Газ Радон - тихий убийца. Чем опасен газ радон?

Радон – самый тяжелый из благородных газов, которые раньше, еще лет 20–30 назад, чаще называли инертными газами. Он не имеет ни запаха, ни вкуса, прозрачен и бесцветен. Его плотность при 0°С равна 9,81 кг/м3, т. е. почти в 8 раз больше плотности воздуха. Радон - наиболее редкий и самый тяжелый радиоактивный газ;он обладает удивительными свойствами: при температуре, равной минус 62 С он превращается в бесцветную жидкость, которая в семь раз тяжелее воды и которая флюоресцирует ярким голубым или фиолетовым цветом. Около минус 71 С° радон становится твердым и непрозрачным веществом, излучающим голубое сияние. Радон без нагревания испускает тепло и со временем может образовывать:, твердые радиоактивные элементы.

Радон в 110 раз тяжелее водорода, в 55 раз тяжелее гелия и в 7,5 раз тяжелее воздуха. Один литр газа весит около 9,9 грамм. Однако, пока эти сведения не проверены, так как чтобы получить один литр радона из солей радия, нужно около 500 кг радия. Да если бы такой объем газа и был получен каким-либо образом, то, по словам профессора Резерфорда, ученого, открывшего радон в 1900 году, никакой сосуд не мог бы удержать его, так как количество тепла, испускаемое радоном, расплавило бы сосуд, в который его заключили.(П.Р.Таубе, Е.И.Руденко, "От водорода до нобелия?"). Радон химически инертен и реагирует только с сильными фторирующими реагентами. Все изотопы радона радиоактивны и довольно быстро распадаются: самый устойчивый изотоп 222 Rn имеет период полураспада 3,8 сут., второй по устойчивости – 220 Rn (торон) – 55,6 с.

Почему радон, имея только короткоживущие изотопы, не исчезает из атмосферного воздуха совсем? Оказывается, он постоянно поступает в атмосферу из земных пород: 222 Rn – при делении ядер 238 U, а 220 Rn – при делении ядер 232 Th. Пород, содержащих уран и торий, в земной коре довольно много (например, граниты, фосфориты), поэтому убыль компенсируется поступлением и в атмосфере существует некая равновесная концентрация радона. Казалось бы, роль этого крайне редкого, инертного, неустойчивого химического элемента в нашей жизни не может быть не только значительной, но даже просто заметной. Однако это совсем не так. Точнее, лет 20 назад стали считать, что это может быть и не так.
Изотоп 222Rn дает примерно 50–55% дозы облучения, которое ежегодно получает каждый житель Земли, изотоп 220Rn прибавляет к этому еще ~5–10%. Однако исследования показали, что в отдельных местностях радоновое облучение во много раз и даже на несколько порядков может превышать средние величины.

(Alfa) - радиоактивность (альфа-излучение) - представляет собой поток альфа-частиц, испускаемых при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образующихся в ходе ядерных реакций. Альфа частица фактически представляет собой ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Имеет статический электрический заряд равный +2, ее массовое число равно 4. Альфа-излучение обладает малой проникающей способностью (всего несколько сантиметров в воздухе и десятки микрон в биологической ткани). Поток альфа-частиц легко остановит даже лист бумаги. Поэтому даже обладающие самой большой энергией альфа-частицы не могут проникнуть сквозь огрубевшие верхние слои клеток кожи. Однако, альфа-излучение гораздо опаснее, когда источник альфа-частиц находится внутри организма. Ниже приведены основные альфа-излучатели и соответствующие эффективные дозы, которые может получить человек за год употребления воды, содержащей любой из этих альфа-радионуклидов с уровнем радиоактивности 0.1 Бк/л.

ГЕОЛОГИЯ РАДОНА
Образование и распространение радона изучает геология, поскольку именно горные породы являются его первоисточником. В первую очередь содержание радона в окружающей среде зависит от концентрации материнских элементов в породах и почвах, Поэтому первое представление о распространении радона в окружающей среде может дать геологическая карта.
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 гнитом. 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%.
  • углеродсодержащие гравелиты, песчаников и алевролитов гдовского горизонта венда, залегающие на глубинах от 0 до 100 м с содержанием урана более 0,005 %;
  • граниты рапакиви верхнего протерозоя, залегающие приповерхностно и имеющих 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 водой (в нефтегазоносных районах оно может быть также заполнено нефтью и газом). 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.

С 1992 г. на площади развития сланцев производится экспозиционная эманационная съемка с целью выявления радонопроводящих зон и полей в грунте. На 18 рекогносцировочных профилях общей длинной 110.18 км., выполнено 5500 измерений. Фоновые концентрации радона в почвенном воздухе составляют 15 Бк/л, что в три раза выше регионального фона в Ленинградской области. При этом отчетливо выделяются три уровня аномальных полей: первый 34-67 Бк/л., (на который приходится 40.9% общей длины профилей), второй 68-135 Бк/л. (12.5% длины профилей) и третий 136 Бк/л. и выше (2.8% длины профилей).

Ожидается, что в пределах радоноопасных зон и полей с концентрацией радона в грунтовом воздухе выше 67 Бк/л., охватывающих площадь порядка 450 кв.км., объемная эквивалентная равновесная активность радона в помещениях будет превышать 100 Бк/куб.м., что обуславливает эффективную ежегодную дозу облучения свыше 5 мЗв в год. Такие территории, в соответствии с действующими "Критериями оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия" (М., 1992 г.), относятся к территориям чрезвычайной экологической ситуации и находящиеся на них населенные пункты должны быть подвергнуты первоочередному радиационному обследованию на содержание радона в воздухе помещений.

