Τι είναι το ραδόνιο; Στοιχείο της 18ης ομάδας του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων DI Mendeleyev

Υπό το φως της ταχείας ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας, οι ειδικοί εκφράζουν την ανησυχία τους για την έλλειψη προπαγάνδας της υγιεινής της ακτινοβολίας στον πληθυσμό. Οι ειδικοί προβλέπουν ότι την επόμενη δεκαετία η "ακτινολογική άγνοια" μπορεί να προκαλέσει πραγματική απειλή για την ασφάλεια της κοινωνίας και του πλανήτη.

Ο αόρατος Δολοφόνος

Τον 15ο αιώνα, οι ευρωπαίοι επαγγελματίες του ιατρικού κλάδου καθυστέρησαν την ασυνήθιστα υψηλή θνησιμότητα από πνευμονικές ασθένειες μεταξύ των εργαζομένων σε ορυχεία που παράγουν σίδηρο, πολυμερή και ασήμι. Μια μυστηριώδης ασθένεια, που ονομάζεται "ορεινή ασθένεια", έπληξε τους ανθρακωρύχους πενήντα φορές συχνότερα από τον μέσο κάτοικο. Μόνο στις αρχές του 20ου αιώνα, μετά την ανακάλυψη του ραδονίου, αναγνωρίστηκε ως ο λόγος για την τόνωση της ανάπτυξης του καρκίνου του πνεύμονα των ανθρακωρύχων στη Γερμανία και την Τσεχική Δημοκρατία.

Τι είναι το ραδόνιο; Είναι μόνο αρνητική επίδραση στο ανθρώπινο σώμα; Για να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις, πρέπει να θυμηθούμε την ιστορία της ανακάλυψης και της μελέτης αυτού του μυστηριώδους στοιχείου.

Εκπομπή - σημαίνει "ροή"

Ο ανακαλύπτης του ραδονίου θεωρείται ο αγγλικός φυσικός E. Rutherford. Ήταν αυτός που, το 1899, παρατήρησε ότι τα παρασκευάσματα με βάση το θόριο, εκτός από τα βαρέα α-σωματίδια, εκπέμπουν άχρωμο αέριο, οδηγώντας σε αύξηση του επιπέδου ραδιενέργειας στο περιβάλλον. Ο ερευνητής κάλεσε την εικαζόμενη ουσία την εκπομπή του θορίου (από την εκπόνηση (lat.) - λήξη) και του έδωσε την επιστολή Em. Παρόμοιες εκπομπές βρίσκονται επίσης σε παρασκευάσματα ραδίου. Στην πρώτη περίπτωση, το αέριο που εκπέμπει ονομάστηκε thoron, στο δεύτερο - το ραδόνιο.

Αργότερα ήταν δυνατόν να αποδειχθεί ότι τα αέρια είναι ραδιονουκλίδια ενός νέου στοιχείου. Ήταν η πρώτη φορά που ένας σκωτσέζος χημικός, ένας βραβευμένος με Νόμπελ (1904), ο William Ramsay (με την Whitlow Gray) κατάφερε να το απομονώσει σε καθαρή μορφή το 1908. Πέντε χρόνια μετά το στοιχείο, το όνομα Radon και ο συμβολικός χαρακτήρας Rn οριστικοποιήθηκαν τελικά.

Τι είναι το ραδόνιο;

Στο περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων του DI Mendeleev το ραδόνιο είναι στην 18η ομάδα. Έχει ατομικό αριθμό z = 86.

Όλα τα υπάρχοντα ισότοπα του ραδονίου (πάνω από 35, με αριθμούς μάζας από 195 έως 230) είναι ραδιενεργά και αντιπροσωπεύουν έναν συγκεκριμένο κίνδυνο για τον άνθρωπο. Στη φύση, υπάρχουν τέσσερις τύποι στοιχειακών ατόμων. Όλα αυτά αποτελούν μέρος της φυσικής ραδιενεργού σειράς ακτινουρανίου, θορίου και ουρανίου-ραδίου. Ορισμένα ισότοπα έχουν τα δικά τους ονόματα και, σύμφωνα με μια ιστορικά καθιερωμένη παράδοση, ονομάζονται emanations:

• Actinium - ακτινόνη ²¹⁹ Rn.
• Θόριο - θόριο ²²⁰ Rn;
• Ράδιο - ραδόνιο ²²² Rn.

