za zaščito pred plini iz zemlje in naravnimi viri sevanja vključujejo:
- Razporeditev na zemlji pod zemljo lesenih podov iz monolitne betonske plošče z podlago iz drobljenega kamna in zanesljivo hidroizolacijo.
- Zagotavljanje izboljšanega prezračevanjakletni in kletni prostori, prezračevanje stanovanjskih objektov.
- Voda, ki vstopa v kuhinje in kopalnice, mora biti podvržena posebni filtraciji, sami prostori pa so opremljeni s prisilnimi izpušnimi napravami.
Radiomedicina
Kaj je radon, naši predniki niso vedeli, toda celo slavni konjeniki Džingis-kana so si zacelili rane z vodami izvirov Belokurikha (Altai), nasičenimi s tem plinom. Dejstvo je, da radon v mikrodozah pozitivno vpliva na vitalne organe človeka in centralni živčni sistem. Izpostavljenost radonski vodi pospešuje presnovne procese, zaradi česar se poškodovana tkiva veliko hitreje obnavljajo, delo srca in obtočil se normalizira, stene krvnih žil pa se krepijo.
Letišča v gorskih regijah Kavkaza (Essentuki, Pyatigorsk, Kislovodsk), Avstrije (Gastein), Češke (Yakhimov, Karlovy Vary), Nemčije (Baden-Baden), Japonske (Misasa) že dolgo uživajo dobro -zaslužena slava in priljubljenost. Sodobna medicina poleg radonskih kopeli ponuja zdravljenje v obliki namakanja, inhalacije pod strogim nadzorom ustreznega specialista.
V službi človeštva
Obseg plina radon ni omejen samo na medicino. Sposobnost izotopov elementa, da se adsorbirajo, se v znanosti o materialih aktivno uporablja za merjenje stopnje heterogenosti kovinskih površin in dekoracije. Pri proizvodnji jekla in stekla se radon uporablja za nadzor poteka tehnoloških procesov. Z njegovo pomočjopreverite tesnost plinskih mask in kemične zaščitne opreme.
V geofiziki in geologiji številne metode iskanja in odkrivanja nahajališč mineralov in radioaktivnih rud temeljijo na uporabi raziskav radona. Koncentracijo izotopov radona v tleh je mogoče uporabiti za presojo plinske prepustnosti in gostote kamnin. Spremljanje radonskega okolja se zdi obetavno z vidika napovedovanja prihajajočih potresov.
Upati je, da se bo človeštvo še vedno spopadlo z negativnimi učinki radona in bo radioaktivni element koristil le prebivalstvu planeta.
