رادون

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو


استاتینرادونفرانسیم
Xe

Rn

Uuo
ظاهر
Colorless gas
ویژگی‌های کلی
نام، نماد، عدد رادون، Rn، 86
تلفظ به انگلیسی /ˈrdɒn/ RAY-don
نام گروهی برای عناصر مشابه گازهای نجیب
گروه، دوره، بلوک ۱۸۶, p
جرم اتمی استاندارد (222) g·mol−۱
آرایش الکترونی [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
الکترون به لایه 2, 8, 18, 32, 18, 8
ویژگی‌های فیزیکی
حالت گاز
چگالی (0 °C, 101.325 kPa)
9.73 g/L
چگالی مایع در نقطه جوش 4.4 g·cm−۳
نقطه ذوب 202.0 K, −71.15 °C, −96.07 °F
نقطه جوش 211.3 K, −61.85 °C, −79.1 °F
نقطه بحرانی 377 K, 6.28 MPa
گرمای هم‌جوشی 3.247 kJ·mol−1
گرمای تبخیر 18.10 kJ·mol−1
ظرفیت گرمایی 5R/2 = 20.786 J·mol−۱·K−۱
فشار بخار
فشار (پاسکال) ۱ ۱۰ ۱۰۰ ۱k ۱۰k ۱۰۰k
دما (کلوین) 110 121 134 152 176 211
ویژگی‌های اتمی
وضعیت اکسید شدن 2
الکترونگاتیوی 2.2 (مقیاس پاولینگ)
انرژی‌های یونش نخستین: 1037 kJ·mol−1
شعاع کووالانسی 150 pm
شعاع واندروالانسی 220 pm
متفرقه
ساختار کریستالی face-centered cubic
مغناطیس non-magnetic
رسانایی گرمایی (300 K) 3.61 m W·m−1·K−1
عدد کاس 10043-92-2
پایدارترین ایزوتوپ‌ها
مقاله اصلی ایزوتوپ‌های رادون
ایزوتوپ NA نیم‌عمر DM DE (MeV) DP
210Rn syn 2.4 h α 6.404 206Po
211Rn syn 14.6 h ε 2.892 211At
α 5.965 207Po
222Rn trace 3.8235 d α 5.590 218Po
224Rn syn 1.8 h β 0.8 224Fr

رادون یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Rn و عدد اتمی آن ۸۶ است. این عنصر از گازهای بی اثر و پرتوزا است که توسط رادیوم به وجود می‌آید.

رادون یکی از سنگین‌ترین گازها بوده و برای سلامتی مضر است. پایدارترین ایزوتوپ آن Rn۲۲۲ است که نیمه عمرش ۳٫۸ روز می‌باشد.

رادون یک گاز پرتوزای بی‌رنگ، بی‌بو، بدون مزه و از نظر شیمیایی بی اثر می باشد؛ و تنها با استفاده از دستگاه‌های مخصوص اندازه‌گیری رادون می‌توان وجود آن را تشخیص داد. گاز رادون از تلاشی (واپاشی) اورانیم طبیعی موجود در خاک، آب و صخره‌ها بوجود می‌آید. رادون تولید شده نیز، ذرات پرتو زای دیگری تولید می‌کند که دختران رادون نامیده می‌شوند.

اثرات رادون بر سلامت انسانها رادون موجود در هوا از طریق تنفس وارد ریه انسانها می‌شود. سپس رادون در ریه تلاشی می‌نماید و ذره آلفا انتشار می‌دهد. ذره آلفا دارای جرم سنگین و بار الکتریکی دو برابر الکترون با علامت مثبت است. ذره آلفا انتشار یافته در ریه، دارای انرژی است؛ که این انرژی باعث حرکت ذره در بافتهای ریه می‌شود، و بتدریج در مسیر حرکت و برخورد با سلول بافتهای ریه یون‌سازی نموده، تا زمانی که انرژی خود را کاملاً از دست داده و متوقف شود. انرژی ذره آلفا که توسط بافتها جذب می‌شود باعث آسیب به بافت و یا مرگ آنها می‌شود؛ بنابراین در صورتیکه هوای تنفسی حاوی رادون بمقدار زیاد باشد، بافتهای ریه بتدریج آسیب می‌بینند؛ که در دراز مدت می‌تواند باعث سرطانی شدن اینگونه بافتها شود.