Το τελευταίο είναι το πιο σταθερό. Ο χρόνος ημίσειας ζωής του ραδονίου ²²² Rn είναι 91,2 ώρες (3,82 ημέρες). Η σταθερή κατάσταση των υπόλοιπων ισοτόπων υπολογίζεται σε δευτερόλεπτα και χιλιοστά του δευτερολέπτου. Όταν αποσυντίθεται με την εκπομπή σωματιδίων α, λαμβάνει χώρα ο σχηματισμός ισότοπων πολώνιου. Παρεμπιπτόντως, κατά τη διάρκεια της μελέτης του ραδονίου οι επιστήμονες αντιμετώπισαν για πρώτη φορά πολυάριθμους τύπους ατόμων του ίδιου στοιχείου, τα οποία αργότερα ονομάζονταν ισότοπα (από το ελληνικό "ίσο", "ταυτόσημο").

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Υπό κανονικές συνθήκες, το ραδόνιο είναι αέριο χωρίς χρώμα και οσμή, η παρουσία του οποίου μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με ειδικές συσκευές. Η πυκνότητα είναι 9,81 g / l. Είναι ο βαρύτερος (ο αέρας είναι 7,5 φορές ελαφρύτερος), τα σπανιότερα και πιο ακριβά από όλα τα γνωστά αέρια στον πλανήτη μας.

Είναι εύκολα διαλυτό σε νερό (460 ml / l), αλλά σε οργανικές ενώσεις η διαλυτότητα του ραδονίου είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη. Έχει το αποτέλεσμα του φθορισμού, που προκαλείται από υψηλή αυτοακτινοβολία. Για την αέρια και την υγρή κατάσταση (σε θερμοκρασία κάτω από -62 ° C) υπάρχει μια μπλε λάμψη, για κρυσταλλική (κάτω από -71 ° C) - κίτρινη ή πορτοκαλί-κόκκινη.

Το χημικό χαρακτηριστικό του ραδονίου οφείλεται στο ότι ανήκει σε μια ομάδα αδρανών ("ευγενών") αερίων. Χαρακτηρίζεται από χημικές αντιδράσεις με οξυγόνο, φθόριο και μερικά άλλα αλογόνα.

Από την άλλη πλευρά, ο ασταθής πυρήνας του στοιχείου είναι μια πηγή σωματιδίων υψηλής ενέργειας που επηρεάζουν πολλές ουσίες. Η επίδραση του ραδονίου οδηγεί στη χρώση του γυαλιού και της πορσελάνης, αποσυνθέτει το νερό σε οξυγόνο, υδρογόνο και όζον, καταστρέφει την παραφίνη και τη βαζελίνη, κλπ.

Λήψη ραδονίου

Για να διαχωριστούν τα ισότοπα ραδονίου, αρκεί να περάσει ένα ρεύμα αέρα πάνω από μια ουσία που περιέχει ράδιο σε μία ή την άλλη μορφή. Η συγκέντρωση αερίου στο πίδακα θα εξαρτηθεί από πολλούς φυσικούς παράγοντες (υγρασία, θερμοκρασία), από την κρυσταλλική δομή της ουσίας, τη σύνθεση, το πορώδες, την ομοιογένεια και μπορεί να κυμαίνεται από μικρά κλάσματα έως 100%. Συνήθως, χρησιμοποιούνται διαλύματα βρωμιούχου ή χλωριούχου χαλκού σε υδροχλωρικό οξύ. Οι στερεές πορώδεις ουσίες χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά, αν και το ραδόνιο είναι πιο καθαρό.

Το προκύπτον αέριο μίγμα καθαρίζεται από νερό, οξυγόνο και ατμό υδρογόνου, περνώντας το από ένα ζεστό πλέγμα χαλκού. Το υπόλοιπο (1/25000 του αρχικού όγκου) συμπυκνώνεται με υγρό αέρα και οι προσμείξεις αζώτου, ηλίου και αδρανών αερίων απομακρύνονται από το συμπύκνωμα.

Για την καταγραφή: σε όλο τον κόσμο παράγονται μόνο μερικές δεκάδες κυβικά εκατοστά του χημικού στοιχείου του ραδονίου ανά έτος.

