Ve světle rychlého rozvoje vědy a techniky jsou odborníci znepokojeni nedostatečnou podporou radiační hygieny mezi obyvatelstvem. Odborníci předpovídají, že v příštím desetiletí by se „radiologická nevědomost“mohla stát skutečnou hrozbou pro bezpečnost společnosti a planety.
Neviditelný zabiják
V 15. století byli evropští lékaři zmateni abnormálně vysokou úmrtností na plicní choroby mezi dělníky v dolech, které těží železo, polymetaly a stříbro. Záhadná nemoc zvaná „horská nemoc“postihla horníky padesátkrát častěji než běžného laika. Teprve na počátku 20. století, po objevu radonu, byl to právě on, kdo byl uznán jako důvod stimulace rozvoje rakoviny plic mezi horníky v Německu a České republice.
Co je radon? Působí na lidský organismus pouze negativně? Chcete-li odpovědět na tyto otázky, měli byste si vzpomenout na historii objevu a studia tohoto tajemného prvku.
Emanace znamená „odliv“
Objevitel radonu přijatzvažte anglického fyzika E. Rutherforda. Právě on si v roce 1899 všiml, že přípravky na bázi thoria kromě těžkých α-částic uvolňují bezbarvý plyn, což vede ke zvýšení úrovně radioaktivity v prostředí. Badatel nazval údajnou látku emanací thoria (z emanace (lat.) - expirace) a přidělil jí písmeno Em. Podobné emanace jsou také charakteristické pro přípravky radia. V prvním případě se emitovaný plyn nazýval thoron, ve druhém - radon.
Později bylo možné prokázat, že plyny jsou radionuklidy nového prvku. Skotskému chemikovi, laureátovi Nobelovy ceny (1904) Williamu Ramsaymu (spolu s Whitlowem Grayem) se ho v roce 1908 podařilo poprvé izolovat v čisté formě. O pět let později byl prvku konečně přiřazen název radon a symbol Rn.
Co je radon?
V periodické tabulce chemických prvků D. I. Mendělejeva je radon v 18. skupině. Má atomové číslo z=86.
Všechny existující izotopy radonu (více než 35, s hmotnostními čísly od 195 do 230) jsou radioaktivní a představují pro člověka určité nebezpečí. V přírodě existují čtyři typy atomů prvku. Všechny jsou součástí přirozené radioaktivní řady aktinouranium, thorium a uran – radium. Některé izotopy mají svá vlastní jména a podle historické tradice se jim říká emanace:
- sasanka - aktinon 219Rn;
- thorium - thoron 220Rn;
- radium - radon 222Rn.
Ten poslední je jinýnejvětší stabilitu. Poločas rozpadu radonu 222Rn je 91,2 hodiny (3,82 dne). Doba ustáleného stavu zbývajících izotopů se vypočítá v sekundách a milisekundách. Při rozpadu zářením α-částic vznikají izotopy polonia. Mimochodem, právě při studiu radonu se vědci poprvé setkali s četnými druhy atomů téhož prvku, které později nazvali izotopy (z řeckého „rovný“, „stejný“).
Fyzikální a chemické vlastnosti
Radon je za normálních podmínek bezbarvý plyn bez zápachu, jehož přítomnost lze detekovat pouze speciálními přístroji. Hustota - 9, 81 g/l. Je nejtěžší (vzduch je 7,5krát lehčí), nejvzácnější a nejdražší ze všech plynů známých na naší planetě.
Dobře se rozpouštíme ve vodě (460 ml/l), ale v organických sloučeninách je rozpustnost radonu o řád vyšší. Má fluorescenční efekt způsobený vysokou vlastní radioaktivitou. Pro plynné a kapalné skupenství (při teplotách pod -62˚С) je charakteristické modré záře, pro krystalické (pod -71˚С) - žluté nebo oranžovo-červené.
Chemická charakteristika radonu je dána jeho příslušností do skupiny inertních („ušlechtilých“) plynů. Vyznačuje se chemickými reakcemi s kyslíkem, fluorem a některými dalšími halogeny.
Na druhou stranu nestabilní jádro prvku je zdrojem vysokoenergetických částic, které ovlivňují mnoho látek. Vystavení radonu zbarvuje sklo a porcelán, rozkládá vodu na kyslík,vodík a ozón, ničí parafín a vazelínu atd.
Získání radonu
K izolaci izotopů radonu stačí procházet proudem vzduchu přes látku obsahující radium v té či oné formě. Koncentrace plynu v proudu bude záviset na mnoha fyzikálních faktorech (vlhkost, teplota), na krystalové struktuře látky, jejím složení, poréznosti, homogenitě a může se pohybovat od malých frakcí až po 100 %. Obvykle se používají roztoky bromidu nebo chloridu radia v kyselině chlorovodíkové. Pevné porézní látky se používají mnohem méně často, i když radon se uvolňuje čistěji.
Výsledná směs plynů se čistí od vodní páry, kyslíku a vodíku a prochází přes horkou měděnou mřížku. Zbytek (1/25000 původního objemu) kondenzuje s kapalným vzduchem a nečistoty dusíku, helia a inertních plynů jsou z kondenzátu odstraněny.
Poznámka: celosvětově se ročně vyrobí pouze několik desítek krychlových centimetrů chemického prvku radonu.
