Radon(lat. Radonum), Rn, radioactiv element chimic grupa a VIII-a tabel periodic Mendeleev; număr atomic 86, se referă la gaze inerte. Trei izotopi α-radioactivi ai radonului apar în natură ca membri ai seriei radioactive naturale. 219 Rn (membru al seriei actinouraniului; timpul de înjumătățire T ½ = 3,92 sec); 220 Rn (serie toriu, T ½ = 54,5 sec) și 222 Rn (serie uraniu - radiu, T ½ = 3,823 zile). Izotopul 219 Rn este numit și actinon (simbol An), 220 Rn este toron (Tn), iar 222 Rn este numit Radon adevărat și este adesea desemnat pur și simplu prin simbolul Rn. Artificial, cu ajutorul reactii nucleare S-au obținut peste 20 de izotopi de radon cu numere de masă între 201 și 222 Pentru a sintetiza izotopi de radon cu deficiență de neutroni cu numere de masă 206-212, la Institutul Comun de Cercetări Nucleare (Dubna, URSS) a fost creată o instalație specială de cromatografie în gaze. ceea ce face posibilă obținerea sumei acestor izotopi în termeni radiochimici în formă pură de jumătate de oră.

Descoperirea radonului este rezultatul lucrărilor timpurii privind studiul radioactivității. În 1899, fizicianul american R.B. Owens a descoperit că descompunerea lui Th produce o anumită substanță radioactivă care poate fi îndepărtată din soluțiile care conțin Th printr-un curent de aer. E. Rutherford a numit această substanță emanație (din latinescul emano - flow out). În 1899, Rutherford, care lucra atunci în Canada, a dovedit că emanația de toriu descoperită de Owens era un gaz radioactiv. În același an, E. Dorn în Germania și A. Debierne în Franța au raportat că dezintegrarea radiului produce și o emanație (emanare de radiu, radon). În 1903, a fost descoperită și emanația de actiniu, actinon (izotopi naturali ai radonului și acum sunt adesea numiți emanații). Astfel, în cazul radonului, oamenii de știință au întâlnit practic pentru prima dată existența mai multor varietăți de atomi într-un singur element, care mai târziu au fost numiți izotopi. E. Rutherford, W. Ramsay, F. Soddy și alții au arătat că emanația de radiu este un nou element chimic legat de gazele inerte. Pentru capacitatea sa de a luminesce într-o stare condensată, Radonul trebuia să fie numit niton (din latinescul nitens - strălucitor).

Radonul este unul dintre cele mai rare elemente. Conținutul său în scoarta terestra până la 1,6 km adâncime, aproximativ 115 tone de radon, format în minereuri și minerale radioactive, intră treptat pe suprafața pământului, în hidrosferă și în atmosferă. Concentrația medie de Radon în atmosferă este de aproximativ 6·10 -17% (în masă); V apa de mare- până la 0,001 pcurie/l.

În condiții normale, radonul este un gaz incolor, inodor și fără gust; temperatura de fierbere -61,8°С, temperatura de topire -71°С. Densitatea la 0°C este de aproximativ 9,9 g/l. Aproximativ 0,5 volume de Radon sunt dizolvate în 1 volum de apă la 0°C (mult mai mult în solvenți organici). La exterior învelișul de electroni Atomul de radon conține 8 electroni (configurația 6s 2 6p 6), motiv pentru care chimic radonul este foarte inactiv. Ca și xenonul, Radonul produce fluor (probabil din compoziția RnF 2), care la 500 °C este redus de hidrogen la Radon elementar. După cum a stabilit B.A Nikitin, radonul poate forma clatrați cu apă, fenol, toluen etc.

Pentru a obține Radon (izotopul său 222 Rn) prin soluție apoasă sărurile de radiu trec curentul gazos (azot, argon etc.). Gazul care trece prin soluție conține aproximativ 10 -5% Radon. Pentru extragerea radonului se utilizează fie capacitatea sa de a se absorbi bine pe corpurile poroase (cărbune activat și altele), fie metode chimice speciale. Cantitățile disponibile de Radon pur nu depășesc 1 mm 3 .

Radonul este foarte toxic datorită proprietăților sale radioactive. Dezintegrarea radonului produce produse radioactive nevolatile (izotopi Po, Bi și Pb), care sunt îndepărtați din organism cu mare dificultate. Prin urmare, atunci când lucrați cu Radon, este necesar să folosiți cutii sigilate și să luați măsuri de precauție.

Radonul este utilizat în principal în medicină. Apele care conțin radon sunt utilizate în tratamentul bolilor sistemului nervos și cardiovascular, ale organelor respiratorii și digestive, oaselor, articulațiilor și mușchilor, ginecologiei, bolilor, bolilor metabolice și altele.

Metodele de emanare se bazează pe determinarea concentrației de Radon în stratul de suprafață al aerului. explorare geologică, permițând estimarea conținutului de U și Th în soluri, în rocile adiacente suprafeței etc. Radonul este folosit și în cercetarea stiintifica. Radioactivitatea radonului, care este în echilibru cu U sau Th, este uneori utilizată pentru a determina conținutul acestor elemente, de exemplu, în probele de rocă. Studiul modificărilor structurii solidelor prin metoda emanației se bazează pe măsurarea vitezei de eliberare a radonului la încălzire din probe solide care conțin izotopi radioactivi - precursori de radon din seria radioactivă 232 Th sau 235 U.

