Υπό το πρίσμα της ταχείας ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας, οι ειδικοί ανησυχούν για την έλλειψη προώθησης της υγιεινής από την ακτινοβολία στον πληθυσμό. Οι ειδικοί προβλέπουν ότι την επόμενη δεκαετία, η «ραδιολογική άγνοια» θα μπορούσε να γίνει πραγματική απειλή για την ασφάλεια της κοινωνίας και του πλανήτη.
Ο αόρατος δολοφόνος
Τον 15ο αιώνα, οι Ευρωπαίοι γιατροί ήταν μπερδεμένοι από την ασυνήθιστα υψηλή θνησιμότητα από πνευμονικές παθήσεις μεταξύ των εργαζομένων σε ορυχεία που εξάγουν σίδηρο, πολυμέταλλα και ασήμι. Μια μυστηριώδης ασθένεια, που ονομάζεται «ασθένεια του βουνού», έπληξε τους ανθρακωρύχους πενήντα φορές πιο συχνά από τον μέσο λαϊκό. Μόλις στις αρχές του 20ου αιώνα, μετά την ανακάλυψη του ραδονίου, ήταν αυτός που αναγνωρίστηκε ως ο λόγος για την τόνωση της ανάπτυξης καρκίνου του πνεύμονα στους ανθρακωρύχους στη Γερμανία και την Τσεχική Δημοκρατία.
Τι είναι το ραδόνιο; Έχει μόνο αρνητική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό; Για να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις, θα πρέπει να θυμηθούμε την ιστορία της ανακάλυψης και της μελέτης αυτού του μυστηριώδους στοιχείου.
Emanation σημαίνει "εκροή"
Ο ανακάλυψε το ραδόνιο δέχτηκεθεωρούν τον Άγγλο φυσικό E. Rutherford. Ήταν αυτός που παρατήρησε το 1899 ότι τα παρασκευάσματα με βάση το θόριο, εκτός από τα βαριά σωματίδια α, εκπέμπουν ένα άχρωμο αέριο, οδηγώντας σε αύξηση του επιπέδου ραδιενέργειας στο περιβάλλον. Ο ερευνητής ονόμασε την υποτιθέμενη ουσία έκκριση θορίου (από το emanation (λατ.) - εκπνοή) και της έδωσε το γράμμα Em. Παρόμοιες εκπομπές είναι επίσης χαρακτηριστικές των παρασκευασμάτων ραδίου. Στην πρώτη περίπτωση, το εκπεμπόμενο αέριο ονομάστηκε θόριο, στη δεύτερη - ραδόνιο.
Αργότερα ήταν δυνατό να αποδειχθεί ότι τα αέρια είναι ραδιονουκλίδια ενός νέου στοιχείου. Ο Σκωτσέζος χημικός, νομπελίστας (1904) William Ramsay (μαζί με τον Whitlow Gray) το 1908 κατάφερε να το απομονώσει στην καθαρή του μορφή για πρώτη φορά. Πέντε χρόνια αργότερα, το όνομα ραδόνιο και το σύμβολο Rn εκχωρήθηκαν τελικά στο στοιχείο.
Τι είναι το ραδόνιο;
Στον περιοδικό πίνακα των χημικών στοιχείων του D. I. Mendeleev, το ραδόνιο βρίσκεται στη 18η ομάδα. Έχει ατομικό αριθμό z=86.
Όλα τα υπάρχοντα ισότοπα του ραδονίου (περισσότερα από 35, με αριθμούς μάζας από 195 έως 230) είναι ραδιενεργά και αποτελούν συγκεκριμένο κίνδυνο για τον άνθρωπο. Στη φύση, υπάρχουν τέσσερις τύποι ατόμων του στοιχείου. Όλα αυτά αποτελούν μέρος της φυσικής ραδιενεργής σειράς ακτινοουρανίου, θορίου και ουρανίου - ραδίου. Ορισμένα ισότοπα έχουν τα δικά τους ονόματα και, σύμφωνα με την ιστορική παράδοση, ονομάζονται εκπορεύσεις:
- ανεμώνη - ακτινόνη 219Rn;
- θόριο - θόριο 220Rn;
- ράδιο - ραδόνιο 222Rn.