Διανομή στη φύση

Οι πυρήνες ραδίου, το προϊόν του οποίου είναι ραδόνιο, σχηματίζονται στη συνέχεια κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης του ουρανίου. Έτσι, η κύρια πηγή ραδονίου είναι τα εδάφη και τα ορυκτά που περιέχουν ουράνιο και θόριο. Η υψηλότερη συγκέντρωση αυτών των στοιχείων σε μαγματικά, ιζηματογενή, μεταμορφωμένα βράχια, σκουρόχρωμες σχισμές. Το αέριο ραδόνιο, λόγω της αδράνειας του, αφήνει εύκολα τα κρυσταλλικά πλέγματα ορυκτών και, μέσα από τα κενά και τις ρωγμές στο φλοιό της γης, απλώνεται εύκολα σε μεγάλες αποστάσεις, αναδύεται στην ατμόσφαιρα.

Επιπλέον, τα ενδιάμεσα στρώματα εδάφους, που πλένονται σε τέτοια πετρώματα, είναι εύκολα κορεσμένα με ραδόνιο. Το νερό του ραδονίου και οι ειδικές ιδιότητές του χρησιμοποιήθηκαν από τον άνθρωπο πολύ πριν από την ανακάλυψη του ίδιου του στοιχείου.

Φίλος ή εχθρός;

Παρά χιλιάδες επιστημονικά και δημοφιλή επιστημονικά άρθρα σχετικά με αυτό το ραδιενεργό αέριο, μπορεί κανείς να απαντήσει χωρίς αμφιβολία στην ερώτηση: "Τι είναι το ραδόνιο και ποια είναι η σημασία του για την ανθρωπότητα;" Φαίνεται δύσκολο. Πριν από τους σύγχρονους ερευνητές υπάρχουν, τουλάχιστον, δύο προβλήματα. Το πρώτο είναι ότι, στον τομέα της έκθεσης των ακτινοβολιών ραδονίου στη ζωντανή ύλη, είναι και ένα επιβλαβές και χρήσιμο στοιχείο. Το δεύτερο - ελλείψει αξιόπιστων μέσων εγγραφής και παρακολούθησης. Οι υπάρχοντες ανιχνευτές ραδονίου στην ατμόσφαιρα, ακόμη και οι πιο σύγχρονοι και ευαίσθητοι, μπορούν να παράγουν αποτελέσματα που είναι πολλές φορές διαφορετικά όταν επαναλαμβάνονται οι μετρήσεις.

Να είστε προσεκτικοί, ραδόνιο!

Η κύρια δόση ακτινοβολίας (πάνω από 70%) στη διαδικασία της δραστηριότητας ζωής οφείλεται σε φυσικά ραδιονουκλεΐδια, μεταξύ των οποίων οι ηγετικές θέσεις ανήκουν στο ακτινοβόλο αέριο. Ανάλογα με τη γεωγραφική θέση του κτιρίου κατοικιών, η "συμβολή" του μπορεί να είναι από 30 έως 60%. Η σταθερή ποσότητα ασταθών ισότοπων ενός επικίνδυνου στοιχείου στην ατμόσφαιρα διατηρείται με συνεχή πρόσληψη από χερσαία πετρώματα. Το ραδόνιο έχει μια δυσάρεστη ιδιότητα να συσσωρεύεται μέσα σε κατοικημένες και δημόσιες εγκαταστάσεις, όπου η συγκέντρωσή του μπορεί να αυξήσει δεκάδες και εκατοντάδες φορές. Για την ανθρώπινη υγεία, ο κίνδυνος δεν αποτελεί τόσο το ίδιο το ραδιενεργό αέριο όσο τα χημικά ενεργά ισότοπα του πολονίου ²¹⁴ Po και ²¹⁸ Po, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης. Αυτά συγκρατούνται σταθερά στο σώμα, επηρεάζοντας καταστρεπτικά την εσωτερική α-ακτινοβολία στον ζωντανό ιστό.

Εκτός από τις ασθματικές επιθέσεις ασφυξίας και κατάθλιψης, ζάλης και ημικρανίας, είναι γεμάτη με την ανάπτυξη καρκίνου του πνεύμονα. Η ομάδα κινδύνου περιλαμβάνει τους εργαζόμενους σε ορυχεία ουρανίου και ορυκτά, ηφαιστειονολόγους, θεραπευτές ραδονίου, πληθυσμό δυσμενών περιοχών με υψηλή περιεκτικότητα σε παράγωγα ραδονίου στο φλοιό της γης και αρτεσιανά νερά, θέρετρα ραδονίου. Για τον προσδιορισμό αυτών των περιοχών, χρησιμοποιούνται χάρτες του κινδύνου ραδονίου, εφαρμόζοντας γεωλογικές μεθόδους και μεθόδους υγιεινής ακτινοβολίας.