بر اساس تحقیقات بین‌المللی بعد از سیگار، رادون بعنوان مهمترین عامل سرطان ریه شناخته شده است. بخصوص افراد سیگاری که هوای داخل منازل آنها، حاوی مقدار زیاد رادون باشد احتمال ابتلا آنها به سرطان ریه به مراتب بالاتر از سایر افراد است. همچنین طبق گزارش کمیته علمی اثرات پرتوهای اتمی سازمان ملل (UNSCEAR 1977) بطور متوسط نیمی از پرتوگیری (معادل دز مؤثر) سالانه مردم در مناطقی که از نظر پرتوزائی عادی هستند ناشی از رادون و دختران آن است (year/mSv 2).

راه‌های ورود رادون به فضاهای بسته رادون موجود در خاک بتدریج در زیر ساختمان تجمع می‌نماید و فشار آن بالا می‌رود و چون فشار هوا در داخل ساختمان معمولاً کمتر فشار در داخل خاک است باعث می‌شود که رادون موجود در خاک از طریق کف و دیوارها به داخل ساختمان منتقل شده و مقدار آن زیاد شود.

وجود ترک در دیوارها، محلهای عبور شبکه تأسیسات ساختمان و هرگونه منفذ و روزنه در اتصالات و مصا لح ساختمان می‌تواند در عبور رادون به داخل ساختمان مؤ ثر واقع شود. بیشترین مقدار رادون در زیرزمین و سپس در طبقات اولیه ساختمان وجود دارد. بطور خلاصه راه‌های ورود رادون به داخل ساختمان را می‌توان به صورت زیر خلاصه کرد:

۱. شکافها در کف ساختمان

۲. اتصالات ساختمانی

۳. شکافها در دیوارها

۴. درزها در اطراف لوله‌های سرویسهای بهداشتی

۵. فضاهای خالی داخل دیوارها

۶. آبهای مصرفی در داخل حمام و آشپزخانه

رادون در آب قابل حل می‌باشد، و بخصوص درآب چاه احتمال وجود آن بیشتر است. معمولاً در صد بسیار کمی از رادون موجود در آب (۰۱/۰ درصد) رها شده و وارد هوا می‌شود.

منابع انتقال رادون به جو (Outdoor)

اورانیم طبیعی و رسوبات آن، در خاک پوسته زمین، سنگ گرانیت و صخره‌ها در سراسر کره زمین موجود می‌باشند؛ و در نتیجه در مصالح ساختمانی نیز با غلظت‌های متفاوت یافت می‌شوند. رادون تولید شده در خاک و یا مصالح ساختمانی به تدریج وارد هوای محیط اطراف ما می‌شود. نرخ متوسط خروج رادون از خاک برابر pCi/m2s 5/0 می‌باشد. بطور کلی می‌توان منابع انتقال رادون به هوا را به بصورت زیر بیان کرد:

۱- انتقال از خاک: ۸۰ درصد رادون پخش شده در اتمسفر از این طریق بوجود می‌آید

  • رادیوم -۲۲۶(در اصل اورانیوم-۲۳۸) موجود در خاک و لایه‌های زمین باعث تولید رادون می‌شوند بعنوان مثال در سنگ گرانیت بطور متوسط pCi/gr 6/1 معادل ppm 8/4 اورانیوم وجود دارد.
  • مقدار متوسط اورانیوم برای سنگ در پوسته زمین pCi/gr 1 و برای خاک pCi/gr 7/0 می‌باشد.