Το τελευταίο είναι διαφορετικόη μεγαλύτερη σταθερότητα. Ο χρόνος ημιζωής του ραδονίου 222Rn είναι 91,2 ώρες (3,82 ημέρες). Ο χρόνος σταθερής κατάστασης των υπόλοιπων ισοτόπων υπολογίζεται σε δευτερόλεπτα και χιλιοστά του δευτερολέπτου. Κατά τη διάσπαση με ακτινοβολία σωματιδίων α, σχηματίζονται ισότοπα πολώνιου. Παρεμπιπτόντως, ήταν κατά τη διάρκεια της μελέτης του ραδονίου που οι επιστήμονες συνάντησαν για πρώτη φορά πολυάριθμες ποικιλίες ατόμων του ίδιου στοιχείου, τα οποία αργότερα ονόμασαν ισότοπα (από το ελληνικό "ίσο", "ίδιο").
Φυσικές και χημικές ιδιότητες
Υπό κανονικές συνθήκες, το ραδόνιο είναι ένα άχρωμο και άοσμο αέριο, η παρουσία του οποίου μπορεί να ανιχνευθεί μόνο με ειδικά όργανα. Πυκνότητα - 9, 81 g/l. Είναι το βαρύτερο (ο αέρας είναι 7,5 φορές ελαφρύτερο), το πιο σπάνιο και ακριβότερο από όλα τα αέρια που είναι γνωστά στον πλανήτη μας.
Θα διαλυθούμε καλά στο νερό (460 ml/l), αλλά στις οργανικές ενώσεις η διαλυτότητα του ραδονίου είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη. Έχει μια επίδραση φθορισμού που προκαλείται από υψηλή εγγενή ραδιενέργεια. Για την αέρια και υγρή κατάσταση (σε θερμοκρασίες κάτω των -62˚С) είναι χαρακτηριστική μια μπλε λάμψη, για την κρυσταλλική (κάτω από -71˚С) - κίτρινη ή πορτοκαλοκόκκινη.
Το χημικό χαρακτηριστικό του ραδονίου οφείλεται στο ότι ανήκει στην ομάδα των αδρανών ("ευγενών") αερίων. Χαρακτηρίζεται από χημικές αντιδράσεις με οξυγόνο, φθόριο και ορισμένα άλλα αλογόνα.
Από την άλλη πλευρά, ο ασταθής πυρήνας ενός στοιχείου είναι μια πηγή σωματιδίων υψηλής ενέργειας που επηρεάζουν πολλές ουσίες. Η έκθεση σε ραδόνιο χρωματίζει γυαλί και πορσελάνη, αποσυνθέτει το νερό σε οξυγόνο,υδρογόνο και όζον, καταστρέφει την παραφίνη και τη βαζελίνη κ.λπ.
Λήψη ραδονίου
Για την απομόνωση των ισοτόπων ραδονίου, αρκεί να περάσει ένας πίδακας αέρα πάνω από μια ουσία που περιέχει ράδιο με τη μία ή την άλλη μορφή. Η συγκέντρωση αερίου στον πίδακα θα εξαρτηθεί από πολλούς φυσικούς παράγοντες (υγρασία, θερμοκρασία), από την κρυσταλλική δομή της ουσίας, τη σύστασή της, το πορώδες, την ομοιογένεια και μπορεί να ποικίλλει από μικρά κλάσματα έως 100%. Συνήθως, χρησιμοποιούνται διαλύματα βρωμιδίου ή χλωριούχου ραδίου σε υδροχλωρικό οξύ. Οι στερεές πορώδεις ουσίες χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά, αν και το ραδόνιο απελευθερώνεται πιο καθαρό.
Το προκύπτον μίγμα αερίων καθαρίζεται από υδρατμούς, οξυγόνο και υδρογόνο, περνώντας το μέσα από ένα θερμό χάλκινο πλέγμα. Το υπόλοιπο (1/25000 του αρχικού όγκου) συμπυκνώνεται με υγρό αέρα και οι ακαθαρσίες αζώτου, ηλίου και αδρανών αερίων απομακρύνονται από το συμπύκνωμα.
Σημείωση: μόνο μερικές δεκάδες κυβικά εκατοστά του χημικού στοιχείου ραδονίου παράγονται παγκοσμίως ανά έτος.
Απλώστε στη φύση
Οι πυρήνες ραδίου, το προϊόν σχάσης του οποίου είναι το ραδόνιο, σχηματίζονται με τη σειρά τους κατά τη διάσπαση του ουρανίου. Έτσι, η κύρια πηγή ραδονίου είναι τα εδάφη και τα ορυκτά που περιέχουν ουράνιο και θόριο. Η υψηλότερη συγκέντρωση αυτών των στοιχείων βρίσκεται σε πυριγενή, ιζηματογενή, μεταμορφωμένα πετρώματα, σκουρόχρωμους σχιστόλιθους. Λόγω της αδρανότητάς του, το αέριο ραδόνιο φεύγει εύκολα από τα κρυσταλλικά πλέγματα των ορυκτών και απλώνεται εύκολα σε μεγάλες αποστάσεις μέσα από κενά και ρωγμές στο φλοιό της γης, διαφεύγοντας στην ατμόσφαιρα.
