Страница 5 из 34
Закрыта.Страница 1 из 11
Еще статьи на эту тему
Из толщи Земли постоянно и повсеместно выделяется радиоактивный газ радон. Радиоактивность радона является составной частью радиоактивного фона местности.
Радон образуется на одном из этапов расщепления радиоактивных элементов, содержащихся в земных породах, в том числе используемых в строительстве — песке, щебне, глине и других материалах.
Радон — это инертный газ без цвета и запаха, в 7,5 раза тяжелее воздуха. Радон дает примерно 55-65 % дозы облучения, которую ежегодно получает каждый житель Земли. Газ является источником альфа-излучения, которое имеет малую проникающую способность. Барьером для частиц альфа-излучения может служить лист ватмана или кожа человека.
Поэтому, большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом. Все изотопы радона радиоактивны и довольно быстро распадаются: самый устойчивый изотоп Rn(222) имеет период полураспада 3,8 суток, второй по устойчивости — торон Rn(220) — 55,6 секунд.
Радон, имея только короткоживущие изотопы, не исчезает из атмосферы, поскольку постоянно поступает в нее из земных пород. Убыль радона компенсируется его поступлением, и в атмосфере существует некая равновесная концентрация.
Для людей неприятной особенностью радона является его свойство накапливаться в помещениях, существенно повышая уровень радиоактивности в местах скопления. Другими словами, равновесная концентрация радона в помещении может быть существенно выше чем снаружи.
Источники поступления радона в дом показаны на рис.1. На рисунке также указаны мощности излучений радона от того или иного источника.
Мощность излучения пропорциональна количеству радона. Из рисунка видно, что основным источником поступления радона в дом являются стройматериалы и грунт под зданием.
Строительные правила нормируют показатели радиоактивности строительных материалов и предусматривают контроль за соблюдением установленных норм.
Количество же выделяемого радона из грунта под зданием зависит от многих факторов: количества радиоактивных элементов в толще земли, строения земной коры, газопроницаемости и водонасыщенности верхних слоев земли, климатических условий, конструкции здания и многих других.
Наибольшая концентрация радона в воздухе жилых помещений наблюдается в зимнее время.
Здание с газопроницаемым полом, может увеличивать поток радона, выходящего из грунта под зданием, до 10 раз по сравнению с открытой местностью. Увеличение потока происходит за счет перепада давления воздуха на границе грунта и помещений здания. Этот перепад оценивается в среднем величиной около 5 Па и обусловлен двумя причинами: ветровой нагрузкой на здание (разрежение, возникающее на границе газовой струи) и перепадом температур между воздухом помещения и воздухом на границе грунта (эффект дымовой трубы).
Поэтому, строительные нормы и правила предписывают осуществлять защиту зданий от поступления радона из грунта под зданием.
На Рис.2 приведена карта России с указанием районов потенциальной радоноопасности.
Повышенное выделение радона в районах, обозначенных на карте, имеет место не повсеместно, а в виде очагов различной интенсивности и размеров. В других районах также не исключено наличие точечных очагов интенсивного выделения радона.
Радиационный контроль регламентируется и нормируется показателями:
МЭД гамма — излучения:
— при отводе земельного участка может составлять не более 30 мкР/час;
— при вводе здания в эксплуатацию и в существующих зданиях — не должна превышать мощности дозы на открытой местности более, чем на 30 мкР/час.
ЭРОА радона не должна превышать:
— в зданиях, сдаваемых в эксплуатацию — 100 Бк/м3 (Беккерелей/м3);
При отводе земельного участка измеряется:
— МЭД гамма — излучения (гамма-фон);
— содержание ЭРОА почвенного радона.
Показатели радиационного контроля обычно определяются при предпроектных изысканиях площадки строительства. По действующему законодательству местные органы власти должны передавать гражданину земельный участок для индивидуального жилищного строительства после проведения радиационного контроля, при условии, что показатели будут соответствовать установленным санитарным нормам.
