في ضوء التطور السريع للعلوم والتكنولوجيا ، يشعر الخبراء بالقلق إزاء عدم تعزيز النظافة الإشعاعية بين السكان. يتوقع الخبراء أنه في العقد المقبل ، "الجهل الإشعاعي" يمكن أن يصبح تهديدًا حقيقيًا لأمن المجتمع والكوكب.
القاتل الخفي
في القرن الخامس عشر ، كان الأطباء الأوروبيون في حيرة من أمرهم بسبب معدل الوفيات المرتفع بشكل غير طبيعي من أمراض الرئة بين العاملين في المناجم التي تستخرج الحديد ، والمعادن المتعددة ، والفضة. مرض غامض ، يسمى "داء الجبال" ، أصاب عمال المناجم بمعدل خمسين مرة أكثر من الشخص العادي. فقط في بداية القرن العشرين ، بعد اكتشاف الرادون ، كان هو السبب في تحفيز تطور سرطان الرئة بين عمال المناجم في ألمانيا وجمهورية التشيك.
ما هو الرادون؟ وهل لها تأثير سلبي فقط على جسم الإنسان؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، يجب على المرء أن يتذكر تاريخ اكتشاف ودراسة هذا العنصر الغامض.
الانبثاق يعني "التدفق"
قبول مكتشف الرادوناعتبر الفيزيائي الإنجليزي إي رذرفورد. كان هو الذي لاحظ في عام 1899 أن المستحضرات التي أساسها الثوريوم ، بالإضافة إلى جسيمات ألفا الثقيلة ، تنبعث منها غاز عديم اللون ، مما يؤدي إلى زيادة مستوى النشاط الإشعاعي في البيئة. أطلق الباحث على المادة المزعومة انبثاق الثوريوم (من الانبثاق (اللات.) - انتهاء الصلاحية) وخصص لها الحرف Em. كما أن الانبعاث المتماثل هو سمة من سمات مستحضرات الراديوم. في الحالة الأولى ، أطلق على الغاز المنبعث ثورون ، وفي الحالة الثانية - الرادون.
لاحقًا أصبح من الممكن إثبات أن الغازات هي نويدات مشعة لعنصر جديد. تمكن الكيميائي الاسكتلندي ، الحائز على جائزة نوبل (1904) ويليام رامزي (مع وايتلو جراي) في عام 1908 ، من عزله في شكله النقي لأول مرة. بعد خمس سنوات ، تم أخيرًا تخصيص اسم الرادون والرمز Rn للعنصر.
ما هو الرادون؟
في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev ، يقع الرادون في المجموعة الثامنة عشر. له عدد ذري z=86.
جميع نظائر الرادون الموجودة (أكثر من 35 ، بأعداد كتلتها من 195 إلى 230) مشعة وتشكل خطرًا معينًا على البشر. في الطبيعة ، هناك أربعة أنواع من ذرات العنصر. كلهم جزء من سلسلة مشعة طبيعية من الأكتينورانيوم والثوريوم واليورانيوم - الراديوم. بعض النظائر لها أسماء خاصة بها ، ووفقًا للتقاليد التاريخية ، يطلق عليها الانبعاث:
- شقائق النعمان - أكتينون219Rn ؛
- الثوريوم - ثورون220Rn ؛
- الراديوم - الرادون222Rn.
الأخير مختلفأعظم استقرار. نصف عمر الرادون222Rn هو 91.2 ساعة (3.82 يومًا). يتم حساب وقت الحالة المستقرة للنظائر المتبقية بالثواني والملي ثانية. أثناء التحلل مع إشعاع جسيمات ألفا ، تتشكل نظائر البولونيوم. بالمناسبة ، أثناء دراسة الرادون ، واجه العلماء لأول مرة أنواعًا عديدة من الذرات من نفس العنصر ، والتي أطلقوا عليها فيما بعد نظائر (من الكلمة اليونانية "يساوي" ، "نفس").
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
في ظل الظروف العادية ، يعتبر الرادون غازًا عديم اللون والرائحة ، ولا يمكن اكتشاف وجوده إلا بأجهزة خاصة. الكثافة - 9 ، 81 جم / لتر. إنه أثقل (الهواء أخف 7.5 مرات) ، أندر وأغلى الغازات المعروفة على كوكبنا.
سنذوب جيدًا في الماء (460 مل / لتر) ، ولكن في المركبات العضوية تكون قابلية ذوبان الرادون أعلى. له تأثير مضان ناتج عن النشاط الإشعاعي الجوهري العالي. بالنسبة للحالة الغازية والسائلة (عند درجات حرارة أقل من -62 درجة مئوية) ، يكون التوهج الأزرق مميزًا ، بالنسبة للبلور (أقل من -71 درجة مئوية) - أصفر أو برتقالي-أحمر.
