Радон химически инертен и реагирует только с сильными фторирующими реагентами.

Все изотопы радона радиоактивны и довольно быстро распадаются: самый устойчивый изотоп ²²²Rn имеет период полураспада 3,8 сут, второй по устойчивости - ²²⁰Rn (торон) - 55,6 с. Природные изотопы радона принято называть эманациями.

Почему радон, имея только короткоживущие изотопы, не исчезает из атмосферного воздуха совсем? Оказывается, он постоянно поступает в атмосферу из земных пород: ²²²Rn - при делении ядер ²³⁸U, а ²²⁰Rn - при делении ядер ²³²Th. Пород, содержащих уран и торий, в земной коре довольно много (например, граниты, фосфориты), поэтому убыль компенсируется поступлением и в атмосфере существует некая равновесная концентрация радона.

Казалось бы, роль этого крайне редкого, инертного, неустойчивого химического элемента в нашей жизни не может быть не только значительной, но даже просто заметной. Однако это совсем не так. Точнее, лет 20 назад стали считать, что это может быть и не так.

Изотоп ²²²Rn дает примерно 50-55% дозы облучения, которое ежегодно получает каждый житель Земли, изотоп ²²⁰Rn прибавляет к этому еще ~5-10%. Однако исследования показали, что в отдельных местностях радоновое облучение во много раз и даже на несколько порядков может превышать средние величины.

Более того, сильно завышенные концентрации радона обнаружились не только в подземных выработках (например, шахты для добычи радиоактивного сырья), но и в жилых домах, в конторах и офисах, в городской и сельской местности. Швеция, богатая урановыми месторождениями, кажется, всерьез столкнулась с этой проблемой. Радон, как выяснилось, просачивается из-под земли и накапливается в довольно больших количествах в подвалах и на первых этажах построек. Принято считать, что активность величиной в 200 Бк/м³ (1 Бк - беккерель - означает 1 радиоактивный распад в секунду) уже опасна для населения, а во многих шведских домах эта величина превышена порой в несколько раз. Правительство страны пошло на оплату расходов домовладельцев, перестраивающих свои дома с целью снижения поступления в них радона (но при условии, что первоначальная активность была выше 400 Бк/м³).

Концентрация радона сильно завышена в зонах с большой концентрацией радиоактивных фосфатов, например в индийском штате Керала, бразильском штате Эспириту-Санту. Близ г. Ромсер в Иране имеются выходы подземных вод с громадной концентрацией ²²⁶Ra, который распадается с выделением ²²²Rn.

Повышенные концентрации радона обнаружены в Сянгане (бывший Гонконг). Здесь ситуация иная: отдельные районы города построены на привозном грунте, под которым нет урановых месторождений. Более того, большая концентрация радона здесь обнаружена не только в помещениях на нижних этажах. Его выделяют стены, а причина - радиоактивность строительных материалов, наличие в них повышенных концентраций ²²⁶Ra.

Средняя удельная активность дерева - 0,2-0,5 Бк/кг, природного гипса и обычного бетона - 1,5-10 Бк/кг, а некоторых образцов строительных материалов - на порядки выше. Например, в Финляндии применялся материал с активностью 1200 Бк/кг, в Швеции - 2600 Бк/кг, а в США - даже 4600 Бк/кг. Велика активность золы от сжигания угля.

Серьезные исследования были проведены в Великобритании, в результате чего в прессе, на радио и телевидении была поднята шумная кампания по поводу «радонового кризиса». Еще бы: более 30% домов в графствах Корнуэлл и Девон имеют активность больше 200 Бк/м³, да и в других частях страны есть такие же местности.

В известняковых пещерах активность может доходить до сотен тысяч Бк/м³, а в доме одной из деревень в Австрийских Альпах она составила 274 тысячи Бк/м³! Еще больших величин (миллионов Бк/м³) активность радона может достигать в шахтах.

При распаде радон выделяет самые тяжелые частицы -?-частицы, особенно опасные при попадании в легкие человека. Продукты распада радона - радиоактивные изотопы свинца, висмута, полония - не менее опасны, поскольку образуют аэрозоли - мельчайшие твердые частицы, взвешенные в воздухе, которые могут попадать в легкие и оседать там. Поэтому радон и вызывает у человека поражения легких и лейкемию. По данным Агентства по защите окружающей среды США, в 1992 г. 23 тысячи человек погибли там в автомобильных авариях (главным образом из-за вождения в нетрезвом виде), 4,4 тысячи - на пожарах и от 7 до 30 тысяч - из-за болезней легких, вызванных, возможно, наличием радона.

Основные источники радона

Основные источники радона: грунт, строительные материалы, грунтовые воды, природный газ, уголь, рудники, отвалы, образующиеся при добыче фосфорных удобрений, растения, геотермальные электростанции, предприятия ядерного топливного цикла (табл. 1).

Главным источником поступления радона в атмосферу являются почва и грунтовые породы. Средние концентрации радона в почвенном воздухе (до 6– 7 Бк/л) на несколько порядков выше его концентраций в атмосферном воздухе (» 4,4∙10^-3 Бк/л). Благодаря этой разности концентраций происходит постоянное выделение почвенного радона в атмосферу. Процесс выделения радона из структурной частицы породы в окружающую среду неясен, но несомненно, что основная роль принадлежит диффузии. После выхода газа в окружающую водную или воздушную среду дальнейшее перемещение происходит также за счет диффузии и конвекции, а также геомеханических сил. Множество факторов влияет на процесс попадания радона в воздух из почвы. Дождь, снег, мороз и повышение атмосферного давления снижают интенсивность эксгаляции, тогда как повышение температуры и увеличение скорости ветра вызывают ее усиление. Следовательно, концентрация радона в почве больше зимой и в периоды дождей. Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от вертикального градиента температур; направления и силы ветра, турбулентности воздуха. В результате процессов температурной конвекции и действия ветров в атмосфере происходит турбулентная диффузия, эффективно рассеивающая радон. Суточный максимум концентрации наблюдается в ночные часы, когда атмосфера наименее подвижна. Минимум наблюдается днем, когда вертикальное смешивание благодаря турбулентной диффузии максимально. Влияют также другие метеорологические условия, приводящие к тому, что концентрация радона на высоте уже нескольких метров от поверхности земли падает в десятки раз. В целом, в воздухе концентрация радона и его дочерних продуктов распада зависит от места, времени года и суток, высоты над уровнем моря и метеорологических условий.

Таблица 1