לאור ההתפתחות המהירה של המדע והטכנולוגיה, מומחים מודאגים מהיעדר קידום היגיינת קרינה בקרב האוכלוסייה. מומחים צופים שבעשור הבא, "בורות רדיולוגית" עלולה להפוך לאיום ממשי על ביטחון החברה והכדור הארץ.
הרוצח הבלתי נראה
במאה ה-15, רופאים אירופאים היו מבולבלים מהתמותה הגבוהה באופן חריג ממחלות ריאה בקרב עובדים במכרות שמפיקים ברזל, פולי מתכות וכסף. מחלה מסתורית, המכונה "מחלת הרים", פגעה בכורים בתדירות גבוהה פי חמישים מהדיוט ממוצע. רק בתחילת המאה ה-20, לאחר גילוי הראדון, הוא זה שהוכר כסיבה לגירוי התפתחות סרטן הריאות בקרב כורים בגרמניה ובצ'כיה.
מה זה ראדון? האם יש לזה רק השפעה שלילית על גוף האדם? כדי לענות על שאלות אלו, יש לזכור את ההיסטוריה של הגילוי והמחקר של היסוד המסתורי הזה.
Emanation פירושו "זרימה"
מגלה הראדון התקבלקחו בחשבון את הפיזיקאי האנגלי E. Rutherford. זה היה זה שב-1899 שם לב שתכשירים מבוססי תוריום, בנוסף לחלקיקי α כבדים, פולטים גז חסר צבע, מה שמוביל לעלייה ברמת הרדיואקטיביות בסביבה. החוקר כינה את החומר כביכול פליטת תוריום (מתוך נביעה (lat.) - תפוגה) וייחס לו את האות Em. נביעות דומות אופייניות גם לתכשירי רדיום. במקרה הראשון, הגז הנפלט נקרא תורון, במקרה השני - ראדון.
מאוחר יותר ניתן היה להוכיח שגזים הם רדיונוקלידים של יסוד חדש. הכימאי הסקוטי, חתן פרס נובל (1904) ויליאם רמזי (יחד עם ויטלו גריי) ב-1908 הצליח לבודד אותו בצורתו הטהורה לראשונה. חמש שנים מאוחר יותר, השם ראדון והסמל Rn הוקצו לבסוף לאלמנט.
מה זה ראדון?
בטבלה המחזורית של יסודות כימיים של D. I. Mendeleev, ראדון נמצא בקבוצה ה-18. בעל מספר אטומי z=86.
כל האיזוטופים הקיימים של ראדון (יותר מ-35, עם מספרי מסה מ-195 עד 230) הם רדיואקטיביים ומהווים סכנה מסוימת לבני אדם. בטבע, ישנם ארבעה סוגים של אטומים של היסוד. כולם חלק מהסדרה הרדיואקטיבית הטבעית של אקטינוורניום, תוריום ואורניום - רדיום. לכמה איזוטופים יש שמות משלהם, ולפי המסורת ההיסטורית הם נקראים נביעה:
- anemone - אקטינון 219Rn;
- thorium - thoron 220Rn;
- radium - radon 222Rn.
האחרון שונההיציבות הגדולה ביותר. זמן מחצית החיים של ראדון 222Rn הוא 91.2 שעות (3.82 ימים). זמן המצב היציב של האיזוטופים הנותרים מחושב בשניות ובמילישניות. במהלך ריקבון עם קרינה של חלקיקי α, נוצרים איזוטופים של פולוניום. אגב, במהלך חקר הראדון נתקלו המדענים לראשונה במגוון של אטומים של אותו יסוד, שלימים הם כינו איזוטופים (מיוונית "שווה", "זהה").
מאפיינים פיזיים וכימיים
בתנאים רגילים, ראדון הוא גז חסר צבע וריח, שניתן לזהות את נוכחותו רק באמצעות מכשירים מיוחדים. צפיפות - 9, 81 גרם/ליטר. זה הכבד ביותר (האוויר קל פי 7.5), הנדיר והיקר מכל הגזים הידועים על הפלנטה שלנו.
נתמוסס היטב במים (460 מ ל/ליטר), אבל בתרכובות אורגניות המסיסות של הראדון גבוהה בסדר גודל. יש לו אפקט פלואורסצנטי הנגרמת על ידי רדיואקטיביות פנימית גבוהה. למצב הגזי והנוזלי (בטמפרטורות מתחת ל-62˚С) אופייני זוהר כחול, עבור הגבישי (מתחת ל-71˚С) - צהוב או כתום-אדום.