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 (Белокуриха, Новосибирск), Забайкалье (Краснокаменск), Северный Кавказ (Пятигорск) и Северо-западные регионы России.

Самым мощным источником поступления естественных радионуклидов, а в частности радона, в атмосферу является энергетические преприятия, работающие на органическом топливе - угле, сланце, нефти:

- Прибалтийская ТЭС, работающая на сланцах. Выбрасывает в атмосферу с дымовыми выбросами до 90% урана, от 28 до 60% радия и до 78% тория. Помимо аэрозольного компонента в выбросах может присутствовать до 20% летучей золы. В результате деятельности Прибалтийской ТЭС вокруг нее образовалась зона повышенных концентраций естественных радионуклидов с радиусом примерно 40 высот труб станции. В указанной зоне произошло увеличение концентраций естественных радионуклидов (ЕРН) на порядок для верхнего слоя почвы (3 см). Концентрация естественных радионуклидов в факеле составляет до 50 мкБк/куб.м радия, до 10 мкБк/куб.м тория и до 100 мкБк/куб.м урана при фоне 1 мкБк/куб.м воздуха.

-Деятельность ПО "ФОСФОРИТ" по добыче фосфоритов, залегающих ниже диктионемовых сланцев, приводящяя к перераспределению урана и его продуктов распада из диктионемовых сланцев, и создание хвостохранилищ на берегу р.Луги приводит к тому, что речные воды сравнительно интенсивно выносят радий-226 в Лужскую губу, где он, в основном, осаждается на органической фракции донных отложений и железо-марганцевых конкрециях. Деятельность ПО "Фосфорит" касается, в основном, района долины реки Луга к северу от г.Кингисеппа.

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. 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).

Содержание радона в воздухе помещений зависит от его содержания в почве и подстилающих породах, их эманирующей способности, климатических условий конструкции зданий и системы их вентиляции и кратностью воздухообмена в помещении. Концентрации и потоки радона крайне неравномерны, они изменяются в очень широких пределах для различных регионов и видов зданий. По оценкам Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) индивидуальная суммарная доза облучения варьирует от 0,5 до 100 от модального значения дозы, причем она превышает не только предел дозы для ограниченной части населения от искусственных ИИИ (1 мЗв/год), но и может превышать предел дозы для профессионалов (20 мЗв/год).

Свой вклад в поток радона, поступающий в помещение, создает и его выход из строительных конструкций - радон может генерироваться строительными материалами при достаточно большом содержании в них урана и тория. Генерируется он вследствие того, что при строительстве здания был использован кирпич, изготовленный из глины, взятой, скажем, из карьера "Красный Бор", глины которого характеризуются повышенной радиоактивностью - 150-300 Бк/кг. Также на территории Ленинградской области существует еще около 20 месторождений (карьеров) для добычи нерудных материалов (граниты, пески, глины, известняки.): Каменногорское карьероуправление, "Возрождение", АО "Кампес", СЗРП "Ленинградский порт" и др. Значения Аэфф. ЕРН, содержащихся в этих материалах (гранитный щебень различных фракций, отсевы дробления), имеют значительный разброс и тоже характеризуются повышенной радиоактивностью (200 - 700 Бк/кг).
В исключительных случаях свой вклад в поступление радона в помещение может вносить его выход из водопроводной воды и бытового газа.

Радон-Урал

ПО УРОВНЮ РАДОНОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДНИЙ УРАЛ ЗАНИМАЕТ ВТОРОЕ МЕСТО В РОССИИ
Напомним, в январе этого года на заседании Правительства области были озвучены такие данные: более 2 млн жителей Среднего Урала, а это почти половина жителей области, проживают на территориях с повышенным радиационным фоном. При этом 2/3 суммарной дозы ежегодного радиоактивного облучения населения составляют излучения радона и продуктов его деления. Только в Екатеринбурге 47% площади относится к территориям с разной степенью радоноопасности. По данным областного ГОЧС, по уровню радонового загрязнения Средний Урал занимает второе место в России, уступая только Алтайскому краю.

Все эти данные были получены еще в середине 1990-х гг. при проведении специальных измерений. На их основании составлена предварительная карта районирования по степени радоновой опасности. Так, на территории Екатеринбурга специалисты ГО и ЧС выделили 7 радоноопасных зон. К их числу относятся, например, Садовая (северо-восточная окраина города), Кольцовская (Октябрьский район), Центральная, Шарташская (парковая зона, Комсомольский, Синие Камни, Изоплит), Северошарташская (Шарташ, Пионерский поселок). Такая ситуация обусловлена геологией местности, на которой расположен город. Согласно результатам регионального районирования Екатеринбург расположен в границах Верхисетско-Шарташской эколого-радиохимической зоны, характеризующейся высоким рейтингом радонового потенциала.

Радон - бесцветный инертный газ, не имеет запаха и вкуса, в 7,5 раз тяжелее воздуха. Различные изотопы радона образуются в результате радиоактивного распада урана, радия и тория в земной коре. Особенно много радона выделяется из гранитных пород и фосфоритов. Радон постепенно просачивается из недр на поверхность, где сразу рассеивается в воздухе, в результате чего его концентрация остается ничтожной и не представляет опасности. Однако, накапливаясь в подвалах и первых этажах зданий, а также в воде, радон и продукты его распада в больших концентрациях могут негативно воздействовать на здоровье людей.

Нет комментариев. Ваш будет первым!