Εξάλλου, τα ενδιάμεσα υπόγεια ύδατα, που πλένουν τέτοιους βράχους, είναι εύκολα κορεσμένα με ραδόνιο. Το νερό ραδονίου και οι ειδικές του ιδιότητες έχουν χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο πολύ πριν την ανακάλυψη του ίδιου του στοιχείου.
Φίλος ή εχθρός;
Παρά τα χιλιάδες επιστημονικά και δημοφιλή επιστημονικά άρθρα που γράφτηκαν σχετικά με αυτό το ραδιενεργό αέριο, είναι ξεκάθαρο να απαντήσουμε στο ερώτημα: "Τι είναι το ραδόνιο και ποια είναι η σημασία του για την ανθρωπότητα;" φαίνεται δύσκολο. Οι σύγχρονοι ερευνητές αντιμετωπίζουν τουλάχιστον δύο προβλήματα. Το πρώτο είναι ότι στη σφαίρα της επίδρασης της ακτινοβολίας ραδονίου στη ζωντανή ύλη, είναι και επιβλαβές και χρήσιμο στοιχείο. Το δεύτερο είναι η έλλειψη αξιόπιστων μέσων εγγραφής και παρακολούθησης. Οι υπάρχοντες ανιχνευτές ραδονίου στην ατμόσφαιρα, ακόμη και οι πιο σύγχρονοι και ευαίσθητοι, μπορούν να δώσουν αποτελέσματα που διαφέρουν κατά πολλές φορές όταν επαναλαμβάνονται οι μετρήσεις.
Προσοχή στο ραδόνιο
Η κύρια δόση ακτινοβολίας (πάνω από 70%) στη διαδικασία της ζωής που λαμβάνει ένα άτομο λόγω φυσικών ραδιονουκλεϊδίων, μεταξύ των οποίων οι ηγετικές θέσεις ανήκουν στο άχρωμο αέριο ραδόνιο. Ανάλογα με τη γεωγραφική θέση του κτιρίου κατοικιών, η «συνεισφορά» του μπορεί να κυμαίνεται από 30 έως 60%. Μια σταθερή ποσότητα ασταθών ισοτόπων ενός επικίνδυνου στοιχείου στην ατμόσφαιρα διατηρείται από μια συνεχή παροχή από τα πετρώματα της γης. Το ραδόνιο έχει τη δυσάρεστη ιδιότητα να συσσωρεύεται μέσα σε οικιστικά και δημόσια κτίρια, όπου η συγκέντρωσή του μπορεί να αυξηθεί δεκάδες ή εκατοντάδες φορές. Για καλή υγείακίνδυνος για τον άνθρωπο δεν είναι τόσο το ίδιο το ραδιενεργό αέριο, αλλά τα χημικά ενεργά ισότοπα του πολωνίου 214Po και 218Po, που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα του φθορά. Συγκρατούνται σταθερά στο σώμα, έχοντας επιζήμια επίδραση στον ζωντανό ιστό με εσωτερική α-ακτινοβολία.
Εκτός από ασθματικές κρίσεις ασφυξίας και κατάθλιψης, ζάλης και ημικρανίας, αυτό είναι γεμάτο με την ανάπτυξη καρκίνου του πνεύμονα. Η ομάδα κινδύνου περιλαμβάνει εργάτες ορυχείων ουρανίου και εργοστασίων εξόρυξης και επεξεργασίας, ηφαιστειολόγους, θεραπευτές ραδονίου, τον πληθυσμό δυσμενών περιοχών με υψηλή περιεκτικότητα σε παράγωγα ραδονίου στον φλοιό της γης και τα αρτεσιανά ύδατα και θέρετρα ραδονίου. Για τον εντοπισμό τέτοιων περιοχών, συντάσσονται χάρτες κινδύνου ραδονίου με χρήση γεωλογικών μεθόδων και μεθόδων ακτινοβολίας-υγιεινής.
Για μια σημείωση: πιστεύεται ότι ήταν η έκθεση σε ραδόνιο που προκάλεσε το θάνατο από καρκίνο του πνεύμονα το 1916 από τον Σκωτσέζο ερευνητή αυτού του στοιχείου, William Ramsay.