המאפיין הכימי של הראדון נובע מהשתייכותו לקבוצת הגזים האינרטיים ("אצילים"). הוא מאופיין בתגובות כימיות עם חמצן, פלואור וכמה הלוגנים אחרים.
מצד שני, הליבה הלא יציבה של יסוד היא מקור לחלקיקים עתירי אנרגיה המשפיעים על חומרים רבים. חשיפה לראדון מכתימה זכוכית וחרסינה, מפרקת מים לחמצן,מימן ואוזון, הורס פרפין וזלין וכו'
משיג ראדון
כדי לבודד איזוטופים של ראדון, מספיק להעביר סילון אוויר על חומר המכיל רדיום בצורה כזו או אחרת. ריכוז הגז בסילון יהיה תלוי בגורמים פיזיקליים רבים (לחות, טמפרטורה), במבנה הגבישי של החומר, הרכבו, נקבוביות, הומוגניות ויכול להשתנות משברים קטנים עד 100%. בדרך כלל משתמשים בתמיסות של ברומיד או רדיום כלורי בחומצה הידרוכלורית. משתמשים בחומרים נקבוביים מוצקים הרבה פחות, למרות שהראדון משתחרר טהור יותר.
תערובת הגז המתקבלת מטוהרת מאדי מים, חמצן ומימן, ומעבירים אותה דרך רשת נחושת חמה. השארית (1/25000 מהנפח המקורי) מעובה באוויר נוזלי, וזיהומים של חנקן, הליום וגזים אינרטיים מוסרים מהעיבוי.
הערה: רק כמה עשרות סנטימטרים מעוקבים מהיסוד הכימי ראדון מיוצרים ברחבי העולם בשנה.
פזר בטבע
גרעיני רדיום, שתוצר הביקוע שלהם הוא ראדון, נוצרים בתורם במהלך התפרקות האורניום. לפיכך, המקור העיקרי לראדון הוא קרקעות ומינרלים המכילים אורניום ותוריום. הריכוז הגבוה ביותר של יסודות אלה נמצא בסלעים בולטים, משקעים, מטמורפיים, פצלים כהים. בשל האינרטיות שלו, גז הראדון עוזב בקלות את סריגי הגביש של מינרלים ומתפשט בקלות למרחקים ארוכים דרך חללים וסדקים בקרום כדור הארץ, בורח לאטמוספירה.
חוץ מזה, מי תהום בין-שכבתי, ששטיפת סלעים כאלה, רוויים בקלות ברדון. מי הראדון ותכונותיהם הספציפיות שימשו את האדם הרבה לפני גילוי היסוד עצמו.
חבר או אויב?
למרות אלפי מאמרים מדעיים ופופולריים שנכתבו על הגז הרדיואקטיבי הזה, חד משמעי לענות על השאלה: "מהו ראדון ומהי משמעותו עבור האנושות?" נראה קשה. חוקרים מודרניים מתמודדים עם לפחות שתי בעיות. הראשונה היא שבתחום ההשפעה של קרינת ראדון על חומר חי, היא מהווה מרכיב מזיק ושימושי כאחד. השני הוא היעדר אמצעי רישום וניטור אמינים. גלאי הראדון הקיימים באטמוספרה, אפילו המודרניים והרגישים שבהם, יכולים לתת תוצאות שונות בכמה פעמים כאשר המדידות חוזרות על עצמן.
היזהרו מרדון
המינון העיקרי של קרינה (יותר מ-70%) בתהליך החיים שאדם מקבל עקב רדיונוקלידים טבעיים, שביניהם העמדות המובילות שייכות לגז חסר הצבע ראדון. בהתאם למיקום הגיאוגרפי של בניין המגורים, "תרומתו" יכולה לנוע בין 30 ל-60%. כמות קבועה של איזוטופים לא יציבים של יסוד מסוכן באטמוספירה נשמרת על ידי אספקה רציפה מסלעי כדור הארץ. לראדון יש את התכונה הלא נעימה להצטבר בתוך מבני מגורים וציבור, שם הריכוז שלו יכול לעלות עשרות או מאות מונים. לבריאות טובההסכנה האנושית היא לא כל כך הגז הרדיואקטיבי עצמו, אלא האיזוטופים הפעילים מבחינה כימית של פולוניום 214Po ו-218Po, שנוצרו כתוצאה מהסכנה שלו. ריקבון. הם מוחזקים בחוזקה בגוף, ויש להם השפעה מזיקה על רקמה חיה עם קרינת α פנימית.
