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Radão

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Radão
86 Rn
Xe

Rn

UUO
astatineradonfrancium
Aparência
gás incolor
Propriedades gerais
Nome, símbolo, número radon, RN, 86
Pronúncia / r d ɒ n / RAY -don
Categoria elemento gases nobres
Grupo, período, bloco 18 (gases nobres) , 6, p
Peso atômico padrão (222)
Configuração eletrônica [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6
2, 8, 18, 32, 18, 8
Conchas de elétrons de radão (2, 8, 18, 32, 18, 8)
História
Descoberta Friedrich Ernst Dorn (1898)
Primeiro isolamento William Ramsay e Robert Whytlaw-Gray (1910)
Propriedades físicas
Fase gás
Densidade (0 ° C, 101,325 kPa)
9,73 g / L
Líquido densidade no pb 4,4 g · cm -3
Ponto de fusão 202,0 K , -71,15 ° C, -96,07 ° F
Ponto de ebulição 211,3 K, -61,85 ° C, -79,1 ° C
Ponto crítico 377 K, 6,28 MPa
Calor de fusão 3,247 kJ mol -1 ·
Calor de vaporização 18,10 kJ · mol -1
Capacidade calorífica molar 5 R / 2 = 20,786 J · · mol -1 K -1
Pressão de vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
em T (K) 110 121 134 152 176 211
Propriedades atômicas
Estados de oxidação 6, 2, 0
Eletronegatividade 2,2 (escala de Pauling)
Energias de ionização 1º: 1.037 kJ · mol -1
O raio de covalência 150 pm
Van der Waals raio 220 pm
Miscelânea
A estrutura de cristal cúbica de face centrada
Radon tem uma estrutura cristalina cúbica de face centrada
Ordenamento magnético não magnético
Condutividade térmica 3,61 m W · m -1 · K -1
Número de registo CAS 10043-92-2
A maioria dos isótopos estáveis
Ver artigo principal: Isótopos de radônio
iso N / D meia-vida DM DE ( MeV) DP
210 Rn syn 2.4 h α 6.404 206 Po
211 Rn syn 14.6 h ε 2,892 211 No
α 5,965 207 Po
222 Rn traço 3,8235 d α 5.590 218 Po
224 Rn syn 1.8 h β - 0,8 224 P.

O radão é um elemento químico com o símbolo Rn e número atômico 86. É um radioativo, incolor, inodoro, insípido gás nobre , que ocorrem naturalmente como um produto de decaimento indireta de urânio ou de tório . Seu mais estável isótopo , 222 Rn, tem uma meia-vida de 3,8 dias. Rádon é uma das substâncias mais densas que continua a ser um gás sob condições normais. É também o único gás em condições normais que só tem isótopos radioativos, e é considerado um perigo para a saúde devido à sua radioactividade. Radioatividade intensa também tem dificultado os estudos químicos de radônio e apenas alguns compostos são conhecidos.

Rádon é formado como um passo intermédio no radioactivos normais cadeias de desintegração, através do qual tório e urânio lentamente decair em chumbo . Tório e urânio são os dois elementos radioativos mais comuns na terra; eles têm sido em torno desde que a Terra foi formada. Seus isótopos naturais têm muito longas meias-vidas, da ordem de bilhões de anos. Tório e urânio, o seu produto de decaimento do rádio , radônio e seu produto de decaimento, irá, portanto, continuar a ocorrer por dezenas de milhões de anos em quase as mesmas concentrações como fazem agora. Como a própria radônio deteriora, produz novos elementos radioativos chamados filhas de radão ou produtos de decaimento. Ao contrário do próprio radon gasoso, filhas de radão são sólidos e aderir a superfícies, tais como partículas de poeira no ar. Se essa poeira contaminada é inalado, estas partículas podem ficar com as vias aéreas do pulmão e aumentar o risco de desenvolver câncer de pulmão.

Ao contrário de todos os outros elementos intermediários nas cadeias de decaimento acima mencionados, o radão é gasoso e tão facilmente inalada. Assim, mesmo nesta época de reatores nucleares, radônio de ocorrência natural é responsável pela maior parte da exposição do público aos radiação ionizante. Muitas vezes, é o maior contribuinte para um indivíduo de dose de radiação de fundo, e é mais variável de local para local. Apesar da sua curta vida, um pouco de gás radon de fontes naturais podem acumular a muito maior do que as concentrações normais em edifícios, especialmente em áreas fechadas tais como sótãos e porões. Ele também pode ser encontrado em alguns águas de nascente e águas termais.

Estudos epidemiológicos têm mostrado uma clara ligação entre a respirar altas concentrações de radão e incidência de câncer de pulmão . Assim, o rádon é considerada um contaminante importante que afecta qualidade do ar interior em todo o mundo. De acordo com Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, radônio é a segunda causa mais freqüente de câncer de pulmão, após fumar cigarros, causando 21 mil mortes por câncer de pulmão por ano nos Estados Unidos . Sobre 2.900 dessas mortes ocorrem entre pessoas que nunca fumaram. Enquanto radônio é a segunda causa mais freqüente de câncer de pulmão, é a causa número um entre os não-fumantes, de acordo com estimativas da EPA.

Características

Propriedades físicas

O radão é um gás incolor e inodoro, e, portanto, não detectável pelos sentidos humanos sozinhos. Em a temperatura e pressão normal, o rádon forma uma monatomic gás com uma densidade de 9,73 kg / m 3, cerca de oito vezes a densidade da atmosfera da Terra ao nível do mar, 1,217 kg / m3. Rádon é um dos gases mais densas à temperatura ambiente e é o mais denso dos gases nobres. Embora incolor à temperatura padrão e pressão, quando resfriado abaixo do seu ponto de congelação de 202 K (-71 ° C; -96 ° F), radônio emite um brilhante radioluminescência que muda de amarelo para laranja-vermelho como abaixa temperatura. Sobre condensação, radônio brilha por causa da intensa radiação que produz.

Propriedades químicas

Sendo um gás nobre, radônio não é quimicamente muito reativa. No entanto, a meia-vida de 3,8 dias radão-222 faz com que seja útil em ciências físicas como um naturais traçador.