Šíření v přírodě
Jádra radia, jehož štěpným produktem je radon, zase vznikají při rozpadu uranu. Hlavním zdrojem radonu jsou tedy půdy a minerály obsahující uran a thorium. Nejvyšší koncentrace těchto prvků se nachází ve vyvřelých, sedimentárních, metamorfovaných horninách, tmavě zbarvených břidlicích. Díky své inertnosti radon snadno opouští krystalové mřížky minerálů a snadno se šíří na velké vzdálenosti dutinami a prasklinami v zemské kůře a uniká do atmosféry.
Kromě toho, mezivrstvová podzemní voda, která takové horniny omývá, je snadno nasycena radonem. Radonovou vodu a její specifické vlastnosti využíval člověk dávno před objevením prvku samotného.
Přítel nebo nepřítel?
Navzdory tisícům vědeckých a populárně-vědeckých článků napsaných o tomto radioaktivním plynu je jednoznačné odpovědět na otázku: "Co je radon a jaký je jeho význam pro lidstvo?" zdá se obtížné. Moderní badatelé čelí nejméně dvěma problémům. První je, že v oblasti vlivu radonového záření na živou hmotu jde o prvek škodlivý i užitečný. Druhým je nedostatek spolehlivých prostředků pro registraci a monitorování. Stávající radonové detektory v atmosféře, i ty nejmodernější a nejcitlivější, mohou při opakování měření poskytnout výsledky, které se několikanásobně liší.
Pozor na radon
Hlavní dávku záření (více než 70%) v procesu života člověk dostává díky přírodním radionuklidům, mezi nimiž na předních místech patří bezbarvý plyn radon. V závislosti na geografické poloze obytné budovy se její „příspěvek“může pohybovat od 30 do 60 %. Konstantní množství nestabilních izotopů nebezpečného prvku v atmosféře je udržováno nepřetržitým přísunem ze zemských hornin. Radon má tu nepříjemnou vlastnost, že se hromadí v obytných a veřejných budovách, kde se jeho koncentrace může zvýšit desetinásobně či stokrát. Pro dobré zdravínebezpečí pro člověka není ani tak samotný radioaktivní plyn, ale chemicky aktivní izotopy polonia 214Po a 218Po, vzniklé v důsledku jeho rozklad. Jsou pevně drženy v těle a mají škodlivý účinek na živou tkáň vnitřním α-zářením.
Kromě astmatických záchvatů dušení a deprese, závratí a migrény je to plné rozvoje rakoviny plic. Rizikovou skupinou jsou pracovníci uranových dolů a těžebních a zpracovatelských závodů, vulkanologové, radonoví terapeuti, obyvatelstvo nepříznivých oblastí s vysokým obsahem radonových derivátů v zemské kůře a artéských vodách a radonové resorty. K identifikaci takových oblastí jsou pomocí geologických a radiačně hygienických metod sestavovány mapy radonového nebezpečí.
Pro poznámku: předpokládá se, že to byla expozice radonu, která v roce 1916 vyprovokovala smrt na rakovinu plic skotským výzkumníkem tohoto prvku Williamem Ramsayem.
Metody ochrany
V posledním desetiletí se po vzoru západních sousedů začala v zemích bývalého SNS rozšiřovat nezbytná protiradonová opatření. Objevily se regulační dokumenty (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) s jasnými požadavky na zajištění radiační bezpečnosti obyvatelstva.
Mezi hlavní opatření na ochranu před půdními plyny a přírodními zdroji záření patří:
- Umístění dřevěných podlah monolitické betonové desky s drceným kamenným podkladem a spolehlivou hydroizolací na zemi pod zemí.
- Poskytuje lepší ventilacisuterén a sklepní prostory, větrání obytných budov.
- Voda vstupující do kuchyní a koupelen musí být podrobena speciální filtraci a samotné místnosti jsou vybaveny nuceným odsáváním.
Radiomedicína
Co je radon, naši předkové nevěděli, ale i slavní jezdci Čingischána si léčili rány vodami pramenů Belokurikha (Altaj), nasycenými tímto plynem. Faktem je, že v mikrodávkách má radon pozitivní vliv na životně důležité orgány člověka a centrální nervový systém. Vystavení radonové vodě urychluje metabolické procesy, díky nimž se poškozené tkáně obnovují mnohem rychleji, normalizuje se činnost srdce a oběhového systému a posilují se stěny krevních cév.
Rezorty v horských oblastech Kavkazu (Essentuki, Pyatigorsk, Kislovodsk), Rakousku (Gastein), České republice (Jakhimov, Karlovy Vary), Německu (Baden-Baden), Japonsku (Misasa) se dlouhodobě těší - zasloužená sláva a popularita. Moderní medicína kromě radonových koupelí nabízí léčbu formou výplachů, inhalací pod přísným dohledem příslušného odborníka.
Ve službách lidstva
Rozsah radonového plynu není omezen pouze na medicínu. Schopnost izotopů prvku adsorbovat se aktivně využívá ve vědě o materiálech k měření stupně heterogenity kovových povrchů a dekorací. Při výrobě oceli a skla se radon využívá k řízení toku technologických procesů. S jeho pomocízkontrolujte těsnost plynových masek a vybavení na ochranu proti chemikáliím.
V geofyzice a geologii je mnoho metod vyhledávání a detekce ložisek nerostů a radioaktivních rud založeno na využití radonových průzkumů. Koncentraci izotopů radonu v půdě lze použít k posouzení propustnosti plynu a hustoty skalních útvarů. Monitorování radonového prostředí vypadá slibně z hlediska předpovědi nadcházejících zemětřesení.
Zbývá doufat, že se lidstvo ještě vyrovná s negativními účinky radonu a radioaktivní prvek bude pro obyvatelstvo planety jen přínosem.