تعود الخاصية الكيميائية للرادون إلى انتمائه إلى مجموعة الغازات الخاملة ("النبيلة"). يتميز بتفاعلات كيميائية مع الأكسجين والفلور وبعض الهالوجينات الأخرى.
من ناحية أخرى ، فإن اللب غير المستقر للعنصر هو مصدر للجسيمات عالية الطاقة التي تؤثر على العديد من المواد. التعرض لبقع الرادون والزجاج والخزف ، ويحلل الماء إلى أكسجين ،الهيدروجين والأوزون ، يدمر البارافين والفازلين ، إلخ.
الحصول على الرادون
لعزل نظائر الرادون ، يكفي تمرير تيار هواء فوق مادة تحتوي على الراديوم بشكل أو بآخر. يعتمد تركيز الغاز في الطائرة على العديد من العوامل الفيزيائية (الرطوبة ، درجة الحرارة) ، على التركيب البلوري للمادة ، وتكوينها ، والمسامية ، والتجانس ويمكن أن تختلف من أجزاء صغيرة إلى 100٪. عادة ، يتم استخدام محاليل البروميد أو كلوريد الراديوم في حمض الهيدروكلوريك. يتم استخدام المواد الصلبة المسامية في كثير من الأحيان بشكل أقل ، على الرغم من إطلاق الرادون أكثر نقاء.
يتم تنقية خليط الغاز الناتج من بخار الماء والأكسجين والهيدروجين ، ويمررها عبر شبكة نحاسية ساخنة. يتم تكثيف الباقي (1/25000 من الحجم الأصلي) مع الهواء السائل ، ويتم إزالة شوائب النيتروجين والهيليوم والغازات الخاملة من المكثف.
ملاحظة: يتم إنتاج بضع عشرات من السنتيمترات المكعبة من عنصر الرادون الكيميائي في جميع أنحاء العالم سنويًا.
منتشر في الطبيعة
نوى الراديوم ، المنتج الانشطاري منها هو الرادون ، تتشكل بدورها أثناء اضمحلال اليورانيوم. وبالتالي ، فإن المصدر الرئيسي للرادون هو التربة والمعادن التي تحتوي على اليورانيوم والثوريوم. تم العثور على أعلى تركيز لهذه العناصر في الصخور النارية والرسوبية والمتحولة والصخر الزيتي داكنة اللون. بسبب خمول غاز الرادون ، يترك بسهولة المشابك البلورية من المعادن وينتشر بسهولة عبر مسافات طويلة عبر الفراغات والشقوق في قشرة الأرض ، ويهرب إلى الغلاف الجوي.
إلى جانب ذلك ، فإن المياه الجوفية البينية ، وغسل هذه الصخور ، يمكن تشبعها بسهولة بغاز الرادون. استخدم الإنسان ماء الرادون وخصائصه الخاصة قبل وقت طويل من اكتشاف العنصر نفسه.
صديق أم عدو؟
على الرغم من وجود آلاف المقالات العلمية والشعبية المكتوبة عن هذا الغاز المشع ، إلا أنه لا لبس فيه الإجابة على سؤال: "ما هو الرادون وما أهميته للبشرية؟" يبدو صعبًا. يواجه الباحثون المعاصرون مشكلتين على الأقل. الأول هو أنه في مجال تأثير إشعاع الرادون على المادة الحية ، فهو عنصر ضار ومفيد. والثاني هو الافتقار إلى وسائل موثوقة للتسجيل والرصد. يمكن أن تعطي كاشفات الرادون الموجودة في الغلاف الجوي ، حتى الأكثر حداثة وحساسية ، نتائج تختلف عدة مرات عند تكرار القياسات.
احذر الرادون
الجرعة الرئيسية من الإشعاع (أكثر من 70٪) في عملية الحياة التي يتلقاها الشخص بسبب النويدات المشعة الطبيعية ، ومن بينها غاز الرادون عديم اللون. اعتمادًا على الموقع الجغرافي للمبنى السكني ، يمكن أن تتراوح "مساهمته" من 30 إلى 60٪. يتم الحفاظ على كمية ثابتة من النظائر غير المستقرة لعنصر خطير في الغلاف الجوي من خلال الإمداد المستمر من صخور الأرض. يمتلك الرادون خاصية غير سارة تتمثل في التراكم داخل المباني السكنية والعامة ، حيث يمكن أن يزيد تركيزه عشرات أو مئات المرات. لصحة جيدةلا يتمثل الخطر البشري كثيرًا في الغاز المشع نفسه ، ولكن نظائر البولونيوم النشطة كيميائيًا214Po و218Po ، التي تشكلت نتيجة لها تسوس. يتم تثبيتها بقوة في الجسم ، ولها تأثير ضار على الأنسجة الحية مع إشعاع ألفا الداخلي.
