Радон и продукты его распада являются главным образом какими излучателями

Обычно, когда говорят о радоне, подразумевают в первую очередь ра- дон-222 с периодом полураспада 3,82 сут, являющийся членом радиоактивного семейства урана-238, самого распространенного изотопа (>99%) повсеместно присутствующего, весьма рассеянного элемента. Непосредственным предшественником радона в этом семействе является радий-226. Радон образуется в почвах, в горных породах, в строительных материалах и по трещинам и порам поступает в воздух. При распаде радона образуются сравнительно короткоживущие продукты (рис. 3.1).

Продукты распада радона в момент их образования представляют собой положительно заряженные ионы, легко захватывающиеся различными поверхностями или аэрозольными частицами. В воздухе они могут находиться в двух различных формах [1]:

а) в виде элементарных ионов или отдельных атомов; в этом состоянии продукты распада радона обладают большим коэффициентом диффузии, равным 0,5 см2/с;
б) в виде атомов, осевших на аэрозольные частицы (ядра конденсации), находящиеся в воздухе; коэффициент диффузии в зависимости от размеров частиц меняется в пределах 2 • 10~4—3 • 10_6 см2/с.

Рис. 3.1. Продукты распада радона-222

Первая форма крайне неустойчива из-за большой способности атомов и ионов к адсорбции, однако потеря ее постоянно восполняется в результате распада радона.

Средние значения концентраций радона и продуктов его распада в атмосфере приведены в табл. 3.1.

Таблица 3. /

Средние концентрации естественных радионуклидов в атмосфере (Бк/м3) [1]

Радионуклид	Приземная атмосфера		Верхняя тропосфера	Нижняя стратосфера
Радионуклид	над сушей	над океаном	Верхняя тропосфера	Нижняя стратосфера
222Rn	2,3	2,3 • 10-2	–	–
2\|4РЬ	–	2,3 • 10~2	–	–
2\|2РЬ	0,046	2,3 • 10“3	–	–
2\|0РЬ	1,5 • 10’4	–	2,0 • 10“4	2,9 • 10~4
2\|0Ро	1.2 • 10“5	–	8,5 • 10-5	фь о о 1 ф.
7 Be	–	–	3,7 • 10“3	0.11

Число аэрозольных частиц в воздухе велико по сравнению с количеством ядер продуктов распада радона. Например, при концентрации 1 Бк/л в 1 л воздуха находится примерно 270 атомов 218Ро, 2400 атомов 214РЬ, 1200 атомов 214Bi, 5 • 104 атомов 2|2РЬ и 5,4 • 103 атомов 2l2Bi. Поэтому поведение продуктов распада радона, связанных с аэрозольными частицами, полностью определяется особенностями аэрозольной и пылевой загрязненности воздуха. Данные о концентрации аэрозольных частиц в воздухе в различных географических условиях приведены в табл. 3.2 11].

Основная часть естественной радиоактивности в воздухе приходится на частицы радиуса от 15 нм до 0,5 мкм с максимумом около 0,1 мкм. При дыхании продукты распада радона попадают в легкие человека, и часть из

Таблица 3.2

Концентрация аэрозольных частиц в воздухе в различных географических условиях [1]

Место	Число частиц в 1 л
Большой город	со О Г’-
Город средних размеров	3,4 • 107
Материк	9,5 • 106
Побережья	9,5 • 106
Острова	9,2 • 106
Горы 500—1000 м	6 • 106
1000-2000 м	2,13 • 106
выше 2000 м	9,5 • 105
Океан	9,4 • 105
Пещеры	2,5 • 105

них может остаться на влажных внутренних стенках легких и постоянно подвергать их воздействию излучения последующих членов цепочки.

