با توجه به پیشرفت سریع علم و فناوری، کارشناسان نگران عدم ارتقاء بهداشت تشعشعات در بین مردم هستند. کارشناسان پیش بینی می کنند که در دهه آینده، "جهل رادیولوژیک" می تواند به یک تهدید واقعی برای امنیت جامعه و کره زمین تبدیل شود.
قاتل نامرئی
در قرن پانزدهم، پزشکان اروپایی از مرگ و میر غیرطبیعی بالای ناشی از بیماری های ریوی در میان کارگران معادنی که آهن، پلی فلزات و نقره استخراج می کنند، گیج شده بودند. یک بیماری مرموز به نام «بیماری کوهستان» پنجاه برابر بیشتر از افراد عادی عادی به معدنچیان حمله می کند. تنها در آغاز قرن بیستم، پس از کشف رادون، این او بود که به عنوان دلیل تحریک توسعه سرطان ریه در معدنچیان در آلمان و جمهوری چک شناخته شد.
رادون چیست؟ آیا فقط روی بدن انسان اثر منفی دارد؟ برای پاسخ به این سؤالات باید تاریخچه کشف و مطالعه این عنصر مرموز را به یاد آورد.
Emanation یعنی "خروج"
کاشف رادون پذیرفترادرفورد فیزیکدان انگلیسی را در نظر بگیرید. این او بود که در سال 1899 متوجه شد که آماده سازی های مبتنی بر توریم، علاوه بر ذرات سنگین α، گازی بی رنگ منتشر می کنند که منجر به افزایش سطح رادیواکتیویته در محیط می شود. محقق ماده مورد ادعا را تراوش توریم (از تراوش (لات) - انقضا) نامید و حرف Em را به آن اختصاص داد. تراوشات مشابه نیز مشخصه آماده سازی رادیوم است. در مورد اول گاز ساطع شده تورون و در حالت دوم رادون نامیده شد.
بعداً می توان ثابت کرد که گازها رادیونوکلئیدهای یک عنصر جدید هستند. شیمیدان اسکاتلندی، برنده جایزه نوبل (1904) ویلیام رمزی (به همراه ویتلو گری) در سال 1908 موفق شد برای اولین بار آن را به شکل خالص جدا کند. پنج سال بعد، سرانجام نام رادون و نماد Rn به عنصر اختصاص یافت.
رادون چیست؟
در جدول تناوبی عناصر شیمیایی D. I. Mendeleev، رادون در گروه هجدهم قرار دارد. دارای عدد اتمی z=86.
همه ایزوتوپ های موجود رادون (بیش از 35، با اعداد جرمی از 195 تا 230) رادیواکتیو هستند و خطر خاصی برای انسان دارند. در طبیعت، چهار نوع اتم عنصر وجود دارد. همه آنها بخشی از سری رادیواکتیو طبیعی اکتین اورانیوم، توریم و اورانیوم - رادیوم هستند. برخی از ایزوتوپ‌ها نام‌های خاص خود را دارند و طبق سنت تاریخی به آنها نشأت می‌گویند:
- شقایق - اکتینون 219Rn;
- توریم - تورون 220Rn;
- رادیوم - رادون 222Rn.
آخری متفاوت استبزرگترین ثبات نیمه عمر رادون 222Rn 91.2 ساعت (3.82 روز) است. زمان حالت پایدار ایزوتوپ های باقی مانده بر حسب ثانیه و میلی ثانیه محاسبه می شود. در طی واپاشی با تابش ذرات α، ایزوتوپ های پولونیوم تشکیل می شوند. به هر حال، در طول مطالعه رادون بود که دانشمندان برای اولین بار با انواع مختلفی از اتم های یک عنصر مواجه شدند که بعداً آنها را ایزوتوپ نامیدند (از یونانی "برابر"، "یکسان").
خواص فیزیکی و شیمیایی
در شرایط عادی، رادون گازی بی رنگ و بی بو است که وجود آن تنها با ابزار خاصی قابل تشخیص است. چگالی - 9، 81 گرم در لیتر. این سنگین ترین (هوا 7.5 برابر سبک تر است)، کمیاب ترین و گران ترین گاز شناخته شده در سیاره ما است.
ما به خوبی در آب حل می شویم (460 میلی لیتر در لیتر)، اما در ترکیبات آلی حلالیت رادون یک مرتبه بزرگتر است. این یک اثر فلورسانس ناشی از رادیواکتیویته ذاتی بالا است. برای حالت گازی و مایع (در دمای زیر 62- درجه سانتیگراد) درخشش آبی مشخص است، برای حالت کریستالی (زیر 71 درجه سانتیگراد) - زرد یا نارنجی-قرمز.