Radonul a fost descoperit de mai multe ori și, spre deosebire de alte povești similare, fiecare nouă descoperire nu le-a infirmat, ci doar le-a completat pe cele anterioare. Faptul este că niciunul dintre oamenii de știință nu s-a ocupat de elementul radon - un element în înțelegerea noastră obișnuită a cuvântului. Una dintre definițiile actuale ale unui element este „o colecție de atomi cu un număr total de protoni în nucleu”, adică diferența poate fi doar în numărul de neutroni. În esență, un element este o colecție de izotopi.

Dar în primii ani ai secolului nostru, protonul și neutronul nu fuseseră încă descoperite, iar însuși conceptul de izotop nu exista.

Rutherford și Owens, Ramsay și Soddy, Dorn, Debierne, independent unul de celălalt și aproape simultan (1900-1904) au găsit izotopi ai aceluiași element - elementul nr. 86. Toate aceste descoperiri au fost o continuare a muncii de pionierat a soților Curie. in domeniul radioactivitatii. În fiecare dintre aceste studii, așa cum credeau autorii lor, a fost descoperit un nou gaz radioactiv, un nou element. Și nu puteau gândi altfel: originea gazelor nou descoperite, principala lor caracteristică radioactivă - timpul de înjumătățire - erau departe de a fi aceeași. Emanarea rutherfordiană (numele provine din latinescul emanatio - „ieșire”) a fost generată de toriu. Debierne actinon a fost obținut din actiniu. Dornovsky radon și Ramzaevsky niton (din latinescul nitens - „strălucitor, luminos”) au fost un produs fiică al radiului...

Dorn deschise radon mai devreme decât Ramsay și Soddy, totuși, numele acestuia din urmă sunt plasate pe merit pe lista descoperitorilor elementului nr. 86. Ramsay a fost cel care și-a investigat pentru prima dată nitonul ca element chimic, i-a aflat liniile spectrale caracteristice, a determinat masa atomică, a explicat indiferența chimică și a găsit un loc pentru acest element în tabelul periodic.

Și din punct de vedere cronologic, prima dintre aceste lucrări a fost lucrarea lui Rutherford și Owens, realizată în Canada. Aceasta este ceea ce Rutherford însuși, care a devenit unul dintre luminați, a spus despre asta în 1936 fizică nouă. (Acesta este un fragment din ultimul vorbirea în public Rutherford, raportul său „Patruzeci de ani de dezvoltare a fizicii”).

„... În 1898 am ajuns la Universitatea McGill din Montreal și acolo l-am întâlnit pe R. Owens, noul profesor de inginerie electrică, care a sosit în același timp cu mine. Owens avea o bursă care l-a obligat să efectueze unele cercetări fizice; a întrebat dacă aș putea sugera un subiect pe care să-l cerceteze pentru a justifica această bursă. I-am sugerat să folosească un electroscop pentru a investiga toriu, a cărui radioactivitate fusese descoperită între timp... L-am ajutat să facă experimente și am descoperit câteva fenomene ciudate. S-a dovedit că efectul radioactiv al oxidului de toriu poate trece printr-o duzină de foi de hârtie așezate deasupra acestui oxid, dar este întârziat de o placă subțire de mică, ca și cum ar fi emis ceva care ar putea difuza prin porii hârtiei. . Faptul că instrumentul era foarte sensibil la mișcarea aerului a susținut această ipoteză de difuzie. Am efectuat apoi experimente în care aerul a trecut peste oxidul de toriu și apoi a intrat într-o cameră de ionizare. Aceste experimente au arătat că activitatea ar putea fi efectuată pe calea aerului. Cu toate acestea, atunci când fluxul de aer s-a oprit, activitatea din camera de ionizare nu a dispărut imediat, ci a scăzut treptat conform unei legi exponențiale. Am numit această substanță gazoasă, care poate să difuzeze prin hârtie, să fie transportată de aer și să-și păstreze o perioadă de timp activitatea, dispărând conform unei legi caracteristice, „emanarea toriului”.

Am descoperit că această emanație are proprietatea extrem de particulară de a face radioactive corpurile peste care trece. Se pare că această proprietate se datorează cel mai probabil precipitării unei substanțe materiale și nu oricărei activități care apar în corpurile în sine sub influența radiațiilor, deoarece atunci cantitatea de substanță depozitată ar trebui să crească odată cu aplicarea câmp electric. În acele zile, mulți oameni obțineau rezultate irepetabile și ciudate prin plasarea obiectelor în apropierea substanțelor radioactive; Aparent, toate acestea ar putea fi explicate prin prezența acelorași emanații ca și cele pe care le-am descoperit în toriu.

Înainte ca o astfel de explicație să poată fi considerată corectă, a fost necesar să se clarifice adevărata natură a emanației. Acest lucru a fost foarte dificil, deoarece cantitatea disponibilă a fost întotdeauna foarte mică. De la bun început, Soddy și cu mine am presupus că trebuie să fie un gaz inert precum heliul, neonul sau argonul, deoarece nu l-am putut combina cu nicio substanță chimică...”

Pentru a fi corect, acum ar trebui să dăm cuvântul chimistului. Să facem asta. Articolul „Emanation”, reprodus aici cu abrevieri, a fost scris în 1910 (s-ar putea spune fierbinte) de remarcabilul chimist rus profesor Lev Aleksandrovich Chugaev.