Над сушей концентрации радона и короткоживущих продуктов его распада (КПРР) убывают с высотой. Радон, имеющий относительно большой период полураспада, и КПРР распространяются по всей тропосфере, а долгоживущие продукты распада радона и в стратосфере. Торон (изотоп радона 220Rn, относящийся к ториевому ряду и имеющий период полураспада 55 с) находится в основном в непосредственной близости к земной поверхности, а продукт его распада свинец-212 (период полураспада 10,64 ч) достигает нижних слоев тропосферы. Радиоактивное равновесие между радоном и короткоживущими продуктами его распада в атмосфере устанавливается на высоте около 100 м. Предельное накопление долгоживущих продуктов распада радона наблюдается на больших высотах, где доминируют в основном свинец-210 и полоний-210.

Концентрации радона над сушей достигают 7,4 Бк/м3, а торона — 0,11 Бк/м3, в то время как над океаном их концентрации составляют 0,037 Бк/м3 и 0,000037 Бк/м3 соответственно. Концентрация продукта распада радона свинца-210 в воздухе над океанами колеблется в пределах 3,7—500 мкБк/м3. В морском воздухе, в отличие от атмосферы над сушей, концентрация радона увеличивается с ростом высоты. Отчетливо выраженное уменьшение содержания КПРР на значительном удалении от континента по сравнению с береговой зоной подтверждает, что поверхность суши является основным источником поступления этих радионуклидов в приводный слой воздуха. Вклад поверхности океана в общий баланс содержания радона и продуктов его распада незначителен даже в районах активной тектонической деятельности и подводного вулканизма (Берингово море).

В приповерхностном слое воздуха над океаном наблюдается сдвиг радиоактивного равновесия между 214РЬ и 214Bi в сторону 214Bi, в то время как над окраинными морями океана и над внутренними морями (Каспийское, Черное) концентрации 2|4РЬ равны или выше концентраций 214Bi (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Соотношения активности 2,4РЬ и 214Bi в некоторых регионах [2]

Районы работ	Число измерений	Среднее значение отношения 2i4Bi/2’4Pb	Активность 214РЬ, Бк/м3
Каспийское море	62	1,02 + 0,08	2,2 ± 0,2
о. Попова, залив Петра Великого	63	0,71 +0,02	2,9 ± 0,2
Берингово море	57	1,42 ±0,09	0,24 + 0,02

Было установлено, что причиной аномального сдвига равновесия между 2|4РЬ и 2,4Bi является непосредственное поступление КПРР с поверхности океана в атмосферу в составе аэрозольных частиц, образующихся при разрыве пленки поверхностного микрослоя всплывающими воздушными пузырьками [2].

Концентрация радона в водах рек и других поверхностных водах может значительно (в 103— 104 раз) превосходить равновесную с растворенным в воде радием.

Сравнительно большой период полураспада свинца-210 (22 года) позволяет ему распределиться в атмосфере достаточно равномерно. С атмосферными осадками и в виде сухих выпадений 210РЬ поступает на поверхность суши и водоемов и достигает донных осадков. Наиболее высокие концентрации «избыточного» свинца-210 наблюдаются в поверхностных слоях донных осадков. В толще донных осадков активность свинца-210 постепенно снижается до тех пор, пока не доходит до значения, равновесного с присутствующим в донных осадках радием-226.

Метод определения возраста современных донных осадков (до 100—150 лет), основанный на измерении активности «избыточного» свинца-210, получил большое распространение [3], подробнее он обсуждается в гл. 7.

Радон-222 может использоваться в качестве трассера при изучении процессов, характеризующихся короткими временными масштабами, например в исследованиях конвективного перемешивания в тропосфере, в частности в тропических регионах и над континентами в Северном полушарии.

Источник

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем.

Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики.

Попадая в окружающую среду, они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность. И наиболее опасен в этом плане радиоактивный газ радон.

Радон — инертный тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха), который высвобождается из почвы повсеместно или выделяется из некоторых строительных материалов (например, гранита, пемзы, кирпича из красной глины).

Впервые открыл это вещество английский физик Э. Резерфорд в 1900 г., назвавший его эманацией (производное от латинского слова «истечение»). А современное имя «радон» дал ему английский физик Дорн в 1900 г, сопоставив его с первоначальным радием.