Για τη σημείωση: πιστεύεται ότι ήταν η ακτινοβόληση με το ραδόνιο που προκάλεσε το θάνατο από τον καρκίνο του πνεύμονα το 1916, τον σκωτσέζο εξερευνητή αυτού του στοιχείου, τον William Ramsay.

Τρόποι προστασίας

Την τελευταία δεκαετία, ακολουθώντας το παράδειγμα των δυτικών γειτόνων, άρχισαν να εξαπλώνονται τα απαραίτητα μέτρα κατά του ραδονίου στις χώρες της πρώην ΚΑΚ. Υπήρχαν κανονιστικά έγγραφα (SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) Με σαφείς απαιτήσεις για την εξασφάλιση ακτινοπροστασίας του πληθυσμού.

Τα βασικά μέτρα προστασίας από τα αέρια του εδάφους και τις φυσικές πηγές ακτινοβολίας περιλαμβάνουν:

• Διαμόρφωση στο δάπεδο των ξύλινων δαπέδων μιας μονολιθικής πλάκας σκυροδέματος με θρυμματισμένη πέτρα και αξιόπιστη στεγάνωση.
• Παροχή αυξημένου αερισμού του χώρου υπόγειου και υπογείου, αερισμό οικιστικών κτιρίων.
• Το νερό που εισέρχεται στις κουζίνες και τα μπάνια πρέπει να φιλτράρεται και οι ίδιοι οι χώροι πρέπει να είναι εφοδιασμένοι με υποχρεωτικές διατάξεις εξάτμισης.

Radiomedicine

Τι είναι το ραδόνιο, οι πρόγονοί μας δεν το γνώριζαν, αλλά ακόμη και οι ένδοξοι ιππότες του Τζένγκις Χαν θεράπευαν τις πληγές τους με τα νερά των πηγών Belokurikha (Altai), κορεσμένα με αυτό το αέριο. Το γεγονός είναι ότι σε μικρο δόσεις το ραδόνιο έχει θετική επίδραση στα ζωτικά όργανα του ανθρώπου και του κεντρικού νευρικού συστήματος. Ο αντίκτυπος του νερού ραδονίου επιταχύνει τις μεταβολικές διεργασίες, λόγω των οποίων αποκαθίστανται πολύ ταχύτερα οι κατεστραμμένοι ιστοί, η ομαλή λειτουργία της καρδιάς και του κυκλοφορικού συστήματος, ενισχύονται τα τοιχώματα των αγγείων.

Τα θέρετρα των ορεινών περιοχών του Καυκάσου (Essentuki, Pyatigorsk, Kislovodsk), Αυστρία (Gastein), Τσεχία (Jáchymov, Karlovy Vary), Γερμανία (Baden-Baden), Ιαπωνία (Misasa) Η σύγχρονη ιατρική, εκτός από τα 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 στο φάρμακο. Η ικανότητα των ισοτόπων στοιχείων για προσρόφηση χρησιμοποιείται ενεργά στην επιστήμη των υλικών για τη μέτρηση του βαθμού ανομοιογένειας των μεταλλικών επιφανειών και της διακόσμησης. Στην παραγωγή χάλυβα και γυαλιού, το ραδόνιο χρησιμεύει για τον έλεγχο της ροής των τεχνολογικών διεργασιών. Με τη βοήθειά του, ελέγξτε τις μάσκες αερίων και τα μέσα χημικής προστασίας για διαρροές.

Στη γεωφυσική και τη γεωλογία, πολλές μέθοδοι αναζήτησης και ανίχνευσης κοιτασμάτων ορυκτών και ραδιενεργών μεταλλευμάτων βασίζονται στην εφαρμογή της φωτογραφίας ραδονίου. Με τη συγκέντρωση ισοτόπων ραδονίου στο έδαφος, είναι δυνατόν να κρίνουμε τη διαπερατότητα των αερίων και την πυκνότητα των ορεινών σχηματισμών. Η παρακολούθηση της κατάστασης του ραδονίου φαίνεται πολλά υποσχόμενη όσον αφορά την πρόβλεψη των επερχόμενων σεισμών.

Παραμένει να ελπίζουμε ότι με τις αρνητικές επιπτώσεις του ραδονίου η ανθρωπότητα θα συνεχίσει να αντιμετωπίζει και το ραδιενεργό στοιχείο θα ωφελήσει μόνο τον πληθυσμό του πλανήτη.