Rádon é um membro dos nulas valência elementos que são designados por gases nobres. É inerte a reacções químicas mais comuns, tais como a combustão, porque o exterior valência shell contém oito elétrons. Isso produz uma configuração estável de energia, mínima em que os elétrons externos estão fortemente presos. 1037 kJ / mol é necessária para extrair um electrão de suas conchas (também conhecidas como o primeira energia de ionização). No entanto, de acordo com as tendências periódicas , radônio tem uma menor electronegatividade do que o período de um elemento antes, xénon , e é, portanto, mais reactivas. O radão é moderadamente solúvel em água, mas mais solúvel que gases nobres mais leves. O radão é sensivelmente mais solúvel em líquidos orgânicos do que na água. Os primeiros estudos concluíram que a estabilidade do rádon hidrato deve ser da mesma ordem de grandeza que os hidratos de cloro (Cl 2) ou dióxido de enxofre (SO2), e significativamente maior do que a estabilidade do hidrato de sulfeto de hidrogênio (H 2 S).

Devido ao seu custo e à radioactividade, a pesquisa química experimental raramente é realizada com radônio, e como resultado há muito poucos relataram compostos de radônio, ou tudo fluoretos ou óxidos. Radon pode ser oxidado por alguns agentes oxidantes poderosos, tais como flúor , formando assim difluoride radônio. Ela decompõe-se de volta para os elementos a uma temperatura acima de 250 ° C. Tem um baixo volatilidade e foi pensado para ser RNF 2. Mas, devido à meia-vida curta de radão e a radioactividade dos seus compostos, não foi possível estudar o composto em qualquer detalhe. Estudos teóricos sobre esta molécula prevêem que ele deve ter um Rn-F distância de ligação de 2,08 Ǻ, e que o composto é termodinamicamente mais estável e menos voláteis do que a sua contraparte mais leve XEF 2. O molécula octahedral RNF 6 foi previsto para ter um ainda menor entalpia de formação do que o difluoreto. Os fluoretos mais elevados RNF 4 e 6 RNF foram reivindicados a existir, mas é duvidoso que eles realmente foram sintetizados. O [RNA] + ião acredita-se formar por meio da reacção:

Rn (g) + 2 [O2] + [SbF 6] - (S)[RNA] + [Sb 2 F 11] - (s) + 2 O 2 (g)

Óxidos de radão estão entre os poucos outros relataram compostos de radão; apenas o trióxido foi confirmada. Radão carbonil RNCO foi previsto para ser estável e ter um geometria molecular linear. As moléculas Rn 2 e RnXe foram encontrados para ser significativamente estabilizados por acoplamento spin-órbita. Radon enjaulado dentro de um fulereno tem sido proposto como um medicamento para tumores.

Isótopos

Série do urânio
A série de rádio ou urânio.

Rádon não tem isótopos estáveis . No entanto, 36 isótopos radioativos foram identificados, com a sua massas atómicas que variam de 193 a 228. O isótopo mais estável é 222 Rn, que é um produto de decaimento do 226 Ra, um produto de decaimento do 238 U. Entre as filhas de 222 Rn é também o isótopo altamente instável 218 Rn.

Existem três outros isótopos de radão que têm uma semi-vida de mais de uma hora: 211 Rn, Rn 210 e 224 Rn. O isótopo 220 Rn é um produto de degradação natural a mais estável tório isótopo (232 Th), e é vulgarmente referido como thoron. Tem uma meia-vida de 55,6 segundos, e também emite radiação alfa. Da mesma forma, 219 Rn é derivado a partir do isótopo mais estável do actínio (Ac 227) -named "actinon" -e é um emissor alfa com uma semi-vida de 3,96 segundos. Sem isótopos de radônio ocorrer significativamente no neptunium (237 Np) série de decaimento.

Progênies

222 Rn pertence ao rádio e urânio-238 cadeia de decaimento, e tem uma meia-vida de 3,8235 dias. Seus quatro primeiros produtos (excluindo os regimes de decaimento marginais) são muito curta duração, o que significa que as desintegrações correspondentes são indicativos da distribuição inicial de radão. Sua decadência passa pela seguinte seqüência:

  • 222 Rn, 3,8 dias, alfa em decomposição para ...
  • 218 Po , 3,10 minutos, alfa em decomposição para ...
  • 214 Pb , 26,8 minutos, beta em decomposição para ...
  • 214 Bi , 19,9 minutos, em decomposição beta para ...
  • 214 Po, 0,1643 ms, alfa decadente para ...
  • 210 Pb, o qual tem uma meia-vida muito mais longa de 22,3 anos, beta decomposição para ...
  • 210 Bi, 5,013 dias, beta decadente para ...
  • 210 Po, 138,376 dias, alfa decadente para ...
  • 206 Pb, estável.

O factor de equilíbrio rádon é a relação entre a actividade de todas as progênies radão de período curto (que são responsáveis pela maior parte dos efeitos biológicos de radão), e a actividade que seria no estado de equilíbrio com o progenitor rádon.

Se um volume fechado é constantemente alimentado com rádon, a concentração de isótopos de vida curta irá aumentar até se atingir um equilíbrio em que a taxa de decomposição de cada produto de desintegração será igual à do próprio rádon. O fator de equilíbrio é 1 quando ambas as atividades são iguais, o que significa que os produtos de decaimento ter ficado perto do pai radon tempo suficiente para o equilíbrio a ser alcançado, dentro de um par de horas. Sob estas condições cada pCi adicional / L de radônio vai aumentar a exposição, por 0,01 WL (ver explicação do WL abaixo). Estas condições nem sempre são atendidas: em muitos lares, a fração de equilíbrio é tipicamente 40%; isto é, não haverá 0,004 WL de progénie para cada pCi / L de radão no ar. 210 Pb leva muito mais tempo (décadas) a entrar em equilíbrio com o rádon, mas, se o ambiente permite a acumulação de pó ao longo de períodos de tempo prolongados, 210 Pb e os seus produtos de decaimento pode contribuir para os níveis globais de radiação também.