„Dacă orice sare de radiu este dizolvată în apă sau încălzită în vid, atunci se eliberează din ea un gaz radioactiv, numit emanație. Acest gaz are proprietăți uimitoare. Pe de o parte, este absolut inertă: toate încercările de a o aduce în legătură cu alte corpuri s-au soldat cu eșec... Dar, pe de altă parte, emanația aparține celor mai active și mai schimbătoare corpuri pe care ni le poți imagina. Se prăbușește rapid, eliberând particule alfa și pierzându-și proprietățile radioactive. Acest proces, ca și alte transformări ale substanțelor radioactive, are loc în conformitate cu legea reacțiilor monomoleculare discutată mai sus. Constanta y pentru emanație este 0,000002 dacă secunda este aleasă ca unitate de timp. Aceasta înseamnă că într-o secundă, din cantitatea totală disponibilă de emanație, 0,000002, sau V500.000 parte, suferă transformare.

De aici este ușor de calculat că jumătate din emanație este distrusă în aproximativ patru (mai precis 3,86) zile.

Aproximativ -65°C la presiunea atmosferică Emanarea se condensează într-un lichid, cea mai mică picătură din care fluoresce puternic cu lumină albastră sau violetă, care este comparată cu lumina electrică. La -71°C se intareste intr-o masa solida, opaca. Pentru aceste experimente, Rutherford a avut la dispoziție 0,14 g de radiu (dând 0,082 mm 3 emanații), Ramsay - 0,39 g de bromură de radiu cristalină, ceea ce corespunde la 0,21 g de radiu metalic. Cu cantități atât de nesemnificative de emanație, a trebuit colectat și observat în cele mai subțiri tuburi capilare (0,1-0,2 mm în diametru) la microscop. Prin determinarea vitezei cu care emanația curge prin găuri subțiri, a fost posibil să se găsească (aproximativ, desigur) densitatea acesteia și, prin urmare, greutatea moleculei, care (în cele mai de încredere experimente) s-a dovedit a fi aproape de 220. .

Pentru în ultima vreme(Vă reamintim că articolul a fost scris în 1910 - Ed.) Ramsay și Gray au ajuns aproape la același rezultat cântărind direct un anumit volum de emanație închis într-un tub capilar de cuarț. Tehnica experimentală pe care au ales-o în acest scop este curioasă prin subtilitatea ei. Pentru cântărire s-au folosit microbalanțe speciale realizate integral din cuarț. Sensibilitatea lor a ajuns la V500.000 mg și cel mai mare număr emanaţia cântărită a ocupat un volum de cel mult 0,1 mm 3 . Cântărirea în sine a avut loc fără ajutorul greutăților. Corpul cântărit (un capilar de cuarț care conținea emanație) a fost echilibrat de aceeași bilă de cuarț goală, care conținea o anumită cantitate de aer. Greutatea acestei mingi (aparentă) a variat în funcție de presiunea aerului din dispozitiv... Densitatea emanației în medie dintr-un număr de experimente s-a dovedit a fi de 111,5, ceea ce corespunde cu greutate moleculară 223. Ținând cont de faptul că emanația în proprietățile sale ar trebui să fie clasată printre gazele indiferente (în original - „ideal”; aparent o greșeală de tipar. - Ed.) ale grupului zero, a căror moleculă constă întotdeauna dintr-un singur atom , tragem concluzia că greutatea sa atomică ar trebui să fie apropiată de 223... Și din moment ce acum nu se mai poate pune la îndoială natura sa elementară, Ramsay i-a propus un nume special - niton.

Procesul de formare a nitonului din radiu este însoțit de eliberarea de particule alfa, care, așa cum vom vedea acum, sunt atomi de heliu încărcați cu electricitate pozitivă. Prin urmare, Rutherford și Soddy au sugerat că prima fază a transformării radiului este exprimată prin următoarea schemă: Ra = emanație + heliu (sau Ra = Nt + He), adică 226,4-4 = 222,4. Pe această bază, greutatea atomică a nitonului ar trebui să fie aproape de 222,4.

Ținând cont de dificultatea determinărilor experimentale corespunzătoare, nu se poate să nu recunoască coincidența ca fiind de-a dreptul strălucitoare.”
Ce ar trebui adăugat la asta?

În primul rând, în anii de la descoperirea radonului, constantele sale de bază au fost cu greu clarificate sau revizuite. Aceasta este o dovadă a înaltei abilități experimentale a celor care i-au identificat pentru prima dată. S-a clarificat doar punctul de fierbere (sau trecerea la starea lichidă de la starea gazoasă). În cărțile moderne de referință este indicat destul de clar - minus 62°C.

De asemenea, trebuie adăugat că ideea inerției chimice absolute a radonului, precum și a altor gaze nobile grele, a devenit un lucru din trecut. Chiar înainte de război, Membru corespondent al Academiei de Științe a URSS B.A. Nikitin de la Institutul de Radiu din Leningrad a primit și studiat primul compuși complecși radon - cu apă, fenol și alte substanțe. Deja din formulele acestor compuși: Rn-6H 2 0, Rn-C 6 H 5 OH, Rn-CH 3 C 6 H 5 - este clar că aceștia sunt așa-numiții compuși de incluziune, că radonul din ei este asociat cu molecule de apă sau materie organică numai de forțele Van der Waals... Mai târziu, în anii 60, s-au obținut adevărați compuși ai radonului. Conform conceptelor teoretice care se dezvoltaseră până atunci despre halogenurile de gaze nobile, compușii radonului RnF 2, RnF 4, RnCl 4 și alții ar trebui să aibă o rezistență chimică suficientă. Conform acelorași concepte teoretice, adevărat compuși chimici radonul ar trebui să fie obținut mai ușor decât compuși similari ai altor gaze nobile.