بالإضافة إلى نوبات الربو من الاختناق والاكتئاب والدوخة والصداع النصفي ، فإن هذا محفوف بتطور سرطان الرئة. تشمل مجموعة المخاطر عمال مناجم اليورانيوم ومعامل التعدين والمعالجة وعلماء البراكين ومعالجي الرادون وسكان المناطق غير المواتية التي تحتوي على نسبة عالية من مشتقات الرادون في قشرة الأرض والمياه الارتوازية ومنتجعات الرادون. لتحديد هذه المناطق ، يتم تجميع خرائط مخاطر غاز الرادون باستخدام الأساليب الجيولوجية والصحية للإشعاع.
للملاحظة: يُعتقد أن التعرض للرادون هو الذي تسبب في الوفاة من سرطان الرئة في عام 1916 من قبل الباحث الاسكتلندي عن هذا العنصر ، ويليام رامزي.
طرق الحماية
في العقد الماضي ، اقتداءً بنموذج الجيران الغربيين ، بدأت الإجراءات الضرورية لمكافحة غاز الرادون بالانتشار في بلدان رابطة الدول المستقلة السابقة. ظهرت الوثائق التنظيمية (SanPin 2.6.1. ، SP 2.6.1.) بمتطلبات واضحة لضمان السلامة الإشعاعية للسكان.
التدابير الرئيسية للحماية من غازات التربة والمصادر الطبيعية للإشعاع تشمل:
- ترتيب على الأرض تحت الأرض لأرضيات خشبية من بلاطة خرسانية متجانسة مع قاعدة من الحجر المكسر ومقاومة للماء موثوقة.
- تهوية محسنةمساحة بدروم و بدروم و تهوية عمارات سكنية
- المياه الداخلة للمطابخ والحمامات يجب أن تخضع لفلترة خاصة ، والغرف نفسها مجهزة بأجهزة عادم قسري.
الطب الإشعاعي
ما هو الرادون ، لم يعرفه أسلافنا ، لكن حتى فرسان جنكيز خان المجيد شفوا جروحهم بمياه منابع بيلوكوريخا (ألتاي) المشبعة بهذا الغاز. الحقيقة هي أنه في الجرعات الصغيرة ، يكون للرادون تأثير إيجابي على الأعضاء الحيوية للشخص والجهاز العصبي المركزي. يؤدي التعرض لماء الرادون إلى تسريع عمليات التمثيل الغذائي ، مما يؤدي إلى استعادة الأنسجة التالفة بشكل أسرع ، وتطبيع عمل القلب والدورة الدموية ، وتقوية جدران الأوعية الدموية.
المنتجعات في المناطق الجبلية من القوقاز (إيسينتوكي ، بياتيغورسك ، كيسلوفودسك) ، النمسا (جاستين) ، جمهورية التشيك (ياخيموف ، كارلوفي فاري) ، ألمانيا (بادن بادن) ، اليابان (ميساسا) تتمتع منذ فترة طويلة الشهرة والشهرة المستحقة. الطب الحديث بالإضافة إلى حمامات الرادون ، يقدم العلاج على شكل ري واستنشاق تحت إشراف صارم من أخصائي مختص.
في خدمة الإنسانية
نطاق غاز الرادون لا يقتصر على الطب وحده. تُستخدم قدرة نظائر عنصر ما على الامتصاص بنشاط في علم المواد لقياس درجة عدم تجانس الأسطح المعدنية والديكور. يستخدم الرادون في إنتاج الفولاذ والزجاج للتحكم في تدفق العمليات التكنولوجية. بمساعدتهتحقق من إحكام الأقنعة الواقية من الغازات ومعدات الحماية الكيميائية.
في الجيوفيزياء والجيولوجيا ، تعتمد العديد من طرق البحث عن رواسب المعادن والخامات المشعة واكتشافها على استخدام مسوحات الرادون. يمكن استخدام تركيز نظائر الرادون في التربة للحكم على نفاذية الغاز وكثافة التكوينات الصخرية. تبدو مراقبة بيئة الرادون واعدة من حيث التنبؤ بالزلازل القادمة
يبقى أن نأمل في أن تستمر البشرية في التعامل مع الآثار السلبية لغاز الرادون وأن العنصر المشع لن يفيد سوى سكان الكوكب.