Por causa de sua carga eletrostática, progênies de radão aderir a superfícies ou partículas de poeira, enquanto que o radão gasoso não. Anexo remove-los a partir do ar, normalmente fazendo com que o factor de equilíbrio na atmosfera para ser inferior a um. O fator de equilíbrio também é reduzido por meio de dispositivos de circulação de ar ou de filtragem de ar, e é aumentado por partículas de poeira no ar, incluindo fumaça de cigarro. Em altas concentrações, os isótopos de radônio no ar contribuir significativamente para risco à saúde humana. O fator de equilíbrio encontrada em estudos epidemiológicos é de 0,4.

História e etimologia

Os aparelhos utilizados por Ramsay e Whytlaw-Gray para isolar o rádon. M é um tubo capilar onde aproximadamente 0,1 mm3 foram isolados. Rn misturado com H 2 entrou no sistema evacuado através de um sifão; mercúrio é mostrado em preto.

Radon foi o quinto elemento radioativo para ser descoberto, em 1900 por Friedrich Ernst Dorn, depois de urânio, tório, rádio e polônio. Em 1900 Dorn relatou alguns experimentos em que ele notou que compostos de rádio emanam um gás radioactivo que ele chamou Radium emanação (Ra Em). Antes disso, em 1899, Pierre e Marie Curie observou que o "gás" emitida por rádio permaneceu radioativo por um mês. Mais tarde naquele ano, Robert B. Owens e Ernest Rutherford , em Universidade McGill, em Montreal , notou variações ao tentar medir a radiação de óxido de tório. Rutherford notado que os compostos de tório emite continuamente um gás radioactivo que mantém os poderes radioativos durante vários minutos, e chamou isso de emanação de gás (do latim "emanare" -para decorrer e -expiration "emanatio"), e mais tarde Thorium emanação (Th Em ). Em 1901, ele demonstrou que as emanações são radioativos, mas creditados os Curie pela descoberta do elemento. Em 1903, emanações semelhantes foram observados a partir actinium por André-Louis Debierne e foram chamados Actinium emanação (Ac Em).

Vários nomes foram sugeridos para essas três gases: exradio, exthorio e exactinio em 1904; radônio, thoron, e Akton em 1918; radeon, thoreon, e actineon em 1919, e, eventualmente, radônio, thoron, e actinon em 1920. A semelhança de os espectros de estes três gases com aqueles de árgon, crípton, xénon e, e a sua inércia química observada levou Sir William Ramsay para sugerir em 1904 que as "emanações" pode conter um novo elemento da família do gás nobre.

Em 1910, Sir William Ramsay e Robert Whytlaw-Gray isolado radônio, determinou a sua densidade, e determinou que era o mais pesado de gás conhecida. Eles escreveram que "L'expressão de l'émanation du rádio est fort incommode", (a expressão de rádio emanação é muito estranho) e sugeriu a Niton novo nome (NT) (a partir do "nitens" latim que significa "brilhante") para enfatizar a propriedade radioluminescência, e em 1912 foi aceite pela Comissão Internacional de Pesos Atômicos. Em 1923, o Comité Internacional para elementos químicos e União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) escolheu entre os nomes de radão (Rn), thoron (Tn), e actinon (An). Mais tarde, quando os isótopos foram contados em vez de nomeado, o elemento levou o nome do isótopo mais estável, radônio, enquanto o Tn foi renomeado 220 Rn e An foi rebatizado 219 Rn. No final dos anos 1960, o elemento também foi referida apenas como emanação. O primeiro composto sintetizado de radônio, fluoreto de radônio, foi obtido em 1962.

O perigo da alta exposição ao radão em minas, onde as exposições atingindo 1.000.000 Bq / m 3 pode ser encontrada, é há muito conhecido. Em 1530, Paracelsus descreveu uma doença desperdiçando dos mineiros, o metallorum mala, e Georg Agricola recomendado ventilação em minas para evitar esse mal da montanha (Bergsucht). Em 1879, esta condição foi identificada como câncer de pulmão por Herting e Hesse em sua investigação de mineiros de Schneeberg, Alemanha. Os primeiros grandes estudos com radônio e saúde ocorreu no contexto de mineração de urânio no Região de Joachimsthal Bohemia. Em os EUA, estudos e mitigação única seguido décadas de efeitos na saúde dos mineiros de urânio do Sudoeste dos Estados Unidos empregou durante o início da Guerra Fria ; normas não foram implementadas até 1971.

A presença de radão no ar interior foi documentada já em 1950. A partir de 1970 a pesquisa foi iniciada para resolver fontes de radão interior, determinantes da concentração, efeitos na saúde, e abordagens de mitigação. Nos Estados Unidos, o problema do radão interior recebeu ampla publicidade e intensificou investigação após um incidente amplamente divulgado em 1984. Durante o monitoramento de rotina em uma usina nuclear Pensilvânia, um trabalhador foi encontrado para ser contaminado com radioatividade. A alta contaminação de radônio em sua casa foi posteriormente identificado como responsável pela contaminação.

Ocorrência

Concentração unidades

210 Pb é formado a partir da decomposição de 222 Rn. Aqui é uma taxa de deposição típica de 210 Pb, como observado no Japão como uma função de tempo, devido a variações na concentração de radão.

Todas as discussões sobre as concentrações de radão no ambiente referem-se a 222 Rn. Enquanto a taxa média de produção de 220 Rn (a partir da série de decaimento tório) é aproximadamente o mesmo que 222 Rn, a quantidade de 220 Rn no ambiente é muito menor do que a de 222 Rn devido à curta semi-vida de 220 Rn (1 minuto contra 4 dias).

Concentração de radão geralmente é medido na atmosfera, em bequerel por metro cúbico (Bq / m3), o SI unidade derivada. Exposições domésticos típicos são cerca de 100 Bq / m 3 dentro de casa, e 10-20 Bq / m 3 ao ar livre.

Muitas vezes, é medido em picocuries por litro (pCi / L) nos EUA, com 1 pCi / L = 37 Bq / m 3.