ویژگی شیمیایی رادون به دلیل تعلق آن به گروه گازهای بی اثر ("نجیب") است. با واکنش های شیمیایی با اکسیژن، فلوئور و برخی هالوژن های دیگر مشخص می شود.
از سوی دیگر، هسته ناپایدار یک عنصر منبع ذرات پرانرژی است که بر بسیاری از مواد تأثیر می گذارد. قرار گرفتن در معرض رادون، شیشه و چینی را لکه دار می کند، آب را به اکسیژن تجزیه می کند.هیدروژن و ازن، پارافین و وازلین و غیره را از بین می برد.
دریافت رادون
برای جداسازی ایزوتوپ‌های رادون، کافی است یک جت هوا از روی ماده‌ای حاوی رادیوم به این شکل عبور کنیم. غلظت گاز در جت به بسیاری از عوامل فیزیکی (رطوبت، دما)، به ساختار کریستالی ماده، ترکیب آن، تخلخل، همگنی بستگی دارد و می تواند از کسرهای کوچک تا 100٪ متغیر باشد. معمولاً از محلول های برمید یا کلرید رادیوم در اسید هیدروکلریک استفاده می شود. مواد متخلخل جامد بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرند، اگرچه رادون خالص تر آزاد می شود.
مخلوط گاز حاصل از بخار آب، اکسیژن و هیدروژن خالص شده و آن را از یک شبکه مسی داغ عبور می دهد. باقی مانده (1/25000 حجم اولیه) با هوای مایع متراکم می شود و ناخالصی های نیتروژن، هلیوم و گازهای بی اثر از میعانات حذف می شوند.
توجه: تنها چند ده سانتی متر مکعب عنصر شیمیایی رادون در سراسر جهان در سال تولید می شود.
گسترش در طبیعت
هسته های رادیوم که محصول شکافت آن رادون است، به نوبه خود در طی تجزیه اورانیوم تشکیل می شوند. بنابراین منبع اصلی رادون خاک و مواد معدنی حاوی اورانیوم و توریم است. بیشترین غلظت این عناصر در سنگ های آذرین، رسوبی، دگرگونی، شیل های تیره رنگ یافت می شود. گاز رادون به دلیل بی اثر بودن به راحتی از شبکه های کریستالی مواد معدنی خارج می شود و به راحتی در فواصل طولانی از طریق حفره ها و شکاف های پوسته زمین پخش می شود و به جو می گریزد.
علاوه بر این، آب‌های زیرزمینی بین لایه‌ای، با شستن چنین سنگ‌هایی، به راحتی با رادون اشباع می‌شوند. آب رادون و خواص خاص آن مدتها قبل از کشف خود عنصر توسط انسان مورد استفاده قرار گرفته است.
دوست یا دشمن؟
علیرغم هزاران مقاله علمی و علمی رایج که در مورد این گاز رادیواکتیو نوشته شده است، پاسخ به این سوال که "رادون چیست و چه اهمیتی برای بشریت دارد؟" دشوار به نظر می رسد محققان مدرن حداقل با دو مشکل روبرو هستند. اول اینکه در حوزه تأثیر تشعشعات رادون بر ماده زنده، هم عنصر مضر و هم مفید است. دوم فقدان ابزار مطمئن ثبت و نظارت است. آشکارسازهای رادون موجود در اتمسفر، حتی مدرن‌ترین و حساس‌ترین آنها، می‌توانند نتایجی را ارائه دهند که با تکرار اندازه‌گیری‌ها چندین بار متفاوت است.
مراقب رادون باشید
دز اصلی تشعشع (بیش از 70٪) در فرآیند زندگی یک فرد به دلیل رادیونوکلئیدهای طبیعی دریافت می کند که در این میان موقعیت های پیشرو متعلق به گاز رادون بی رنگ است. بسته به موقعیت جغرافیایی ساختمان مسکونی، "سهم" آن می تواند از 30 تا 60٪ باشد. مقدار ثابتی از ایزوتوپ های ناپایدار یک عنصر خطرناک در اتمسفر توسط منبع مداوم سنگ های زمین حفظ می شود. رادون دارای خاصیت ناخوشایندی است که در داخل ساختمان های مسکونی و عمومی تجمع می یابد، جایی که غلظت آن می تواند ده ها یا صدها برابر افزایش یابد. برای سلامتی خوبخطر انسان نه خود گاز رادیواکتیو، بلکه ایزوتوپ های فعال شیمیایی پلونیوم 214Po و 218Po است که در نتیجه آن ایجاد شده اند. پوسیدگی آنها به طور محکم در بدن نگه داشته می شوند و با تابش آلفا داخلی اثر مضری بر بافت زنده دارند.