Приобретая земельный участок под застройку следует узнать у владельца, проводился ли радиационный контроль и его результаты. В любом случае частному застройщику, особенно при расположении участка в потенциально опасном районе по радону (смотри карту), необходимо знать показатели радиационного контроля на своем участке.
В местных районных администрациях должны быть карты радоноопасных территорий района. В случае отсутствия информации следует заказать проведение исследований в местных лабораториях. Объединившись с соседями, можно, как правило, снизить расходы на выполнение этих работ.
По результатам оценки радоноопасности места строительства определяются мероприятия по защите дома. Степень воздействия радиации на человека зависит от мощности излучения (количества газа) и продолжительности воздействия.
В случае с радоном следует защищать прежде всего жилые помещения первого и цокольного этажей, где люди находятся длительное время.
Хозяйственные постройки и помещения — подвалы, санузлы, бани, гаражи, котельные, должны защищаться от радона постольку, поскольку возможно проникновение газа из этих помещений в жилые комнаты.
Способы защиты дома от радона
Для защиты жилых помещений дома от радона устраивают два рубежа обороны:
Для уменьшения поступления радона в жилые этажи выполняют газоизоляцию (герметизацию) строительных конструкций. Газоизоляцию обычно совмещают с устройством гидроизоляции подземной и цокольной частей здания. Такое совмещение не вызывает сложностей, так как материалы, используемые для гидроизоляции, обычно являются барьером и для газов.
Слой пароизоляции также может служить барьером для радона. Следует заметить, что полимерные пленки, особенно полиэтиленовая, хорошо пропускают радон. Поэтому, в качестве газо- гидро- пароизоляции цокольной части здания необходимо использовать полимер — битумные рулонные материалы и мастики.
Газо- гидроизоляцию обычно устраивают в двух уровнях: на границе грунт — здание и на уровне цокольного перекрытия.
Если в доме есть подвал, который используется для длительного пребывания людей или имеется вход в подвал с жилой части первого этажа, то газо- гидроизоляцию поверхностей подвала следует выполнить в усиленном варианте.
В доме без подвала, с полами по грунту тщательно выполняют газо- гидроизоляцию на уровне конструкций подготовки пола первого этажа.
Застройщик! Выбирая варианты устройства гидроизоляции, помни о необходимости газоизоляции дома от радиоактивного радона!
Качественную газо- гидроизоляцию выполняют способом оклейки конструкций специальными гидроизоляционными материалами. Стыки рулонных газо- гидроизоляционных материалов, настилаемых всухую, обязательно герметизируются клейкой лентой.
Газо- гидроизоляция горизонтальных поверхностей обязательно должна быть герметично состыкована с аналогичным покрытием вертикальных конструкций. Особое внимание уделяют тщательной герметизации мест прохода через перекрытия и стены трубопроводов коммуникаций.
Барьера газоизоляции из-за дефектов строительства и нарушений целостности при последующей эксплуатации здания может оказаться недостаточно для защиты здания от почвенного радона.
Поэтому, наряду с газоизоляцией, используют систему вентиляции. Устройство вентиляции, кроме того, может снизить требования к газоизоляции, что удешевит строительство.
Для защиты от почвенного радона устраивают вытяжную вентиляцию пространства, расположенного от радона помещением. Такая вентиляция перехватывает вредный газ на пути к защищаемому помещению, до барьера газоизоляции. В пространстве перед барьером газоизоляции снижается давление газов или даже создается зона разряжения, что снижает и даже предотвращает поступление газа в защищаемое помещение.
Такая, перехватывающая радон, система вентиляции нужна еще и потому, что обычная вытяжная вентиляция в защищаемых помещениях подсасывает воздух извне помещения, увеличивая при дефектах газоизоляции поступление радона из грунта.
Для защиты от радона эксплуатируемых подвалов или первых этажей зданий с полами по грунту устраивают вытяжную вентиляцию пространства под бетонной подготовкой пола, Рис. 3.