No setor de mineração, a exposição é tradicionalmente medido em nível (WL) de trabalho, ea exposição cumulativa em trabalhar nível mês (WLM): 1 WL é igual a qualquer combinação de curta duração 222 Rn progênie (218 Po, 214 Pb, 214 Bi , e 214 Po) em 1 litro de ar que liberta 1,3 x 10 5 MeV de energia potencial alfa; um WL é equivalente a 2,08 x 10 -5 joules por metro cúbico de ar (J / m 3). A unidade SI de exposição cumulativa é expressa em Joule-hora por metro cúbico (J · h / m 3). Uma WLM é equivalente a 3,6 x 10 -3 J · h / m 3. Uma exposição a 1 WL por 1 mês de trabalho (170 horas) é igual a 1 WLM exposição cumulativa.

A exposição cumulativa de 1 WLM é aproximadamente equivalente a um ano vivendo em uma atmosfera com uma concentração de radão de 230 Bq / m 3.

Rádon (222 Rn), quando libertado para a atmosfera, se decompõe a 210 Pb e outros radioisótopos, os níveis de 210 Pb pode ser medido. A taxa de deposição deste radioisótopo é dependente do tempo.

Concentrações de radão encontrados em ambientes naturais são demasiado baixo para ser detectado por meios químicos. A / m 3 (relativamente elevado) 1000 Bq concentração corresponde a 0,17 picogramas por metro cúbico. A concentração média de radão na atmosfera é de cerca de 6 x 10 -20 átomos de radão para cada molécula no ar, ou cerca de 150 átomos em cada ml de ar. A atividade radon da atmosfera da Terra provém de algumas dezenas de gramas de radônio, consistentemente substituídas por decadência de maiores quantidades de rádio e urânio.

Natural

Concentração de radão ao lado de uma mina de urânio.

Rádon é produzido pelo decaimento radioactivo de rádio-226, que é encontrado em minérios de urânio; fosfato de rocha; folhelhos; rochas ígneas e metamórficas, como granito, gnaisse e xisto; e, em menor grau, em rochas comuns, tais como o calcário. Cada milha quadrada de superfície do solo, a uma profundidade de 6 polegadas (2,6 km 2 a uma profundidade de 15 cm), contém cerca de 1 grama de rádio, o qual liberta o rádon em pequenas quantidades para a atmosfera Numa escala mundial, estima-se que 2.400 milhões curies (90) TBQ de radão são liberados a partir do solo anualmente.

Concentração de radão varia muito de lugar para lugar. Em ar aberto, que varia de 1 a 100 Bq / m3, até mesmo menos (0,1 Bq / m3) acima do oceano. Em cavernas ou minas gaseificadas, ou casas mal-gaseificadas, a sua concentração sobe para 20-2,000 Bq / m 3. Concentração de radão pode ser muito maior em contextos de mineração. Regulamentos de ventilação instruir para manter a concentração de radão em minas de urânio no âmbito do "nível de trabalho", com níveis percentis 95 que vão até quase 3 WL (546 pCi 222 Rn por litro de ar; 20,2 kBq / m 3, medida 1976-1985). A concentração no ar no (não ventilada) Gastein Galeria Cura médias de 43 kBq / m 3 (1,2 nCi / l) com o valor máximo de 160 kBq / m 3 (4,3 nCi / L).

Radon principalmente aparece com a cadeia de decaimento do rádio e urânio série (222 Rn), e marginalmente com a série do tório (220 Rn). O elemento emana naturalmente do solo, e alguns materiais de construção, em todo o mundo, onde quer que vestígios de urânio ou tório pode ser encontrado, e particularmente em regiões com solos contendo granito ou xisto, que tem uma maior concentração de urânio. No entanto, nem todas as regiões graníticas são propensas a altas emissões de radônio. Sendo um gás raro, geralmente migra livremente através de falhas e solos fragmentados, e pode acumular-se em cavernas ou água. Devido à sua semi-vida muito curto (quatro dias para 222 Rn), a concentração de radão diminui muito rapidamente quando a distância a partir da área de produção aumenta. Concentração de radão varia muito com a estação e as condições atmosféricas. Por exemplo, demonstrou-se a acumular-se no ar, se houver inversão meteorológicas e pouco vento.

Altas concentrações de radão pode ser encontrado em algumas das águas de nascente e águas termais. As cidades de Boulder, Montana; Misasa; Bad Kreuznach, Alemanha ; eo país de Japão têm as molas rico em rádio que emitem radônio. Para ser classificado como uma água mineral radônio, concentração de radão deve estar acima de um mínimo de 2 nCi / L (74 kBq / m 3). A actividade de água mineral rádon atinge 2000 kBq / m 3 em Merano e 4000 kBq / m 3 em Lurisia (Itália).

As concentrações de radão naturais na atmosfera da Terra são tão baixos que água rica em radão em contato com a atmosfera continuamente perder por radon volatilização. Assim, água subterrânea tem uma maior concentração de 222 Rn de águas superficiais, porque o radão é produzido continuamente pelo decaimento radioativo de 226 Ra presente em rochas. Da mesma forma, o zona saturada de um solo frequentemente tem um teor mais elevado do que o rádon por causa da zona insaturada difusionais perdas para a atmosfera.

Em 1971, Apollo 15 passou 110 km (68 mi) acima do planalto Aristarco na Lua , e detectou um aumento significativo partículas alfa que se pensa ser causada pelo decaimento de 222 Rn. A presença de 222 Rn tem sido inferido mais tarde a partir de dados obtidos a partir da Lunar Prospector espectrômetro de partículas alfa.

Radon é encontrado em algum petróleo . Porque o rádon tem uma pressão semelhante e a curva de temperatura do propano , e refinarias de petróleo petroquímicos separados com base nos seus pontos de ebulição, a tubagem de realização propano recentemente separadas em refinarias de petróleo pode tornar-se radioactivos devido a decomposição do rádon e seus produtos.

Resíduos do petróleo e gás natural indústria muitas vezes contêm rádio e suas filhas. A escala de sulfato de um poço de petróleo pode ser rico rádio, enquanto a água, óleo, gás e de um poço muitas vezes contém rádon. Rádon decai para formar radioisótopos sólidos que formam revestimentos no interior das tubagens.