Fluorurile de radon au fost obținute imediat după primele fluoruri de xenon, dar nu au putut fi identificate cu exactitate. Cel mai probabil, substanța slab volatilă rezultată este un amestec de fluoruri de radon. Spre deosebire de fluorurile de xenon destul de volatile, această substanță nu se sublimează la o temperatură de 250°C. Hidrogenul o reduce la 500°C.

Și, în sfârșit, terminând povestea despre chimia radonului, ar trebui să amintim un experiment nereușit efectuat la începutul secolului de Rutherford. Știind că dezintegrarea radiului duce la formarea heliului și radonului, Rutherford (fără nicio speranță de succes în general) a încercat să efectueze reacția inversă: Rn + He ^ Ra. Desigur, nu a rezultat nimic din asta.


Ce este ce

Radonul, descoperit de Dorn, este cel mai longeviv izotop al elementului N° 86. Se formează în timpul descompunerii alfa a radiului-226. Numărul de masă al acestui izotop este 222, timpul de înjumătățire este de 3,82 zile. Există în natură ca una dintre verigile intermediare în lanțul de descompunere a uraniului-238.

O emanație de toriu (thoron), descoperită de Rutherford și Owens, un membru al unei alte familii radioactive naturale, familia toriu. Este un izotop cu un număr de masă de 220 și un timp de înjumătățire de 54,5 secunde.

Actinonul, descoperit de Debierne, este, de asemenea, un membru al familiei toriului radioactiv. Acesta este al treilea izotop natural al radonului și dintre cei naturali are cea mai scurtă durată de viață. Timpul său de înjumătățire este mai mic de 4 secunde (mai precis, 3,92 secunde), numărul de masă 219.

Nitonul este la fel cu radonul

În total, sunt cunoscuți acum 19 izotopi de radon cu numere de masă de 204 și de la 206 la 224. 16 izotopi au fost obținuți artificial. Izotopii deficienți de neutroni cu numere de masă până la 212 sunt obținuți în reacțiile de fisiune profundă a nucleelor ​​de uraniu și toriu cu protoni de înaltă energie. Acești izotopi sunt necesari pentru obținerea și studiul elementului artificial astatin. Metodă eficientă separarea izotopilor radonului cu deficit de neutroni a fost dezvoltată la Institutul Comun pentru Cercetări Nucleare.

Multă vreme, numele „rezumat” pentru elementul nr. 86 a fost cuvântul „emanare”. De fapt, înainte de 1918 nu exista nici toron, nici actinon - a existat o emanație de toriu și o emanație de actiniu. Mai târziu, însă, organizațiile internaționale responsabile nomenclatura chimică, a făcut ca denumirea actuală a elementului nr. 86 să fie general acceptată. Pe de o parte, aceasta poate fi explicată prin dorința de unificare: denumirea „radon” este mai consonantă cu numele altor elemente decât „emanare”. Pe de altă parte, radonul s-a dovedit a fi cea mai longevivă și cea mai utilă dintre toate emanațiile...

Beneficiile și daunele radonului


Beneficii incontestabile și prejudicii incontestabile. În primul rând - despre cel mai rău: Dintre otravurile radioactive, radonul este una dintre cele mai periculoase. Nu este o coincidență că dozele terapeutice admise și cu atât mai mult terapeutice de radon sunt extrem de mici. În decurs de o oră după introducerea unei doze relativ mici de radon, 10 microcurie, în sângele iepurelui, numărul de leucocite din sânge scade brusc. Apoi sunt afectați ganglionii limfatici, splina, măduva osoasă...

Nu atât radonul în sine rămâne într-un organism viu, ci mai degrabă produsele radioactive ale dezintegrarii sale. Toți cercetătorii care au lucrat cu radon solid subliniază opacitatea acestei substanțe. Și există un singur motiv pentru opacitate: decantarea instantanee a produselor de descompunere solide. Aceste produse „eliberează” întregul complex de radiații: razele alfa - cu pătrundere scăzută, dar foarte energice; raze beta; radiații gamma dure...

În ciuda acestui fapt, băile cu radon au ocupat mult timp un loc proeminent în arsenalul balneologiei și fizioterapiei. Radonul dizolvat în apă (în ultramicrodoze) are un efect pozitiv asupra centrală sistemul nervos, pe multe funcții ale corpului.

Medicii cred că rolul radon-222 în sine este minim aici. Emite doar particule alfa, marea majoritate fiind reținute de apă și nu ajung la piele. Dar depozitul activ de produse de degradare a radonului continuă să afecteze organismul chiar și după oprirea procedurii. Băile cu radon sunt un tratament eficient pentru multe boli - cardiovasculare, ale pielii și ale sistemului nervos. Uneori, apa cu radon este prescrisă intern pentru a afecta organele digestive. Namolul cu radon și inhalarea aerului îmbogățit cu radon sunt, de asemenea, eficiente... Cu toate acestea, ca orice medicament puternic, radonul necesită supraveghere medicală constantă și dozare foarte precisă. Pentru unele boli, terapia cu radon este absolut contraindicată.