۲- انتقال از آبهای زمینی

۳- ایجاد رادون ناشی از منابع گاز طبیعی، احتراق زغال سنگ و برخی صنایع بشری و غیره

منابع تولید رادون در محیطهای داخلی(Indoor)

۱- خاک و سنگهای زیرین ساختمان

۲- مواد ساختمانی به کار رفته (سنگ و شن و ماسه)

۳- آبهای مورد استفاده در خانه (آشپزخانه و حمام)

روشهای اندازه‌گیری رادون

۱. اندازه‌گیری کوتاه مدت: معمولاً چند ساعت تا چندین روز بنابر نوع و روش به کار گرفته شده زمان لازم است از تستهای کوتاه مدت می‌توان به روش به کارگیری زغال و تستهای مانیتورینگ پیوسته اشاره کرد. هر یک از این تستها می‌تواند به طور دقیق مقدار رادون را اندازه‌گیری کند، اگر چه در بعضی از اندازه گیریها تغییراتی به چشم می‌خورد که می‌تواند ناشی از زمانهای مختلف اندازه‌گیری، تغییر در شرایط محیطی (باز شدن پنجره‌ها و ...) باشد که این تغییرات در غلظت رادون طبیعی است.

۲. اندازه‌گیری بلند مدت: اندازه‌گیری بلند مدت در یک خانه معمولاً چند ماهه و یا فصلی انجام می‌شود. در این روش که به روش غیرفعال نیز معروف است، رادون به طور طبیعی به داخل سیستم اندازه‌گیری نفوذ کرده و ثبت می‌گردد. در این روش زمان طولانی تری نسبت به روش قبل مورد نیاز می‌باشد.

روشهای کاهش رادون در خانه‌ها

روشهای کاهش رادون در خانه‌ها از نظر پیچیدگی، تأثیر بلند مدت در کاهش رادون و هزینه‌ها تفاوت قابل ملاحظه‌ای با یکدیگر دارند. مؤثر بودن هر یک از روشهای کاهش رادون به خصوصیات ذاتی خانه، سطح رادون در آن و روشهای ورودی گاز رادون بستگی دارد. برای حصول نتیجه بهتر ممکن است یک روش و یا ترکیبی از روشها بکار گرفته شود .(مخصوصاً وقتی سطح رادون بالا باشد) برای ایجاد یک مکان با سطح رادون قابل قبول نیاز به بکار گیری افراد متبحر و متخصص در این حرفه می‌باشد اگر چه در بسیاری از موارد صاحبان خانه‌ها می‌توانند با اقدامات اولیه و کم هزینه کمک شایانی به کاهش سطح رادون در خانه‌های خود بکنند. اقدامات لازم جهت کاهش رادون عبارتند از:

  • بستن ورودیهای اصلی رادون

- بیشتر مجاری و منافذ موجود در فونداسیون که ممکن است رادون از آنجا به داخل ساختمان نفوذ کند کوچک و ناپیدا هستند اگر چه بعضی از آنها ممکن است بزرگ و قابل دیدن باشند. این مجاری باید به طریق مناسب و مقتضی بسته شوند.

  • بکارگیری سیستم لوله‌های خروج گاز (Vent) و هواکش (fan) که می‌تواند رادون را از محیط داخل به خارج هدایت کند.
  • بکارگیری روش مکش خاک (soil suction): با ایجاد مکش از طریق لوله‌های تعبیه شده از زیر ساختمان رادون تجمع یافته به هوای آزاد منتقل می‌گردد.
  • ایجاد فشار مثبت در خانه: این روش با به کارگیری یک فن به منظور ایجاد یک جریان هوا به داخل زیر زمین و طبقات تحتانی از طبقات فوقانی یا از خارج انجام می‌گیرد.
  • تهویه هوا به طور طبیعی: باز کردن پنجره‌ها، درها و تعبیه مجاری خروج هوا (Vent) در طبقات تحتانی
  • استفاده از یک چاهک فاضلاب کوچک (Sump) در زیر ساختمان و اتصال آن به یک لوله همراه با مکش هوا به خارج توسط یک هواکش با قدرت کم
  • رنگ آمیزی دیوارها با استفاده از رنگهای غیرقابل نفوذ

کاربردها[ویرایش]

کاربرد در پزشکی:

در اوایل قرن بیستم، از گاز رادون جهت از بین بردن سلولهای سرطانی استفاده می‌شده است. بدین منظور بیمار در اتاقی تحت پرتوگیری با گاز رادون قرار داده می‌شد. اما با پی بردن به ایجاد رادیکال آزاد در بدن پس از پرتوگیری با پرتوهای یون‌ساز، که می‌تواند منجر به اختلالات ژنتیکی و تولید سلولهای سرطانی گردد، این روش منسوخ گردید. همچنین تصور بر این بوده که پرتوگیری با رادون، می‌توان در بهبود بیماریهای سیستم ایمنی مؤثر واقع شود و به همین دلیل در اواخر قرن بیستم و اوایل قرن بیست ویکم، مردم به دنبال استفاده از این «معادن سلامتی» در مونتانا جهت درمان بیماریهایی نظیر آرتریت‌ها بودند و همانگونه که اشاره شد، با بررسی تأثیر پرتوهای یون‌ساز بر بدن، این رویه نیز متوقف گردید.