Но радон образуется при распаде не только радия, но также урана, тория, актиния и других радиоактивных элементов.

Карта России с указанием районов потенциальной радоноопасности

Радон не имеет ни запаха, ни цвета, отлично растворим в воде и жировых тканях, а значит его не обнаружишь без специальных приборов – радиометров. Этот газ и продукты его распада излучают весьма опасные aльфа – частицы, которые разрушают живые клетки.

Прилипая к микроскопическим пылинкам, aльфа – частицы создают радиоактивную аэрозоль. Ее-то мы и вдыхаем — именно так происходит облучение клеток дыхательных органов. Значительные дозы могут спровоцировать рак легких или лейкемию.

К сожалению, наиболее уязвимы для радона самые важные клетки — половые, кроветворные и иммунные. Частицы ионизирующей радиации повреждают наследственный код и, притаившись, никак себя не проявляют, до тех пор, пока «больной» клетке не настанет время делиться или создавать новый организм — ребенка. Тогда речь может идти о мутации клеток, приводящей к сбоям в жизнедеятельности человека.

Как уберечься?

Не может же человек не дышать или все время носить респиратор. И ведь все-таки радон в ответе за самый весомый вклад в дозу облучения. И как быть, если дом строится или уже построен на радоноопасном участке?

Самый значимый путь накопления радона в помещениях связан с выделением радона из почвы, на которой стоит здание. Большую опасность представляет поступление радона с водяными парами при пользовании душем, ванной, парной. Он содержится и в природном газе, и поэтому на кухне необходимо устанавливать вытяжку, чтобы предотвратить накапливание и распространение радона.

Радиационный контроль регламентируется и нормируется показателями:

-мощностью экспозиционной дозы (МЭД) гамма — излучения;

-среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активностью (ЭРОА) радона

В 1995 году в нашей стране принят федеральный закон «О радиационной безопасности населения» и действуют специальные нормы радиационной безопасности. По нему следует, что при проектировании здания среднегодовая активность изотопов радона в воздухе не должна превышать 100 бк/куб.м (беккерелей на метр кубический).

В случае с радоном следует защищать прежде всего жилые помещения первого и цокольного этажей, где люди находятся длительное время.

Наиболее опасен радон для детей, в силу более низкой сопротивляемости детского организма.

В жилых квартирах не более 200 бк/куб.м, иначе встает вопрос о проведении защитных мероприятий, а если значение достигает 400 бк — здание должно быть снесено или перепрофилировано.

Для защиты жилых помещений дома от радона устраивают два рубежа обороны:

1.Выполняют газоизоляцию ограждающих строительных конструкций, которая препятствует проникновению газа из грунта в помещения.

2.Предусматривают вентиляцию пространства между грунтом и защищаемым помещением. Вентиляция снижает концентрацию вредного газа на границе грунта и помещения, до того, как он сможет проникнуть в помещения дома.

Для уменьшения поступления радона в жилые этажи выполняют газоизоляцию (герметизацию) строительных конструкций.

Газоизоляцию обычно совмещают с устройством гидроизоляции подземной и цокольной частей здания. Такое совмещение не вызывает сложностей, так как материалы, используемые для гидроизоляции, обычно являются барьером и для газов.

Слой пароизоляции также может служить барьером для радона. Следует заметить, что полимерные пленки, особенно полиэтиленовая, хорошо пропускают радон. Поэтому, в качестве газо- гидро- пароизоляции цокольной части здания необходимо использовать полимер — битумные рулонные материалы и мастики.

Если вы хотите самостоятельно обезопасить свое жилище от вредного газа, вам следует заделать щели в стенах и полах, поклеить обои, загерметизировать подвальные помещения и просто чаще проветривать комнаты в вашем доме, замечу, что концентрация радона в непроветриваемом помещении в 8 раз больше.