בנוסף להתקפי אסתמה של חנק ודיכאון, סחרחורת ומיגרנה, הדבר כרוך בהתפתחות של סרטן ריאות. קבוצת הסיכון כוללת עובדי מכרות אורניום ומפעלי כרייה ועיבוד, וולקנולוגים, מטפלי ראדון, אוכלוסיית אזורים לא נוחים עם תכולה גבוהה של נגזרות ראדון בקרום כדור הארץ ובמימי הארטז, ואתרי נופש ראדון. כדי לזהות אזורים כאלה, נערכות מפות של סכנת ראדון בשיטות גיאולוגיות והיגייניות קרינה.
להערה: מאמינים שחשיפה לראדון היא שגרמה למוות מסרטן ריאות ב-1916 על ידי החוקר הסקוטי של יסוד זה, ויליאם רמזי.
שיטות הגנה
בעשור האחרון, בעקבות הדוגמה של שכנים מערביים, החלו להתפשט האמצעים הדרושים נגד ראדון במדינות חבר העמים לשעבר. הופיעו מסמכי רגולציה (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) עם דרישות ברורות להבטחת בטיחות הקרינה של האוכלוסייה.
האמצעים העיקריים להגנה מפני גזי קרקע ומקורות קרינה טבעיים כוללים:
- סידור על פני האדמה מתחת לאדמה של רצפות עץ של לוח בטון מונוליטי עם בסיס אבן כתוש ואיטום אמין.
- מתן אוורור משופרחלל מרתף ומרתף, אוורור מבני מגורים.
- מים הנכנסים למטבחים ולחדרי רחצה חייבים להיות נתונים לסינון מיוחד, והחדרים עצמם מצוידים בהתקני פליטה מאולצים.
רדיורפואה
מה זה ראדון, אבותינו לא ידעו, אבל אפילו הפרשים המפוארים של ג'ינגיס חאן ריפאו את פצעיהם במימי מקורות בלוקוריקה (אלטאי), הרוויים בגז הזה. העובדה היא שבמינון מיקרו, לראדון יש השפעה חיובית על האיברים החיוניים של האדם ועל מערכת העצבים המרכזית. חשיפה למי ראדון מאיצה תהליכים מטבוליים, שבגללם רקמות פגועות משוחזרות הרבה יותר מהר, עבודת הלב ומערכת הדם מתנרמלת ודפנות כלי הדם מתחזקות.
אתרי נופש באזורים ההרריים של הקווקז (אסנטוקי, פיאטגורסק, קיסלובודסק), אוסטריה (גאשטיין), צ'כיה (יחימוב, קרלובי וארי), גרמניה (באדן-באדן), יפן (מיסאסה) נהנו מזה זמן רב. - ראוי לתהילה ולפופולריות. הרפואה המודרנית, בנוסף לאמבטיות ראדון, מציעה טיפול בצורת השקיה, שאיפה בליווי קפדני של מומחה מתאים.
בשירות האנושות
היקף גז הראדון אינו מוגבל לרפואה בלבד. היכולת של איזוטופים של יסוד לספוח משמשת באופן פעיל במדעי החומרים כדי למדוד את מידת ההטרוגניות של משטחי מתכת וקישוט. בייצור פלדה וזכוכית נעשה שימוש ברדון לשליטה בזרימת התהליכים הטכנולוגיים. בעזרתובדוק את אטימות מסכות הגז וציוד ההגנה הכימי.
בגיאופיזיקה וגיאולוגיה, שיטות רבות לחיפוש וגילוי מרבצים של מינרלים ועפרות רדיואקטיביות מבוססות על שימוש בסקרי ראדון. ניתן להשתמש בריכוז איזוטופי הראדון בקרקע כדי לשפוט את חדירות הגז וצפיפותם של תצורות סלע. הניטור של סביבת הראדון נראה מבטיח מבחינת חיזוי רעידות אדמה קרובות.
נותן לקוות שהאנושות עדיין תתמודד עם ההשפעות השליליות של הראדון והיסוד הרדיואקטיבי רק יועיל לאוכלוסיית כדור הארץ.
