Изотопы

В природе существуют два изотопа рубидия^[9]: стабильный ⁸⁵Rb (содержание в натуральной смеси: 72,2 %) и бета-радиоактивный ⁸⁷Rb (27,8 %). Период полураспада последнего равен 49,23 млрд лет (в 11 раз больше возраста Земли). Продукт распада — стабильный изотоп стронций-89. Постепенное накопление радиогенного стронция в минералах, содержащих рубидий, позволяет определять возраст этих минералов, измеряя содержание в них рубидия и стронция (см. Рубидий-стронциевый метод в геохронометрии). Благодаря радиоактивности ⁸⁷Rb природный рубидий обладает удельной активностью около 670 кБк/кг.

Искусственным путём получены 30 радиоактивных изотопов рубидия (в диапазоне массовых чисел от 71 до 102), не считая 16 возбуждённых изомерных состояний.

 

Радон

Радон (лат. Radonum), Rn, радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 86, относится к инертным газам. Три a-радиоактивных изотопа Р. встречаются в природе как члены естественных радиоактивных рядов: ²¹⁹Rh (член ряда актиноурана; период полураспада T_1/2 = 3,92 сек); ²²⁰Rn (ряд тория, T_1/2 = 54,5 сек) и ²²²Rn (ряд урана — радия, Т_1/2 = 3,823 сут). Изотоп ²¹⁹Rn называется также актинон (символ An), ²²⁰Rn — торон (Tn), a ²²²Rn называется истинным Р. и часто обозначают просто символом Rn. Искусственно, с помощью ядерных реакций получено свыше 20 изотопов Р. с массовыми числами между 201 и 222. Для синтеза нейтронодефицитных изотопов Р. с массовыми числами 206—212 в Объединённом институте ядерных исследований (г. Дубна, СССР) создана специальная газохроматографическая установка, позволяющая за полчаса получать сумму этих изотопов в радиохимически чистом виде.

Радон - тяжелый радиоактивный газ, не имеет запаха, прозрачен и бесцветен. Его плотность при ООС равна 9,81 кг/м3, т. е. почти в 8 раз больше плотности воздуха.

Радон без нагревания испускает тепло и со временем может образовывать, твердые радиоактивные элементы.

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.

Источники радона. Радон постоянно поступает в атмосферу из земных пород: 222 Rn - при делении ядер 238 U, а 220 Rn - при делении ядер 232 Th.

Радон поступает в окружающую среду из пород, содержащих уран и торий (например, граниты, фосфориты). Изотоп 222Rn дает примерно 50­ 55% дозы облучения, которое ежегодно получает каждый житель Земли, изотоп 220Rn прибавляет к этому еще ~5-1 0%. Однако исследования показали, что в отдельных местностях радоновое облучение во много раз и даже на несколько порядков может превышать средние величины.

Наиболее высокие концентрации урана свойственны изверженным (магматическим) породам, в особенности гранитом. Высокие концентрации урана также могут быть приурочены к темноцветным сланцам, осадочным породам, содержащим фосфаты, а также метаморфическим породам, образовавшимся из этих отложений.

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. 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 первом случае радон как всякий газ распространяется по законам диффузии. Во втором - может также мигрировать вместе с водой.

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.

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.

В исключительных случаях свой вклад в поступление радона в помещение может вносить его выход из водопроводной воды и бытового газа.

Радон может мигрировать по воде. Он попадает в воду из окружающей почвы, а также гранитов, базальтов, песка с которыми соприкасаются водоносные слои.

Обнаружить радон в питьевой воде довольно непросто, для этого нужна специальная аппаратура. Но если в используемой воде содержится много радона, то есть несколько простых способов снижения радона в используемой воде. Самый простой из них, это кипячение! Обычно люди потребляют большую часть воды в виде горячих напитков и блюд (супы, чай, кофе). При кипячении воды или приготовлении пищи радон в значительной степени улетучивается. Также заметно снизить концентрацию можно при использовании фильтров из активированного угля. Этот процесс называется адсорбцией. Активированный уголь обладает огромной адсорбирующей способностью (количество угля размером с горошину имеет активную поверхность равную половине футбольного поля). Свойства различных загрязнителей заставляют их закрепляться и задерживаться на адсорбенте (активированном угле).