Источник

По действующим в настоящее время в России Нормам радиационной безопасности (НРБ-99) допустимая концентрация радона в воздухе не должна превышать 100 Бк/м3 (для зданий построенных после 1999 года) и 200 Бк/м3 (для ранее построенных зданий). Согласно текущей оценке Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР)(UNSCEAR), радиоактивный газ радон из природных источников вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответственен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации. Большую часть этой дозы облучения от радона человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых или плохо проветриваемых помещениях.

Наиболее опасный для здоровья человека радиоактивный газ 222Rn (радон-222) является продуктом распада 226Ra (радий-226, период полраспада 1620 лет), который образуется из 238U (урана-238), содержащегося в осадочных породах. 238U содержится практически во всех видах пород и равномерно распределен в земной коре. Поэтому радон выделяется из грунтов практически везде. Поскольку период полураспада 226Ra очень большой, то концентрация радона практически не уменьшается со временем. Есть места с повышенными концентрациями урана в грунтах и выходами урановых руд близко к поверхности. Такие места особенно радоноопасны. Радон и торон – единственные газообразные элементы в рядах распада урана и тория. Радон постоянно распадается на другие изотопы (период полураспада 3,8 суток). При распаде радона последовательно образуются цепочки дочерних продуктов, распад которых завершается стабильными элементами – изотопами свинца (206Pb и 208Pb). Именно дочерние продукты распада радона создают основной вклад в среднюю дозу облучения населения. Каждый акт распада радона и его дочерних продуктов сопровождается выделением гамма-кванта, альфа или бета-частицы. Основное канцерогенное воздействие происходит от альфа-активного дочернего 214Po (полония-214) и 218Po (полония-218). Присутствие радона в воздухе помещения однозначно свидетельствует о присутствии здесь же их дочерних продуктов.

Радон является причиной 10% случаев возникновения рака легких в США и является второй по величине причиной возникновения рака легких после курения.1 По данным Института онкологии США, радонозависимый рак легких является причиной смерти до 15-22000 человек ежегодно.2 Внутренне облучение радоном уносит больше жизней в США, чем пожары, наводнения и авиакатастрофы вместе взятые. В западной части Германии 7% случаев фатального рака легкого обусловлено радоновой радиацией (1600 мужчин и 400 женщин ежегодно).3 В Великобритании количество смертей от рака легких, вызванного радоном, составляет 1100 человек в год [HPA, 2009]. В официальном информационном письме начальника медицинской службы Министерства здравоохранения США (Surgeon General U.S. Department of Health and Human Services) от 13 января 2005 года говорится, что “радон в жилых помещениях является второй ведущей причиной развития рака легких в Соединенных Штатах, и дыхание его в течение длительного времени может представлять значительный риск для здоровья семей. Также важно знать, что радоновую угрозу можно полностью предотвратить. Радон может быть обнаружен с помощью простого теста, а его концентрация в помещениях регулируется с помощью известных методов вентиляции”.

Информацию по актуальности проблемы радона в России можно прочитать в многочисленных научных публикациях: смотрите отечественную библиографию по радону . Для территории России выполнено мелкомасштабное районирование в масштабе 1:10000000 на основе геологических данных и сведений о распределении естественных природных радионуклидов. Районирование произведено на основе анализа пространственного распределения качественных признаков радоноопасности.4
Примерная схема районирования Европейской части России по степени радоноопасности на основе геологических данных. (На основе карты из статьи Тихонова М.Н. Радон: источники, дозы и нерешенные вопросы//Атомная стратегия. -2006.- №23, июль)