Medicina le folosește pe ambele ape naturale, care conțin radon și preparat artificial. Radonul este obținut din radiu, iar clinica are suficiente miligrame din acest element pentru a pregăti zeci de băi cu radon în fiecare zi pentru o perioadă lungă (de fapt, nelimitată).

Există foarte puțin radon în natură - poate fi considerat unul dintre cele mai puțin comune elemente chimice de pe planeta noastră. Conținutul de radon din atmosferă este estimat la 7-10 17% din greutate. De asemenea, există foarte puțin în scoarța terestră - este format în principal din radiu ultra-rar. Cu toate acestea, acești câțiva atomi sunt foarte vizibili, cu ajutorul unor instrumente speciale, desigur.

Aceste dispozitive se numesc emanometre. Ei determină, de exemplu, conținutul de radon în aerul solului și, după această caracteristică, ei judecă densitatea și permeabilitatea la gaz a rocilor. Prin aspirarea aerului din foraje de la diferite orizonturi, proprietățile rocilor la adâncimi mari sunt determinate de conținutul de radon. Geofizicienii folosesc anomalii de emanație pentru a judeca conținutul minereurilor radioactive din diferite părți ale scoarței terestre.

Emanare - eliberarea radonului de către corpurile solide care conțin elementul părinte, depinde de temperatură, umiditate și structura corpului și variază în limite foarte largi. De aici și marile posibilități ale metodei emanației pentru studiul solidelor în industrie și știință. Relativ recent, oamenii de știință sovietici au stabilit o creștere a concentrației de radon și a altor elemente în ape subterane situat în apropierea epicentrului cutremurului. Acest lucru a făcut posibilă crearea unei metode de predicție a cutremurelor, care s-a dovedit în practică de mai multe ori.

Radiația radonului ajută la examinarea stării și a defectelor diferitelor materiale. În special, indicatorii de radon sunt utilizați pentru a monitoriza măștile de gaz pentru scurgeri. Radonul ajută uneori la monitorizarea progresului procese tehnologiceîn producția de materiale atât de diferite precum oțelul și sticla...

În legătură cu radonul, epitetul „cel mai” poate fi repetat de multe ori: cel mai greu, cel mai rar, cel mai scump dintre toate gazele existente pe Pământ.

Radonul este un element al subgrupului principal al celui de-al optulea grup, a șasea perioadă a sistemului periodic de elemente chimice a lui D.I Mendeleev, cu număr atomic 86. Este desemnat prin simbolul Rn (Radon). Substanța simplă radon (număr CAS: 10043-92-2) în condiții normale este un gaz inert incolor; radioactiv și poate reprezenta un pericol pentru sănătate și viață. La temperatura camerei este unul dintre cele mai grele gaze. Cel mai stabil izotop (222 Rn) are un timp de înjumătățire de 3,8 zile.

Istoria descoperirii și originea numelui

Omul de știință englez E. Rutherford observa în 1899 că preparatele de toriu emit, pe lângă particulele α, și o substanță necunoscută anterior, astfel încât aerul din jurul preparatelor de toriu devine treptat radioactiv. El a propus să numească această substanță o emanație (din latinescul emanatio - ieșire) de toriu și să-i dea simbolul Em. Observațiile ulterioare au arătat că preparatele de radiu emit și o anumită emanație, care are proprietăți radioactive și se comportă ca un gaz inert.
Inițial, emanația de toriu a fost numită toron, iar emanația de radiu a fost numită radon. S-a dovedit că toate emanațiile sunt de fapt radionuclizi ai unui nou element - un gaz inert, care corespunde numărului atomic 86. A fost izolat pentru prima dată în forma sa pură de Ramsay și Gray în 1908, ei au propus de asemenea să se numească gazul niton (din latinescul nitens, luminos). În 1923, gazul a fost numit în sfârșit radon și simbolul Em a fost schimbat în Rn.

Chitanță

Pentru a obține radon, aerul este suflat printr-o soluție apoasă de orice sare de radiu, care poartă cu ea radonul format în timpul descompunerii radioactive a radiului. În continuare, aerul este filtrat cu atenție pentru a separa micropicăturile de soluție care conține sarea de radiu, care poate fi captată de curentul de aer. Pentru a obține radon în sine, substanțele chimic active (oxigen, hidrogen, vapori de apă etc.) sunt îndepărtate dintr-un amestec de gaze, reziduul este condensat cu azot lichid, apoi azot și alte gaze inerte (argon, neon etc.) distilat din condensat.

Proprietăți fizice

Radonul este un gaz monoatomic radioactiv, incolor și inodor. Solubilitate în apă 460 ml/l; în solvenți organici și în țesutul adipos uman, solubilitatea radonului este de zeci de ori mai mare decât în ​​apă. Gazul pătrunde bine prin filmele polimerice. Se adsorbie usor de carbune activat si silicagel.
Radioactivitatea proprie a radonului face ca acesta să devină fluorescent. Radonul gazos și lichid fluorescează cu lumină albastră în radonul solid, când este răcit la temperaturi de azot, culoarea de fluorescență devine mai întâi galbenă, apoi roșu-portocaliu.
Culoarea strălucitoare evacuarea gazelor pentru radon este albastru, deoarece în partea vizibilă a spectrului radonului 8 linii sunt deosebit de proeminente, corespunzătoare lungimii de undă de la 3982 la 5085 A și care se află în principal în partea albastră a spectrului, totuși, din cauza lipsei izotopilor stabili. , utilizarea sa în dispozitive cu gaz este imposibilă.