علاوه بر حملات آسم خفگی و افسردگی، سرگیجه و میگرن، این امر مملو از ایجاد سرطان ریه است. گروه خطر شامل کارگران معادن اورانیوم و کارخانه های استخراج و فرآوری، آتشفشان شناسان، درمانگران رادون، جمعیت مناطق نامطلوب با محتوای بالای مشتقات رادون در پوسته زمین و آب های آرتزین و استراحتگاه های رادون است. برای شناسایی چنین مناطقی، نقشه‌های خطر رادون با استفاده از روشهای زمین‌شناسی و تابش-بهداشتی تهیه می‌شود.
برای یک نکته: اعتقاد بر این است که قرار گرفتن در معرض رادون بود که باعث مرگ ناشی از سرطان ریه در سال 1916 توسط محقق اسکاتلندی این عنصر، ویلیام رمزی شد.
روشهای محافظت
در دهه گذشته، به تبعیت از همسایگان غربی، اقدامات لازم ضد رادون در کشورهای CIS سابق گسترش یافت. اسناد نظارتی (SanPin 2.6.1.، SP 2.6.1.) با الزامات واضح برای اطمینان از ایمنی پرتوی جمعیت ظاهر شد.
اقدامات اصلی برای محافظت در برابر گازهای خاک و منابع طبیعی تشعشع عبارتند از:
- آرایش روی زمین زیر زمین کفپوش های چوبی از یک دال بتنی یکپارچه با پایه سنگ خرد شده و عایق رطوبتی قابل اعتماد.
- ارائه تهویه پیشرفتهفضای زیرزمین و زیرزمین، تهویه ساختمان های مسکونی.
- آب ورودی به آشپزخانه و حمام باید تحت فیلتراسیون ویژه قرار گیرد و خود اتاق ها مجهز به اگزوز اجباری هستند.
رادیوپزشکی
رادون چیست، اجداد ما نمی دانستند، اما حتی سواران باشکوه چنگیز خان نیز با آب های سرچشمه بلوکوریخا (آلتای) اشباع شده از این گاز، زخم های خود را التیام بخشیدند. واقعیت این است که رادون در میکرودوزها تأثیر مثبتی بر اندام های حیاتی فرد و سیستم عصبی مرکزی دارد. قرار گرفتن در معرض آب رادون فرآیندهای متابولیک را تسریع می کند، به همین دلیل بافت های آسیب دیده بسیار سریع تر ترمیم می شوند، کار قلب و سیستم گردش خون عادی می شود و دیواره رگ های خونی تقویت می شود.
استراحتگاه‌های مناطق کوهستانی قفقاز (Essentuki، Pyatigorsk، Kislovodsk)، اتریش (Gastein)، جمهوری چک (Yakhimov، Karlovy Vary)، آلمان (بادن-بادن)، ژاپن (Misasa) مدت‌هاست که از آن لذت می‌برند. - شهرت و محبوبیت شایسته طب مدرن، علاوه بر حمام رادون، درمان را به صورت آبیاری، استنشاقی تحت نظارت دقیق متخصص مناسب ارائه می دهد.
در خدمت بشریت
دامنه گاز رادون فقط به پزشکی محدود نمی شود. توانایی ایزوتوپ های یک عنصر برای جذب به طور فعال در علم مواد برای اندازه گیری درجه ناهمگونی سطوح فلزی و تزئینات استفاده می شود. در تولید فولاد و شیشه از رادون برای کنترل جریان فرآیندهای تکنولوژیکی استفاده می شود. با کمک اوماسک‌های گاز و تجهیزات حفاظت شیمیایی را از نظر سفتی بررسی کنید.
در ژئوفیزیک و زمین‌شناسی، بسیاری از روشهای جستجو و کشف ذخایر مواد معدنی و کانی‌های رادیواکتیو بر اساس استفاده از بررسی رادون است. از غلظت ایزوتوپ های رادون در خاک می توان برای قضاوت در مورد نفوذپذیری گاز و چگالی سازندهای سنگی استفاده کرد. نظارت بر محیط رادون از نظر پیش‌بینی زمین‌لرزه‌های آتی امیدوارکننده به نظر می‌رسد.
باید امیدوار بود که بشریت همچنان با اثرات منفی رادون کنار بیاید و عنصر رادیواکتیو فقط به نفع جمعیت سیاره باشد.
