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 (تصویر)
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 می باشد.


رادون یک گاز پرتوزای بی رنگ، بی بو، بدون مزه و از نظر شیمیایی بی اثرمی باشد. و تنها با استفاده از دستگاههای مخصوص اندازه گیری رادون می توان وجود آن را تشخیص داد. گاز رادون از تلاشی اورانیم طبیعی موجود در خاک ، آب و صخره ها بوجود می آید. رادون تولید شده نیز، ذرات پرتو زای دیگری تولید می کند که دختران رادون نامیده می شوند.

اثرات رادون بر سلامت انسانها رادون موجود در هوا از طریق تنفس وارد ریه انسانها می شود. سپس رادون در ریه تلاشی می نماید 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 می شود، و بتدریج در مسیر حرکت و برخورد با سلول بافتهای ریه یونسازی نموده، تا زمانی که انرژی خود را کاملا از دست داده و متوقف شود. انرژی ذره آلفا که توسط بافتها جذب می شود باعث آسیب به بافت و یا مرگ آنها می شود. بنابراین در صورتیکه هوای تنفسی حاوی رادون بمقدار زیاد باشد، بافتهای ریه بتدریج آسیب می بینند. که در دراز مدت می تواند باعث سرطانی شدن اینگونه بافتها شود.


بر اساس تحقیقات بین المللی 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 می رود و چون فشار هوا در داخل ساختمان معمولا کمتر فشار در داخل خاک است باعث می شود 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 تاسیسات ساختمان و هرگونه منفذ و روزنه در اتصالات و مصا لح ساختمان می تواند 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:

1. شکافها در کف ساختمان

2. اتصالات ساختمانی

3. شکافها در دیوارها

4. درزها در اطراف لوله های سرویسهای بهداشتی

5. فضاهای خالی داخل دیوارها

6. آبهای مصرفی در داخل حمام و آشپزخانه


رادون در آب قابل حل می باشد، و بخصوص درآب چاه احتمال وجود آن بیشتر است . معمولا در صد بسیار کمی از رادون موجود در آب (01/0 درصد) رها شده و وارد هوا می شود.


منابع انتقال رادون به جو (Outdoor)

اورانیم طبیعی و رسوبات آن، در خاک پوسته زمین، سنگ گرانیت و صخره ها در سراسر کره زمین موجود میباشند. و در نتیجه در مصالح ساختمانی نیز با غلظت های متفاوت یافت می شوند. رادون تولید شده در خاک و یا مصالح ساختمانی به تدریج وارد هوای محیط اطراف ما می شود. نرخ متوسط خروج رادون از خاک برابر pCi/m2s 5/0 می باشد. بطور کلی می توان منابع انتقال رادون به هوا را به بصورت زیر بیان کرد:

1- انتقال از خاک: 80 درصد رادون پخش شده در اتمسفر از این طریق بوجود می آید

• رادیوم -226( در اصل اورانیوم-238) موجود در خاک و لایه های زمین باعث تولید رادون می شوند 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 می باشد.

2- انتقال از آبهای زمینی

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

منابع تولید رادون در محیطهای داخلی( Indoor)

1- خاک و سنگهای زیرین ساختمان

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

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



روشهای اندازه گیری رادون

1. اندازه گیری کوتاه مدت: معمولا چند ساعت تا چندین روز بنابر نوع و روش به کار گرفته شده زمان لازم است از تستهای کوتاه مدت می توان به روش به کارگیری چارکول و تستهای مونیتورینگ پیوسته اشاره کرد. هر یک از این تستها می تواند به طور دقیق مقدار رادون را اندازه گیری کند، اگر چه در بعضی از اندازه گیریها تغییراتی به چشم می خورد که میتواند ناشی از زمانهای مختلف اندازه گیری، تغییر در شرایط محیطی (باز شدن پنجره ها و ...) باشد که این تغییرات در غلظت رادون طبیعی است.