Proprietăți chimice

"gaz nobil" Cu toate acestea, radonul este cel mai activ gaz nobil din punct de vedere chimic, deoarece electronii săi de valență sunt localizați la distanța maximă de nucleu. Radonul formează clatrați, care, deși au o compoziție constantă, legături chimice cu participarea atomilor de radon nu conțin. Cu fluor, radonul la temperaturi ridicate formează compuși din compoziția RnF n, unde n = 4, 6, 2. Astfel, difluorura de radon RnF 2 este o substanță cristalină albă nevolatilă. Fluorurile de radon pot fi produse și prin acțiunea agenților de fluorurare (de exemplu, fluorurile de halogen). Hidroliza tetrafluorurii RnF 4 și hexafluorură RnF 6 produce oxid de radon RnO 3 . S-au obținut și compuși cu cationul RnF +.

În lumina dezvoltării rapide a științei și tehnologiei, experții își exprimă îngrijorarea cu privire la lipsa promovării igienei radiațiilor în rândul populației. Experții prevăd că în următorul deceniu, „ignoranța radiologică” ar putea deveni o amenințare reală la adresa siguranței societății și a planetei.

Ucigașul Invizibil

În secolul al XV-lea, medicii europeni au fost derutați de rata anormal de ridicată a mortalității cauzate de bolile pulmonare în rândul lucrătorilor din minele care extrageau fier, metale comune și argint. O boală misterioasă numită „raul de munte” i-a afectat pe mineri de cincizeci de ori mai des decât o persoană obișnuită. Abia la începutul secolului XX, după descoperirea radonului, acesta a fost recunoscut ca fiind cauza stimulării dezvoltării cancerului pulmonar în rândul minerilor din Germania și Republica Cehă.

Ce este radonul? Este doar? impact negativ are asupra corpului uman? Pentru a răspunde la aceste întrebări, ar trebui să ne amintim istoria descoperirii și studiului acestui element misterios.

Emanare înseamnă „curgere afară”

Fizicianul englez E. Rutherford este considerat a fi descoperitorul radonului. El a observat în 1899 că preparatele pe bază de toriu, pe lângă particulele α grele, emit un gaz incolor, ceea ce duce la creșterea nivelului de radioactivitate. mediu. Cercetatorul a numit presupusa substanta o emanatie de toriu (din emanatie (latina) - iesire) si i-a atribuit-o desemnarea literei Em. Emanații similare sunt, de asemenea, inerente preparatelor cu radiu. În primul caz, gazul emis a fost numit toron, în al doilea - radon.

Mai târziu s-a putut demonstra că gazele sunt radionuclizi ai noului element. Un chimist scoțian a fost primul care l-a izolat în forma sa pură. laureat Nobel(1904) lui William Ramsay (cu Whitlow Gray) în 1908. Cinci ani mai târziu, elementului i s-a atribuit în cele din urmă numele radon și denumirea simbolică Rn.

În elementele chimice ale lui D.I Mendeleev, radonul se află în al 18-lea grup. Are număr atomic z=86.

Toți izotopii de radon existenți (mai mult de 35, cu numere de masă de la 195 la 230) sunt radioactivi și prezintă un anumit pericol pentru oameni. Există patru tipuri de atomi ai unui element care se găsesc în natură. Toate fac parte din seria radioactivă naturală a actinouraniului, toriu și uraniu - radiu. Unii izotopi au nume proprii și, conform tradiției istorice, se numesc emanații:

  • anemonă de mare - actinonă 219 Rn;
  • toriu - toron 220 Rn;
  • radiu - radon 222 Rn.

Acesta din urmă este cel mai stabil. radon 222 Rn - 91,2 ore (3,82 zile). Timpul de stare staționară a izotopilor rămași este calculat în secunde și milisecunde. Când particulele alfa se descompun cu radiații, se formează izotopi de poloniu. Apropo, în timpul studiului radonului, oamenii de știință au întâlnit pentru prima dată numeroase varietăți de atomi ai aceluiași element, care mai târziu au fost numiți izotopi (din grecescul „egal”, „la fel”).

Proprietăți fizice și chimice

În condiții normale, radonul este un gaz incolor și inodor, a cărui prezență poate fi determinată doar cu instrumente speciale. Densitate - 9,81 g/l. Este cel mai greu (aerul este de 7,5 ori mai ușor), cel mai rar și cel mai scump dintre toate gazele cunoscute pe planeta noastră.

Bine solubil în apă (460 ml/l), dar în compuși organici solubilitatea radonului este cu un ordin de mărime mai mare. Are un efect de fluorescență cauzat de propria sa radioactivitate ridicată. Pentru gaze și stare lichidă(la temperaturi sub -62˚С) este caracteristică o strălucire albastră, pentru cristalin (sub -71˚С) - galben sau portocaliu-roșu.

Caracteristicile chimice ale radonului sunt determinate de apartenența sa la grupul de gaze inerte („nobile”). El este caracterizat de reactii chimice cu oxigen, fluor și alți alți halogeni.