Acumulação em casas

Típico log-normal de distribuição de radão em habitações.

O fenômeno da contaminação radon elevado em casas foi descoberto por acaso, em 1985, após o teste de radiação rigorosa conduzida a uma entrada central nuclear revelou que Stanley Watras, um engenheiro de entrar na planta, foi contaminada por substâncias radioactivas. Exposições domésticas típicas são de aproximadamente 100 Bq / m 3 dentro de casa. Dependendo de como as casas são construídas e ventilado, radônio pode acumular-se em caves e habitações. Radon também pode infiltrar-se em um ambiente interno através de rachaduras em pisos sólidos, juntas de construção, rachaduras em paredes, pisos lacunas em suspensão, as lacunas em torno das tubulações de serviço, cavidades no interior paredes, e do abastecimento de água. Concentrações de radão no mesmo local podem diferir por um factor de dois ao longo de um período de 1 hora. Além disso, a concentração em um quarto de um edifício podem ser significativamente diferentes do que a concentração em uma sala adjacente.

A distribuição de concentrações de radão tende a ser assimétrica em torno da média: as concentrações maiores têm um peso desproporcionalmente maior. Concentração de radão interior é geralmente assumido a seguir um distribuição lognormal num dado território. Assim, o média geométrica é geralmente utilizado para a estimativa da concentração de "médio" de radão numa área. A concentração média varia de menos de 10 Bq / m 3 para mais de 100 Bq / m3, em alguns países europeus. Típico desvio padrão geométrico encontrados em estudos variam entre 2 e 3, o significado (dada a 68-95-99.7 regra) que a concentração de radão deverá ser mais do que cem vezes a concentração média de 2 a 3% dos casos.

As maiores concentrações médias de radão nos Estados Unidos encontram-se em E no Iowa Appalachian áreas de montanha no sudeste da Pensilvânia. Alguns dos maiores leituras nunca foram registrados na cidade irlandesa de Mallow, County Cork, provocando temores locais sobre o câncer de pulmão. Iowa tem as maiores concentrações médias de radão nos Estados Unidos, devido à significativa glaciação que fundamentam as rochas graníticas do Escudo Canadense e depositada como solos que compõem a rica terra Iowa. Muitas cidades no interior do estado, tais como Iowa City, passaram os requisitos para a construção de radônio-resistentes em novas casas. Em alguns locais, urânio rejeitos têm sido utilizados para aterros sanitários e foram posteriormente construída sobre, resultando em possível aumento de exposição ao radão.

Produção industrial

Rádon é obtido como um subproduto de uraniferous processamento de minérios após a transferência em 1% de soluções de clorídrico ou ácidos bromídrico. A mistura de gás extraído das soluções contém H2, O2, He, Rn, CO 2, H 2 O e hidrocarbonetos. A mistura é purificada por passagem ao longo de cobre a 720 ° C para remover a H 2 O e a 2, e em seguida E KOH P 2 O 5 são usados para remover os ácidos e por humidade sorção. Rádon é condensado com azoto líquido e purificado a partir de gases de resíduos por sublimação.

Radon comercialização é regulada, mas está disponível em pequenas quantidades para a calibração de 222 sistemas de medição RN, a um preço de quase US $ 6.000 por mililitro de solução de rádio (que contém apenas cerca de 15 picogramas de radônio real em um dado momento). Rádon é produzido por uma solução de rádio-226 (semi-vida de 1600 anos). Radium-226 decai por emissão de partículas alfa, produzindo radon que recolhe sobre amostras de rádio-226 a uma taxa de cerca de 1 mm 3 / dia por grama de rádio; equilíbrio é rapidamente atingida e o rádon é produzido num fluxo constante, com uma actividade igual ao do rádio (50 Bq). Gasoso 222 Rn (semi-vida de cerca de quatro dias) escapa-se da cápsula através de difusão.

Escala concentração

Bq / m3 pCi / L Exemplo ocorrência
1 ~ 0,03 Concentração de radão nas margens de grandes oceanos é tipicamente de 1 Bq / m 3.

Concentração traço Radon acima oceanos ou na Antártica pode ser inferior a 0,1 Bq / m 3.

10 0,27 A concentração média continental ao ar livre: 10 a 30 Bq / m 3.

Com base em uma série de pesquisas, a concentração de radão interior média global é estimado em 39 Bq / m 3.

100 2.7 Exposição doméstica interna típica. A maioria dos países têm adotado uma concentração de radão de 200-400 Bq / m 3 para o ar interior como uma ação ou nível de referência. Se o teste mostra níveis inferiores a 4 picocuries radônio por litro de ar (150 Bq / m 3), então nenhuma ação é necessária. A exposição acumulada de 230 Bq / m 3 de gás radônio concentração durante um período de um ano corresponde a 1 WLM.
1000 27 Concentrações muito elevadas de radão (> 1000 Bq / m3) foram encontrados em casas construídas em solos com um elevado teor de urânio e / ou de alta permeabilidade do solo. Se os níveis são de 20 picocuries radônio por litro de ar (800 Bq / m 3) ou superior, o dono da casa deve considerar algum tipo de procedimento para diminuir os níveis de radão interior.
10.000 270 O "Nível de Trabalho" em minas de urânio corresponde a um 7000 Bq / m 3 concentração.

A concentração no ar nos (sem ventilação) Gastein Galeria Cura médias 43 kBq / m 3 (cerca de 1,2 nCi / L), com valor máximo de 160 kBq / m3 (cerca de 4,3 nCi / L).

100.000 ~ 2700

Sobre 100.000 Bq / m3 (2,7 nCi / L) foi medida no Porão da casa de Stanley Watras.

1.000.000 27000 As concentrações que atingem 1.000.000 Bq / m 3 pode ser encontrada em minas de urânio não ventilados.

Aplicações

Médico

Uma forma de início do século 20- charlatanismo foi o tratamento de doenças em um radiotorium. Era uma sala pequena, selado para os pacientes a ser expostas ao gás radão para os seus "efeitos medicinais". A natureza cancerígena do radon, devido à sua radiação ionizante se tornou evidente mais tarde. De radão-danificar molécula de radioactividade tem sido utilizado para matar as células cancerosas. Não se trata, no entanto, aumentar a saúde das células saudáveis. De facto, a radiação ionizante provoca a formação de radicais livres, o que resulta em dano celular e genética outro, resultando em aumento das taxas de doenças, incluindo câncer .