В “Официальном отчете о радоне” Международной комиссии по радиологической защите [ICRP 00/902/09] указано, что годовая эффективная индивидуальная доза облучения от радона не должна превышать 10 мЗв/год. По данным Федеральной службы России по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2010 году были выявлены критические группы населения, дозы облучения которых значительно превышают средние по Российской Федерации. Такие группы населения были выявлены в Республике Тыва, в Алтайском крае, в Воронежской и Кемеровской областях. Причиной повышенного облучения является высокое содержание изотопов радона в воздухе жилых помещений.5 В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Наибольшие значения средних годовых эффективных доз облучения населения природными источниками ионизирующего излучения по данным исследований 2001-2010 гг. зарегистрированы в Республике Алтай (9,54 мЗв/год) и Еврейской АО (7,20 мЗв/год), средние годовые дозы природного облучения жителей Республики Тыва, Иркутской области, Ставропольского и Забайкальского краев превышают 5 мЗв/год. Высокие показатели годовых эффективных доз облучения населения также отмечаются в республиках Бурятия, Ингушетия, Калмыкия, Северная Осетия, Тыва, в Кабардино-Балкарской и Карачаево-Черкесской республике, в Ставропольском крае, в Ивановской, Иркутской, Калужской, Кемеровской, Липецкой, Новосибирской, Ростовской, Свердловской. Смотрите таблицу со средними годовыми эффективными дозами облучения населения России по данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Средняя индивидуальная годовая эффективная доза облучения на одного жителя Российской Федерации, оцененная по данным за весь период наблюдений с 2001 по 2010 год, составляет 3,38 мЗв/год. Вклад дозы внутреннего облучения населения за счет ингаляции изотопов радона (222Rn и 220Rn) и их короткоживущих дочерних продуктов распада составляет 1,98 мЗв/год или около 59 % суммарной дозы за счет всех природных источников излучения. При этом вклад внешнего облучения составляет около 19 % суммарной дозы, космического излучения – чуть менее 12 %, вклад широко распространенного в природе 40К – 5 %, а доза облучения за счет содержания природных и техногенных (137Cs и 90Sr) радионуклидов в продуктах питания – около 4 %. Средняя доза за счет потребления питьевой воды составляет менее 1 % от суммарной дозы облучения, а за счет ингаляции долгоживущих природных радионуклидов с атмосферным воздухом – менее 0,2 % от суммарной дозы.6 Около 90 % дозы ингаляционного облучения обусловлено вдыханием дочерних продуктов изотопов радона, находящихся в воздухе помещений и атмосферном воздухе.7При этом, радон является единственным природным источником излучения, который можно регулировать с экономически оправданными затратами.
Хотя в 1994 году постановлением Правительства РФ № 809 от 06.07.94 г. была принята Федеральная целевая программа «Снижение уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников», в отечественной популярной строительной литературе опасности, связанные с постоянным проникновением радона в жилое помещение, чаще всего обходятся молчанием. Чтобы понять актуальность радоновой проблемы читайте статью о влиянии радиоактивного радона на здоровье человека. Современные исследования показали, что радон является причиной центрального рака легких, и риск заболевания повышается при увеличении концентрации радона в помещении при длительном проживании на радоноопасных территориях. Однако несмотря на многочисленные пути поступления радона в дом, защитить его от повышенной концентрации радона можно при помощи простых и недорогих технических решений для защиты малоэтажного дома от радона.

1 Alberg AJ., Samet JM. Epidemiology of Lung Cancer. Chest. 2003; 123:21-49
2 U.S. National Institutes of Health. National Cancer Institute. Factsheet; Radon and Cancer: Questions and Answers. July 13, 2004. Accessed on November 17, 2009
3 Steindorf K., Lubin J., Wichmann H.E., Becher H. Lung Cancer Deaths Attributable to Indoor Radon Exposure in West Germany. // Intern. J. Epidemiol. 1995. V. 24. № 3. P. 485–492.
4 Тихонов М.Н. Радон: источники, дозы и нерешенные вопросы//Атомная стратегия. -2006.- №23, июль
5 Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году. – СПб: Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, 2011. – С. 17.
6 Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году. – СПб: Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, 2011. – C.18
7 Крисюк Э.М. Уровни и последствия облучения населения // АНРИ. – 2002. – N 1(28). – С.4-12.

Источник