Pe de altă parte, nucleul instabil al unui element este o sursă de particule de înaltă energie care afectează multe substanțe. Expunerea la radon pete sticla si portelan, descompune apa in oxigen, hidrogen si ozon, distruge parafina si vaselina etc.

Obține radon

Pentru a izola izotopii radonului, este suficient să treceți un curent de aer peste o substanță care conține radiu într-o formă sau alta. Concentrația de gaz în jet va depinde de mulți factori fizici(umiditate, temperatură), asupra structurii cristaline a substanței, compoziției sale, porozității, omogenității și poate varia de la fracțiuni mici până la 100%. De obicei, se folosesc soluții de bromură de radiu sau clorură de radiu. acid clorhidric. Substanțele solide poroase sunt folosite mult mai puțin frecvent, deși radonul este eliberat mai pur.

Amestecul de gaz rezultat este purificat din vapori de apă, oxigen și hidrogen prin trecerea lui printr-o plasă de cupru fierbinte. Restul (1/25.000 din volumul inițial) este condensat și impuritățile de azot, heliu și gaze inerte sunt îndepărtate din condensat.

De remarcat: în întreaga lume, doar câteva zeci de centimetri cubi din elementul chimic radon sunt produse pe an.

Distribuția în natură

Nucleele de radiu, al căror produs de fisiune este radonul, se formează la rândul lor în timpul descompunerii uraniului. Astfel, principala sursă de radon sunt solurile și mineralele care conțin uraniu și toriu. Cele mai mari concentrații ale acestor elemente sunt în roci magmatice, sedimentare, metamorfice și șisturi de culoare închisă. Gazul radon, datorită inerției sale, pleacă ușor rețele cristaline minerale și prin golurile și crăpăturile din scoarța terestră se răspândește cu ușurință pe distanțe lungi, eliberându-se în atmosferă.

În plus, apele subterane interstratale, care spală astfel de roci, sunt ușor saturate cu radon. Apa radon și anumite proprietăți ale sale au fost folosite de om cu mult înainte de descoperirea elementului în sine.

Prieten sau dușman?

În ciuda miilor de articole științifice și populare scrise despre acest gaz radioactiv, nu există un răspuns clar la întrebarea: „Ce este radonul și care este semnificația lui pentru umanitate?” pare dificil. Cercetătorii moderni se confruntă cu cel puțin două probleme. Primul este că în sfera de influență a radiațiilor radonului asupra materiei vii, acesta este atât un element dăunător, cât și benefic. Al doilea este lipsa unor mijloace fiabile de înregistrare și monitorizare. Detectoarele de radon existente în atmosferă, chiar și cele mai moderne și sensibile, atunci când măsurătorile repetate pot produce rezultate care diferă de mai multe ori.

Atenție la radon!

O persoană primește doza principală de radiații (mai mult de 70%) în procesul vieții datorită radionuclizilor naturali, printre care poziția de lider aparține gazului incolor radon. În funcție de localizare geografică clădire rezidențială, „contribuția” acesteia poate varia de la 30 la 60%. O cantitate constantă de izotopi instabili ai unui element periculos din atmosferă este menținută printr-o alimentare continuă din roci de pământ. Radonul are proprietatea neplăcută de a se acumula în interiorul clădirilor rezidențiale și publice, unde concentrația sa poate crește de zeci și sute de ori. Pericolul pentru sănătatea umană nu este atât gazul radioactiv în sine, ci mai degrabă izotopii activi chimic ai poloniului 214 Po și 218 Po, formați ca urmare a degradarii sale. Sunt reținute ferm în organism, având un efect dăunător asupra țesutului viu prin radiația α internă.

Pe lângă atacurile astmatice de sufocare și depresie, amețeli și migrene, aceasta este plină de dezvoltarea cancerului pulmonar. Grupul de risc include lucrătorii minelor de uraniu și ai uzinelor de exploatare și prelucrare a uraniului, vulcanologi, terapeuți pentru radon, populația zonelor nefavorabile cu un conținut ridicat de derivați de radon din scoarța terestră și apele arteziene și stațiunile cu radon. Pentru a identifica astfel de zone, hărțile pericolelor de radon sunt întocmite folosind metode geologice și igienice prin radiații.

Pentru o notă: se crede că expunerea la radon a provocat moartea cercetătorului scoțian al acestui element, William Ramsay, din cauza cancerului pulmonar în 1916.

Metode de protecție

În ultimul deceniu, după exemplul vecinilor săi occidentali, măsurile necesare anti-radon au început să se răspândească în țările fostei CSI. A apărut documente de reglementare(SanPin 2.6.1., SP 2.6.1.) cu cerințe clare pentru a asigura securitatea la radiații a populației.

Principalele măsuri de protecție împotriva gazelor din sol și a surselor naturale de radiații includ:

  • Amenajarea unei plăci de beton monolit cu o bază de piatră zdrobită și hidroizolație fiabilă pe o podea de lemn subterană de pământ.
  • Asigurarea ventilației îmbunătățite a spațiilor de subsol și subsol, ventilație a clădirilor rezidențiale.
  • Apa care intră în bucătării și băi trebuie să fie supusă unei filtre speciale, iar spațiile în sine trebuie să fie echipate cu dispozitive de evacuare forțată.