کاربرد در علوم:

در علوم اتمسفری، از غلظت گاز رادون در فضای باز، تا حدودی به منظور ردیابی توده‌های هوا استفاده می‌شود. همچنین از گاز رادن در مطالعات هیدرولوژی، به منظور بررسی برهم کنش و میزان نفوذ آبهای زیرزمینی به آب چشمه‌ها استفاده می‌شود. برخی از محققین در مورد تغییرات غلظت گاز رادون به منظور پیش بینی زمین لرزه تحقیق کرده‌اند.

تاریخچه[ویرایش]

رادون در سال ۱۹۰۰ توسط فریدریش ارنست دورن (Friedrich Ernst Dorn) که آن را برون‌تابهٔ رادیوم (Radium Emanation) نامید کشف شد. در سال ۱۹۰۸ ویلیام رامسی (William Ramsay) و رابرت ویتلا-گری (Robert Whytlaw-Gray) (که آن را نیتون نامید) آن را جدا کرده و چگالی آن را تعیین کردند و فهمیدند که رادون سنگین‌ترین گاز شناخته شده در آن زمان است. این گاز از سال ۱۹۲۳ رادون نامیده شد.

پیدایش[ویرایش]

به طور میانگین در هر ۱x ۱۰^۲۱ مولکول هوا یک مولکول رادون وجود دارد؛ و در هر یک مایل مربع از خاک به عمق ۶ اینچ یک گرم رادیوم وجود دارد که به رادون تجزیه شده و مقادیر بسیار ناچیزی از این گاز کشنده را در هوا منتشر می‌کند. رادون همچنین در برخی از چشمه‌های آب گرم نیز یافت می‌شود.

ایزوتوپها[ویرایش]

برای عنصر رادون ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده است. پایدارترین ایزوتوپ رادون، رادون ۲۲۲ است که محصول فروپاشی (ایزوتوپهای دخترخوانده) رادیوم ۲۲۶ است که با نیمه عمر ۳٫۸۲۳ روز ذرات آلفا پرتوزا از خود می‌تاباند. رادیوم ۲۲۰ حاصل تجزیه توریوم (Thorium) است که تورون نامیده می‌شود که نیمه عمر آن ۵۵٫۶ ثانیه است و پرتو آلفا از خود می‌تاباند. رادون ۲۱۹ از آکتینیوم (Actinium) گرفته شده و آکتینون نامیده می‌شود که تاباننده پرتو آلفا بوده و نیمه عمرش ۳٫۹۶ ثانیه است.

هشدارها[ویرایش]

رادون گازی سرطان زاست. رادون یک ماده پرتوزا است و همیشه باید با احتیاط کامل با آن کار کرد. از آنجا که این عنصر ذرات آلفا از خود می‌تاباند تنفس آن بسیار خطرناک است. همچنین حاصل تجزیه‌ای آن غباری تشکیل می‌دهد که به راحتی وارد جریان هوا شده و برای همیشه در بافتهای شش می‌چسبد و در یک قسمت از آن به سختی متمرکز می‌شود. محلهایی که در آنها رادیوم، آکتینیوم و توریوم نگهداری شده‌اند باید به دقت هوا داده شوند تا از انباشتگی آنها جلوگیری شود. انباشتگی رادون در هوا یکی از خطرات جدی در منابع سرب و اورانیوم است. انباشتگی رادون در فضای زیرزمین ساختمان و آب انبار خانه‌ها نیز باعث به وجود آمد نگرانیهای زیادی در این رابطه شده است چرا که بسیاری از سرطانهای ریه به دلیل ارتباط با گاز رادون در هر سال گزارش می‌شوند.

منابع[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]