2. اندازه گیری بلند مدت: اندازه گیری بلند مدت در یک خانه معمولا چند ماهه و یا فصلی انجام می شود. در این روش که به روش غیرفعال نیز معروف است، رادون به طور طبیعی به داخل سیستم اندازه گیری نفوذ کرده و ثبت میگردد. در این روش زمان طولانی تری نسبت به روش قبل مورد نیاز می باشد.


روشهاي كاهش رادون در خانه ها

روشهاي كاهش رادون در خانه ها از نظر پيچيدگي ، تاثير بلند مدت در كاهش رادون و هزينه ها تفاوت قابل ملاحظه اي با يكديگر دارند. مؤثر بودن هر يك از روشهاي كاهش رادون به خصوصيات ذاتي خانه، سطح رادون در آن و روشهاي ورودي گاز رادون بستگي دارد. براي حصول نتيجه بهتر ممكن است يك روش و يا تركيبي از روشها بكار گرفته شود .( مخصوصاٌ وقتي سطح رادون بالا باشد) براي ايجاد يك مكان با سطح رادون قابل قبول نياز به بكار گيري افراد متبحر و متخصص در اين حرفه مي باشد اگر چه در بسياري از موارد صاحبان خانه ها مي توانند با اقدامات اوليه و كم هزينه كمك شاياني به كاهش سطح رادون در خانه هاي خود بنمايند. اقدامات لازم جهت كاهش رادون عبارتند از:

• بستن وروديهاي اصلي رادون

- بيشتر مجاري ومنافظ موجود در فونداسيون كه ممكن است رادون از آنجا به داخل ساختمان نفوذ كند كوچك و ناپيدا هستند اگر چه بعضي از آنها ممكن است بزرگ و قابل ديدن باشند. اين مجاري بايد به طريق مناسب و مقتضي بسته شوند.


• بكارگيري سيستم لوله هاي خروج گاز (Vent) و هواكش (fan) كه مي تواند رادون را از محيط داخل به خارج هدايت كند.

• بكارگيري روش مكش خاك (soil suction ): با ايجاد مكش از طريق لوله هاي تعبيه شده از زير ساختمان رادون تجمع یافته به هواي آزاد منتقل می گردد.


• ايجاد فشار مثبت در خانه : اين روش با به كارگيري يك فن به منظور ايجاد يك جريان هوا به داخل زير زمين و طبقات تحتاني از طبقات فوقاني يا از خارج انجام مي گيرد.


• تهويه هوا به طور طبيعي: باز كردن پنجره ها ، درها و تعبيه مجاري خروج هوا (Vent) در طبقات تحتاني

• 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 غیر قابل نفوذ


کاربردها[ویرایش]

کاربرد در پزشکی:

در اوایل قرن بیستم، از گاز رادون جهت از بین بردن سلولهای سرطانی استفاده می شده است. بدین منظور بیمار در اتاقی تحت پرتوگیری با گاز رادون قرار داده می شد. اما با پی بردن به ایجاد رادیکال آزاد در بدن پس از پرتوگیری با پرتوهای یونساز، که می تواند منجر به اختلالات ژنتیکی و تولید سلولهای سرطانی گردد، این روش منسوخ گردید. همچنین تصور بر این بوده که پرتوگیری با رادون، می توان 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 آرتریت ها 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 توده های هوا استفاده می شود. همچنین از گاز رادن در مطالعات هیدرولوژی، به منظور بررسی برهم کنش و میزان نفوذ آبهای زیرزمینی به آب چشمه ها استفاده می شود. برخی از محققین در مورد تغییرات غلظت گاز رادون به منظور پیش بینی زمین لرزه تحقیق کرده اند.

تاریخچه[ویرایش]

رادون در سال ۱۹۰۰ توسط فریدریش ارنست دورن (Friedrich Ernst Dorn) که آن را برون‌تابهٔ داریوم (Darium 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 بازمی‌تاباند. 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]