Radiomedicina

Strămoșii noștri nu știau ce este radonul, dar chiar și glorioșii călăreți ai lui Genghis Khan și-au vindecat rănile cu apele izvoarelor Belokurikha (Altai), saturate cu acest gaz. Cert este că în microdoze radonul are influență pozitivă asupra organelor vitale ale omului și a sistemului nervos central. Expunerea la apele radon accelerează procesele metabolice, datorită cărora țesuturile deteriorate sunt restaurate mult mai repede, funcționarea inimii și a sistemului circulator este normalizată, iar pereții vaselor de sânge sunt întăriți.

Stațiunile din regiunile muntoase din Caucaz (Essentuki, Pyatigorsk, Kislovodsk), Austria (Gastein), Republica Cehă (Jachimov, Karlovy Vary), Germania (Baden-Baden), Japonia (Misasa) s-au bucurat de multă vreme de faima și popularitatea binemeritate. . Medicina modernă, pe lângă băile cu radon, oferă tratament sub formă de irigare și inhalare sub supravegherea strictă a unui specialist corespunzător.

În slujba umanității

Domeniul de aplicare al gazului radon nu se limitează la medicamente. Capacitatea de adsorbție a izotopilor elementului este utilizată în mod activ în știința materialelor pentru a măsura gradul de eterogenitate al suprafețelor metalice și al decorațiunii. În producția de oțel și sticlă, radonul este utilizat pentru a controla fluxul proceselor tehnologice. Este folosit pentru a testa măștile de gaz și echipamentele de protecție chimică pentru scurgeri.

În geofizică și geologie, multe metode pentru căutarea și detectarea zăcămintelor de minerale și minereuri radioactive se bazează pe utilizarea sondajelor cu radon. Concentrația izotopilor de radon în sol poate fi utilizată pentru a evalua permeabilitatea la gaze și densitatea formațiunilor de rocă. Monitorizarea situației radonului pare promițătoare în ceea ce privește prezicerea viitoarelor cutremure.

Rămâne de sperat că cu impacturi negative Omenirea va putea în continuare să facă față radonului, iar elementul radioactiv va aduce numai beneficii populației planetei.

radon, emanație de radiu ; german Radon n) - Element chimic radioactiv al tabelului periodic. Simbolul Rn. Deschis în 1900 în Germania. oamenii de știință F. Dore și englezi. fizicianul E. Rutherford. Aparține gazelor inerte, la. n. 86, la. 222,0176. R. este un gaz monoatomic, incolor și inodor. Radioactiv. Toxic. Inactiv din punct de vedere chimic. Formează compuși de incluziune cu apă, fenol, toluen etc., compuși chimici - litiu. Se formează în minereuri și minerale radioactive în timpul descompunerii radiului (de unde și numele elementului). Obținut artificial din săruri de radiu. Sunt cunoscuți mai mult de 25 de izotopi ai Rn. Izotopul 222 Rn este stabil (timp de înjumătățire - 3,824 zile). Densitate 9,73 kg/m3; tpl = - 71? CU; t kip = - 61,9? S.R. este utilizat în geochimie pentru evaluarea calitativă a conservării structurii cristaline a mineralelor radioactive utilizate în geocronologia izotopilor. De asemenea, a fost propusă o metodă radon-xenon pentru determinarea vârstei mineralelor de uraniu. În plus, ele sunt utilizate în explorarea zăcămintelor de uraniu (în spatele emanațiilor Rn din stratul de suprafață al atmosferei), în medicină (băi de radon, radioterapie) și tehnologie (sursa de neutroni Rn-Be).

2. Istorie

Deschis în 1900 în Germania. oamenii de știință F. Dore și englezi. fizicianul E. Rutherford.

3. Originea numelui

Omul de știință englez E. Rutherford a remarcat în 1899 că preparatele de toriu eliberează, pe lângă particulele α, o substanță necunoscută anterior, astfel încât aerul din jurul preparatelor de toriu devine radioactiv. El a propus să numească această substanță emanație (din lat. emanatio- Ieșire) de toriu și dați-i simbolul Em. Observații ulterioare au arătat că preparatele eliberează și un fel de emanație, care are proprietăți radioactive și se comportă ca un gaz inert. La început, emanația de toriu a fost numită toron, iar emanația de radiu a fost numită radon. S-a dovedit că toate emanațiile sunt de fapt radionuclizi ai unui nou element - un gaz inert, care corespunde numărului atomic 86. A fost izolat pentru prima dată în forma sa pură de Ramsay și Gray în 1908, ei au propus, de asemenea, să se numească gazul niton (lat. . Nitens- Strălucitor). În 1923, gazul a fost numit în sfârșit radon și simbolul Em a fost schimbat în Rn.


4. Distributie

Unul dintre cele mai rare elemente de pe Pământ. Cantitatea totală de R. din scoarța terestră până la 1,6 km adâncime este de cca. 115 t. R. concentraţia în atmosferă este de cca. 6? 10 -17% (masă).

5. Chitanță

Pentru a obține radon, aerul este suflat printr-o soluție apoasă de orice sare de radiu, care poartă cu ea radonul format în timpul descompunerii radioactive a radiului. Aerul suplimentar este filtrat cu atenție pentru a separa micropicăturile de soluție care conține sare de radiu și care pot fi captate de curentul de aer. Pentru a obține radon în sine, substanțele active din punct de vedere chimic (oxigen, hidrogen, vapori de apă etc.) sunt îndepărtate dintr-un amestec de gaze, reziduul este condensat cu azot lichid, apoi azotul și alte gaze inerte sunt distilate fracționat din condensat (