Um aparelho para a (supostamente) dissolução radônio na água potável, em um restaurante no Japão

A exposição ao radão, um processo conhecido como hormesis radiação, foi sugerido para mitigar doenças auto-imunes, como artrite. Como resultado, no final do século 20 e início do século 21 ", minas de saúde", estabelecido em Basin, Montana atraiu pessoas que procuram alívio de problemas de saúde, tais como a artrite através da exposição limitada a água de mina e radioativo radônio. No entanto, a prática é desencorajada por causa dos efeitos nocivos bem documentados de altas doses de radiação sobre o corpo.

Banhos de água radioativa têm sido aplicados desde 1906 em Jáchymov, República Checa , mas mesmo antes da descoberta de radão foram usados em Bad Gastein, ?ustria . Nascentes ricas em Radium também são usados na tradicional japonês onsen em Misasa, Tottori Prefecture. Beber terapia é aplicada em Bad Brambach, Alemanha . A terapia por inalação é efectuada em Gasteiner-Heilstollen, na ?ustria, em Świeradów-Zdrój, Czerniawa-Zdrój, Kowary, Lądek Zdrój, Polônia, em Harghita Bai, da Roménia, Boulder, Estados Unidos. Nos Estados Unidos e na Europa existem vários "radon spas ", onde as pessoas se sentam para minutos ou horas em um ambiente de alta radônio na crença de que baixas doses de radiação irá revigorar ou energizá-los.

Rádon foi produzido comercialmente para utilização em terapia de radiação, mas na maior parte foi substituída por radionuclídeos feitas em aceleradores e reatores nucleares. Rádon foi usado em sementes implantáveis, feito de ouro ou de vidro, principalmente utilizado para tratar cancros. As sementes de ouro foram produzidas por um longo tubo de enchimento com o rádon bombeado a partir de uma fonte de rádio, sendo o tubo, em seguida, dividido em secções curtas por compressão e de corte. A camada de ouro mantém a radão dentro, e filtra as radiações alfa e beta, enquanto permite que o raios gama para escapar (que matam o tecido doente). As actividades pode estar na gama 0,05-5 milicuries por semente (2 a 200 MBq). Os raios gama são produzidos por radônio e os primeiros elementos de curta duração de sua cadeia de decaimento (218 Po, 214 Pb, 214 Bi, 214 Po).

Radon e seus produtos primeiro decaimento sendo muito curta duração, a semente é deixado no local. Após 12 meias-vidas (43 dias), a radioactividade é rádon em 1/2000 do seu nível original. Nesta fase, a actividade residual predominante origina a partir do produto do decaimento do rádon 210 Pb, cuja meia-vida (22,3 anos) é 2000 vezes maior do que o rádon (e, portanto, cuja actividade é de 1/2000 do rádon), e os seus descendentes e 210 Bi 210 Po, totalizando 0,03% da atividade semente inicial.

No início do século 20 nos EUA, ouro contaminado com 210 Pb entrou na indústria de jóias. Esta foi a partir de sementes de ouro que tinha realizadas 222 Rn que tinha sido derretidos depois do radon havia decaído.

Científico

Radon emanação do solo varia de acordo com o tipo de solo e com teor de urânio superfície, de modo concentrações de radão ao ar livre pode ser usado para controlar as massas de ar em um grau limitado. Este fato tem sido utilizada por alguns cientistas atmosféricos. Por causa da rápida perda de radão para o ar e decadência relativamente rápida, o radão é usado em hidrológico pesquisa que estuda a interação entre as águas subterrâneas e riachos. Qualquer concentração significativa de radão em um fluxo é um bom indicador de que existem entradas locais de água subterrânea. Rádon é também utilizado no namoro de solos contendo óleo rádon porque tem uma elevada afinidade para as substâncias semelhantes aos hidrocarbonetos que.

Radon solo-concentração foi utilizado de forma experimental para mapear enterrado geológicos close-subsuperficiais falhas porque as concentrações são geralmente mais elevadas sobre as falhas. Da mesma forma, ele encontrou algum uso limitado na prospecção de gradientes geotérmicos.

Alguns pesquisadores têm investigado a evolução das concentrações de radão para as águas subterrâneas previsão de terremotos. Rádon tem uma meia-vida de cerca de 3,8 dias, o que significa que ele pode ser encontrado somente pouco depois de ter sido produzida na cadeia de decaimento radioactivo. Por esta razão, foi levantada a hipótese de que aumentos na concentração de radão é devido à geração de novas fissuras subterrâneas, o que permitiria o aumento da circulação de água do solo, expulsando radônio. A geração de novas rachaduras não pode presumir-se injustificadamente a preceder grandes terremotos. Em 1970 e 1980, as medições científicas de emissões de radão faltas perto descobriram que os terremotos ocorreram frequentemente com nenhum sinal de radônio, e radônio foi frequentemente detectada com nenhum terremoto de seguir. Em seguida, foi descartada por muitos como um indicador fiável. No entanto, a partir de 2009, ele está sob investigação como um possível precursor pela NASA.

Radon é um poluente conhecido emitida a partir de estações de energia geotérmica, embora se dispersa rapidamente e sem perigo radiológico foi demonstrada em várias investigações. A tendência em plantas geotérmicas é reinjectar todas as emissões por bombeamento subterrâneo profundo, e isso parece provável que, em última análise reduzir tais riscos de radônio mais.

Na década de 1950, o rádon foi usado em aplicações industriais radiografia.

Riscos para a saúde - radônio no ar

Radon em minas

O risco relativo de mortalidade por câncer de pulmão por exposição cumulativa a produtos de decaimento radão (em WLM) a partir dos dados combinados de 11 coortes de mineiros subterrâneos de hard rock. Embora exposições elevadas (> 50 WLM) causar cancros excesso estatisticamente significativas, no caso de pequenas exposições (10 WLM) é inconclusivo e aparece ligeiramente benéfico neste estudo.