Μέθοδοι προστασίας
Την τελευταία δεκαετία, ακολουθώντας το παράδειγμα των δυτικών γειτόνων, άρχισαν να εξαπλώνονται τα απαραίτητα μέτρα κατά του ραδονίου στις χώρες της πρώην ΚΑΚ. Εμφανίστηκαν κανονιστικά έγγραφα (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) με σαφείς απαιτήσεις για τη διασφάλιση της ακτινοασφάλειας του πληθυσμού.
Τα κύρια μέτρα για την προστασία από αέρια του εδάφους και φυσικές πηγές ακτινοβολίας περιλαμβάνουν:
- Διαρρύθμιση στο έδαφος υπόγειο ξύλινων δαπέδων μονολιθικής πλάκας σκυροδέματος με βάση από θρυμματισμένη πέτρα και αξιόπιστη στεγανοποίηση.
- Παροχή ενισχυμένου αερισμούυπόγειος και υπόγειος χώρος, αερισμός κτιρίων κατοικιών.
- Το νερό που εισέρχεται στις κουζίνες και στα μπάνια πρέπει να υποβάλλεται σε ειδική διήθηση και τα ίδια τα δωμάτια είναι εξοπλισμένα με συσκευές εξαναγκασμένης εξάτμισης.
Ραδιοϊατρική
Τι είναι το ραδόνιο, οι πρόγονοί μας δεν γνώριζαν, αλλά ακόμη και οι ένδοξοι ιππείς του Τζένγκις Χαν θεράπευσαν τις πληγές τους με τα νερά των πηγών Belokurikha (Αλτάι), κορεσμένα με αυτό το αέριο. Το γεγονός είναι ότι σε μικροδόσεις, το ραδόνιο έχει θετική επίδραση στα ζωτικά όργανα ενός ατόμου και στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Η έκθεση στο νερό ραδονίου επιταχύνει τις μεταβολικές διεργασίες, λόγω των οποίων οι κατεστραμμένοι ιστοί αποκαθίστανται πολύ πιο γρήγορα, το έργο της καρδιάς και του κυκλοφορικού συστήματος ομαλοποιείται και τα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων ενισχύονται.
Τα θέρετρα στις ορεινές περιοχές του Καυκάσου (Essentuki, Pyatigorsk, Kislovodsk), Αυστρία (Gastein), Τσεχική Δημοκρατία (Yakhimov, Karlovy Vary), Γερμανία (Baden-Baden), Ιαπωνία (Misasa) απολαμβάνουν από καιρό -άξια φήμη και δημοτικότητα. Η σύγχρονη ιατρική, εκτός από λουτρά ραδονίου, προσφέρει θεραπεία με τη μορφή άρδευσης, εισπνοής υπό την αυστηρή επίβλεψη του κατάλληλου ειδικού.
Στην υπηρεσία της ανθρωπότητας
Το πεδίο εφαρμογής του αερίου ραδονίου δεν περιορίζεται μόνο στην ιατρική. Η ικανότητα των ισοτόπων ενός στοιχείου να απορροφώνται χρησιμοποιείται ενεργά στην επιστήμη των υλικών για τη μέτρηση του βαθμού ετερογένειας των μεταλλικών επιφανειών και της διακόσμησης. Στην παραγωγή χάλυβα και γυαλιού, το ραδόνιο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ροής των τεχνολογικών διεργασιών. Με τη βοήθειά τουελέγξτε τις μάσκες αερίων και τον εξοπλισμό χημικής προστασίας για στεγανότητα.
Στη γεωφυσική και τη γεωλογία, πολλές μέθοδοι αναζήτησης και ανίχνευσης κοιτασμάτων ορυκτών και ραδιενεργών μεταλλευμάτων βασίζονται στη χρήση ερευνών ραδονίου. Η συγκέντρωση των ισοτόπων ραδονίου στο έδαφος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κριθεί η διαπερατότητα των αερίων και η πυκνότητα των πετρωμάτων. Η παρακολούθηση του περιβάλλοντος ραδονίου φαίνεται πολλά υποσχόμενη όσον αφορά την πρόβλεψη επερχόμενων σεισμών.
Μένει να ελπίζουμε ότι η ανθρωπότητα θα εξακολουθήσει να αντιμετωπίζει τις αρνητικές επιπτώσεις του ραδονίου και το ραδιενεργό στοιχείο θα ωφελήσει μόνο τον πληθυσμό του πλανήτη.