Наибольшую опасность представляет поступление радона с водяными парами при пользовании душем, ванной парной и т. п.

В случае, когда для снабжения дома водой используются скважины, радон попадает в дом с водой и также может скапливаться в значительных количествах в кухнях и ванных комнатах.

Растворенный в воде радон действует двояко. С одной стороны, он вместе с водой попадает в пищеварительную систему, а с другой стороны, люди вдыхают выделяемый водой радон при ее использовании. Дело в том, что в тот момент, когда вода вытекает из крана, радон выделяется из нее, в результате чего концентрация радона в кухне или ванной комнате может в 30-40 раз превышать его уровень в других помещениях (например, в жилых комнатах). Второй (ингаляционный) способ воздействия радона считается более опасным для здоровья.

Радоновые воды используются в виде водных и грязевых ванн, воздушных ингаляций, для эманаторов. Они применяются при лечении нервной, сердечно-сосудистой систем, органов дыхания и пищеварения, опорно-двигательного аппарата, болезней обмена веществ.

Влияние радона на организм человека. Существует статистическая связь заболеваемости злокачественными опухолями, склерозом, ишемической болезнью сердца, изменением поведенческих реакций и детским церебральным параличом с геопатогенными зонами (разломами), по которым радон перемещается и с помощью которых выходит на поверхность.

При дыхании в легкие за одну минуту попадают миллионы радиоактивных атомов радона, они избирательно накапливаются в некоторых органах и тканях, особенно в гипофизе и коре надпочечников, этих двух важнейших железах внутренней секреции, определяющих гормональную активность организма и регулирующих деятельность вегетативной нервной системы. Концентрируются также в сердце, печени и других жизненно важных органах. Растворяясь в крови и лимфе, радон и продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению.

Опасность радона помимо вызываемых им функциональных нарушений (астматические приступы удушья, мигрень, головокружение, тошнота, депрессивное состояние и т.д.) заключается еще и в том, что в следствии внутреннего облучения легочной ткани он способен вызвать рак самих легких.

Радон свободно растворяется в жирах и установлено, что радон накапливается в мозге человека - это приводит к заболеванию раком крови.

Обеспечение радоновой безопасности - одна из важнейших проблем экологии, которая активно обсуждается в последние два десятилетия.

Так как радон и, особенно, продукты его распада являются вредными для организма, то радиацию, излучаемую радоном, можно уменьшить, если выбрать дом из природных материалов для строительства, таких как природный гипс, портландцемент, гравий, содержание радона в которых не превышает 30-50 Бк/кг; самое низкое содержание радона в дереве - 26 Бк/кг. Концентрация радона может меняться в зависимости от этажности здания; в квартирах первого этажа концентрация радона в 2-3 раза выше, чем в квартирах верхних этажей, так как проникновение радона в жилые помещения зависит от толщины и целостности межэтажных перекрытий, облицовки стен и полов, заделки щелей пола и стен.

Радон содержится в водопроводной воде и некоторых продуктах питания, но при кипячении воды и приготовлении горячих блюд некоторая часть радона улетучивается.

К короткоживущим продуктам распада радона отно­сятся RaA ( ), RaB ( ), RaC ( ) и RaC^' ( ). В эту группу обычно не включают RaC"( ) ввиду малой вероятности перехода RaC→RaC". Эти радионуклиды образуются в результате следующих ядерных реакций:

 

α α β β α

²²²Rn ²¹⁸Po ²¹⁴Pb ²¹⁴Bi ²¹⁴Po ²¹⁰Pb

RaA RaB RaC RaC^/ RaD