Radon-222 (progênie realmente radão) foi classificado pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer como carcinogênico para humanos, e como um gás que pode ser inalado, o câncer de pulmão é uma preocupação especial para as pessoas expostas a níveis elevados de radônio por períodos prolongados de tempo. Durante os anos 1940 e 50, quando os padrões de segurança que necessitem de ventilação caros em minas não foram amplamente implementadas, a exposição ao radão estava ligada a câncer de pulmão entre os mineiros não-fumadores de urânio e outros materiais de hard rock no que é hoje a República Checa , e mais tarde entre os mineiros do sudoeste dos Estados Unidos.

Desde aquela época, ventilação e outras medidas têm sido usadas para reduzir os níveis de radão nas minas mais afetadas que continuam a operar. Nos últimos anos, a exposição média anual de mineiros de urânio caiu para níveis semelhantes às concentrações inaladas em algumas casas. Isso reduziu o risco de câncer induzida ocupacional de radônio, apesar de problemas de saúde podem persistir por aqueles que estão atualmente empregados em minas afetadas e para aqueles que têm sido empregadas em eles no passado. À medida que o risco relativo para os mineiros diminuiu, por isso tem a capacidade de detectar riscos em excesso entre essa população.

Muitos pesquisadores têm destacado um possível aumento do risco teórico deleucemia de radônio, mas o suporte empírico para isso não emergiu.

Exposição de nível doméstico

Exposição ao radão (na verdade, a descendência do radão) tem sido associada ao câncer de pulmão em numerosos estudos de caso-controle realizados nos Estados Unidos, Europa e China. Há aproximadamente 21.000 mortes por ano nos EUA devido a cancros do pulmão induzida por radão.

Um dos estudos mais abrangentes de radão realizados nos Estados Unidos pelo Dr. R. William campo e os colegas encontraram um risco aumentado de câncer de pulmão de 50%, mesmo em exposições prolongadas a nível de acção da EPA de 4 pCi / L. América do Norte e em pool Europeia análises apoiar ainda mais estes resultados.

Um estudo epidemiológico mostra controversa diminuição do risco de câncer vs. exposição doméstica radão (5 pCi / L ≈ 200 Bq / m 3 ). Este estudo não tem controles de nível individuais para a exposição de fumar e radônio, e, portanto, carece de poder estatístico para tirar conclusões definitivas. Devido a isso as barras de erro (que simplesmente refletem a variabilidade dos dados em bruto) são provavelmente muito pequena. Entre outros painéis de especialistas, a OMS está Agência Internacional para Pesquisa sobre o Câncer concluiu que estas análises "pode ​​ser rejeitada."

A maioria dos modelos de exposição ao radão residencial são baseadas em estudos de mineiros, e as estimativas directas dos riscos que representam para os proprietários seria mais desejável. No entanto, por causa das dificuldades de medir o risco de rádon em relação a outros colaboradores-designadamente o tabagismo-modelos do seu efeito muitas vezes feito uso delas.

Radon tem sido considerado a segunda principal causa de câncer de pulmão e principal causa ambiental de mortalidade por câncer pelos United States Environmental Protection Agency. outros chegaram a conclusões semelhantes para o Reino Unido e França. Exposição ao radão em casas e escritórios podem surgir de certas formações de rocha subsuperficial, e também a partir de determinados materiais de construção (por exemplo, alguns granitos). O maior risco de exposição ao radão surge em edifícios que são herméticos, insuficientemente ventilada, e ter vazamentos de fundação que permitem que o ar do solo em porões e quartos de habitação.

Radon e tabagismo

Os resultados de estudos epidemiológicos indicam que o risco de cancro do pulmão aumenta com a exposição ao rádon residencial. No entanto, há sempre grandes incertezas nestes estudos. Um exemplo clássico e bem conhecido de fonte de erro é de fumar. Além disso, o tabagismo é o fator de risco mais importante para o câncer de pulmão. No Ocidente, o fumo do tabaco é estimada em causa cerca de 90% de todos os cânceres de pulmão. Há uma tendência para outros riscos hipotéticos de câncer de pulmão para afogar no risco de fumar. Os resultados de estudos epidemiológicos devem sempre ser interpretados com cautela.

De acordo com a EPA, o risco de câncer de pulmão em fumantes é significativo devido aos efeitos sinérgicos de radônio e tabagismo. Para essa população cerca de 62 pessoas em um total de 1.000 morrerão de câncer de pulmão em comparação com 7 pessoas em um total de 1,000 para as pessoas que nunca fumaram. Não pode, contudo, ser excluída a possibilidade de o risco de não-fumantes deve ser explicado, principalmente, por um efeito de combinação de radão e do tabagismo passivo (ver abaixo).

Radon, como outros fatores de risco externos conhecidos ou suspeitos para o cancro do pulmão, é uma ameaça para os fumantes e ex-fumantes. Isto foi claramente demonstrado pelo estudo europeu pooling. Um comentário ao estudo pooling declarou: "não é apropriado falar simplesmente de um risco de radônio em residências O risco é de fumar, agravado por um efeito sinérgico de radão para fumantes sem fumar, o efeito parece ser tão pequeno.. que se torna insignificante ".

Um estudo da radiação a partir de pós mastectomia radioterapia mostra que os modelos simples anteriormente utilizado para avaliar os riscos combinados e separados a partir de radiação e de fumar necessita de ser desenvolvido. Isso também é apoiado por nova discussão sobre o método de cálculo, LNT, que rotineiramente tem sido utilizado.

Radon e tabagismo passivo

Uma questão importante é se também o fumo passivo pode causar um efeito de sinergia semelhante com radon residencial. Esta não foi suficientemente estudada. Os dados de base para o estudo europeu pooling torna impossível excluir que tal efeito de sinergia é uma explicação para a (muito limitadas) aumento no risco de radônio que foi indicado para não-fumantes.

Um estudo de 2001, que incluiu 436 casos (nunca fumantes que tiveram câncer de pulmão), e um grupo controle (1,649 nunca fumantes) mostraram que a exposição ao radão aumentou o risco de câncer de pulmão em não fumantes. Mas o grupo que haviam sido expostos ao fumo passivo em casa apareceu para suportar a totalidade do aumento de risco, enquanto que aqueles que não foram expostos ao tabagismo passivo não mostrou qualquer risco aumentou com o aumento do nível de radônio.

Este resultado necessita de confirmação por estudos adicionais. Apesar dos resultados surpreendentes a partir de 2001, novos estudos não parecem ter sido implementado.

Riscos para a saúde - radônio na água potável

Os efeitos de radão se ingeridos são igualmente desconhecido, embora estudos descobriram que a sua meia-vida biológica varia 30-70 minutos, com 90 por cento de remoção a 100 minutos. Em 1999, Conselho Nacional de Pesquisa investigou a questão de radônio na água potável. Os riscos associados com a ingestão foi considerado quase insignificante.

Para além de serem ingeridos através da água de beber, o rádon é também libertado da água quando a temperatura é aumentada, a pressão é diminuída e quando a água é arejada. As melhores condições para liberação de radônio e exposição ocorrer durante o banho. Água com uma concentração de radão de 10 4 pCi / L pode aumentar a concentração de radão no ar interior por 1 pCi / L em condições normais de uso da água.

As concentrações de radão no ar pode ser alta em plantas com grandes piscinas de águas subterrâneas, tais como estações de tratamento de água potável.

Testes e mitigação

Um kit de teste de radão.

Existem testes relativamente simples para o gás radão. Em alguns países, estes testes são metodicamente feito em áreas de riscos sistemáticos conhecidos. Dispositivos de detecção de radão estão disponíveis comercialmente. Os dispositivos de teste de radão de curto prazo usado para fins de rastreio são baratos, em alguns casos livre. Existem protocolos muito importantes para fazer testes de radão de curto prazo e é imperativo que sejam estritamente seguidas. O kit inclui um coletor que o usuário paira no andar mais baixo habitável da casa por 2 a 7 dias. O usuário, em seguida, envia o coletor para um laboratório para análise. Kits de longo prazo, tendo colecções de até um ano, também estão disponíveis. Um kit de teste do solo aberto pode testar as emissões de radão da terra antes do início da construção.

Os níveis de radônio flutuar naturalmente, devido a fatores como condições climáticas transitórios, então um teste inicial pode não ser uma avaliação precisa do nível de radônio médio de uma casa. Os níveis de radão são, no máximo, durante a parte mais fresca do dia, quando os diferenciais de pressão são maiores. Portanto, um resultado elevada (acima de 4 pCi / L) justifica a repetição do teste antes de empreender projetos de redução mais caras. Medidas entre 4 e 10 pCi / L mandado um teste de radão longo prazo. Medidas mais de 10 pCi / L mandado de apenas mais uma prova de curto prazo para que as medidas de redução não sejam indevidamente adiada. Os compradores de imóveis são aconselhados a adiar ou recusar uma compra se o vendedor não diminuiu com sucesso radon a 4 pCi / L ou menos.

Uma vez que a meia-vida do rádon é apenas 3,8 dias, a remoção ou isolar a fonte vai reduzir grandemente o risco dentro de algumas semanas. Outro método para reduzir os níveis de radão é modificar a ventilação do edifício. Em geral, as concentrações de radão interior aumentar à medida que as taxas de ventilação diminuir. Em local bem ventilado, a concentração de radão tende a se alinhar com valores exteriores (tipicamente 10 Bq / m 3 , variando de 1 a 100 Bq / m 3 ).

Níveis de radão no ar interior pode ser reduzido em um número de maneiras, a partir de sub-placa de despressurização para aumentar a taxa de ventilação do edifício. As quatro principais formas de reduzir a quantidade de radônio acumulando em uma casa são:

  • Despressurização Sub-laje (sucção do solo), aumentando sob o piso de ventilação;
  • Melhorar a ventilação da casa e evitar o transporte de radônio do porão em salas de estar;
  • Instalar um sistema de cárter radônio na cave;
  • A instalação de uma pressurização positiva ou sistema de ventilação de alimentação positiva.

De acordo com o "Guia do Cidadão para Radon" da EPA, o método para reduzir radon "... usado principalmente é um sistema de tubo de ventilação e ventilador, que puxa radônio debaixo da casa e aberturas para o exterior", que também é chamado despressurização sub-laje, Ativo despressurização do solo, ou sucção do solo. Geralmente radão interior pode ser mitigado pela despressurização sub-laje e esgotar tais ar radon-laden ao ar livre, longe de janelas e outras aberturas de construção. "EPA geralmente recomenda métodos que previnam a entrada de radônio. Sucção do solo, por exemplo, impede radon de entrar em sua casa, chamando a radão a partir de baixo da casa e ventilação-lo através de um tubo, ou tubos, para o ar acima da casa onde ele é rapidamente diluída "e" não EPA não recomenda o uso de vedação sozinho para reduzir radon, porque, por si só, vedação não foi mostrado para reduzir os níveis de radão significativamente ou de forma consistente "de acordo com a EPA" do Consumer Guide to Redução Radon: Como corrigir sua casa ".

Sistemas de ventilação com pressão positiva pode ser combinado com um permutador de calor para recuperar a energia no processo de troca de ar com o exterior, e simplesmente a exaustão do ar do porão para o exterior não é necessariamente uma solução viável como esta pode, na verdade, desenhar gás rádon em uma habitação. Casas construídas em um espaço de rastreamento podem beneficiar de um coletor de radônio instalado sob uma "barreira radon" (uma folha de plástico que cobre o espaço de rastreamento). Para crawlspaces, a EPA afirma: "Um método eficaz para reduzir os níveis de radão em casas crawlspace envolve cobrindo o chão de terra com uma folha de plástico de alta densidade. Um tubo de ventilação e ventilador são usados ​​para desenhar o radônio debaixo da folha e desabafar-lo para o ao ar livre. Esta forma de sucção do solo é chamado de sucção submembrane, e quando aplicado corretamente é a maneira mais eficaz de reduzir os níveis de radão em casas forro. "

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