Товары для строительства и ремонта
Для этого под полом делается каптажная подушка толщиной не менее 100 мм. из щебня В каптажную подушку заводится приемная труба диаметром не менее 110 мм. вентиляционного вытяжного канала.
Каптажную подушку можно сделать и поверх бетонной подготовки пола, например, из керамзита, минераловатных плит или другого газопроницаемого утеплителя, обеспечив, тем самым, и теплоизоляцию пола. Обязательное условие в этом варианте — устройство слоя газо- пароизоляции поверх утеплителя.
Если цокольное пространство под полом первого этажа необитаемое или редко посещаемое, то пример устройства вытяжной вентиляции для защиты от радона первого этажа в этом случае показан на Рис.4.
Слой полимер-битумной рулонной газо- гидроизоляции уменьшит поступление грунтовой влаги в подпол и снизит унос тепла через систему вентиляции в зимнее время, не снижая при этом эффективности защиты от почвенных газов.
В ряде случаев возникает необходимость увеличить эффективность вытяжной вентиляции путем встраивания в систему электровентилятора обычно небольшой мощности (порядка 100 Вт.). Управление вентилятором можно сделать от датчика радона, установленного в защищаемом помещении. Вентилятор будет включаться только при превышении концентрации радона в помещении выше установленной величины.
Для дома с общей площадью первого этажа до 200 м2 достаточно одного канала вытяжной вентиляции.
В соответствии с санитарными нормами, содержание радона в помещениях обязательно контролируется в зданиях школ, больниц, детских учреждениях, при сдаче в эксплуатацию жилых домов, в производственных помещениях предприятий.
Перед началом строительства дома поинтересуйтесь результатами контроля радона в ближайших к Вашему участку зданиях. Эти сведения могут быть у владельцев зданий, в местных лабораториях, осуществляющих замеры, органах Роспотребнадзора, местных проектных организациях.
Узнайте, какие меры защиты от радона использовались в этих зданиях. Если в проекте Вашего дома нет раздела о защите от радона, эти знания помогут Вам выбрать достаточно эффективный и оптимальный по стоимости вариант защиты.
Снижение концентрации радона, поступающего в защищаемые помещения из других источников: воды, газа и наружного воздуха, обеспечивается обычными системами вытяжной вентиляции из помещений дома.
Газ легко адсорбируется фильтрами с активированным углем или силикагелем.
По окончании строительства дома сделайте контрольные замеры содержания радона в помещениях, убедитесь, что защита от радона обеспечивает безопасность вашей семьи.
В России проблемой защиты от радона людей в зданиях озаботились совсем недавно. Наши отцы, а тем более деды, не знали о такой опасности. Современная наука утверждает, что радионуклиды радона оказывают сильное канцерогенное воздействие на легкие человека.
Среди причин, вызывающих рак легких, вдыхание радона, содержащегося в воздухе, по степени опасности стоит на втором месте после курения табака. Совместное воздействие этих двух факторов — курения и радона, резко увеличивает вероятность возникновения этой болезни.
Дайте шанс себе и своим близким прожить дольше — сделайте в доме защиту от радона!
«Эпидемиологические исследования показали, что заболеваемость раком легких (риск) линейно растет с увеличением экспозиции ДПР радона. Линия регрессии проходит через начало координат, что свидетельствует в пользу беспороговости канцерогенного действия радона.»
Карта радоноопасности Ленинградской области с сайта отраслевого агентства по атомной энергетике (М.Н.Тихонов, старший научный сотрудник ФГУП «НИИ промышленной и морской медицины ФМБА России»):
При выборе загородного участка мы, как правило, руководствуемся чистотой и красотой природного ландшафта, однако даже самый красивый участок может оказаться источником смертельной радиации, вызывающей онкологические заболевания. Источником 80% природной радиации, получаемой населением, является газ РАДОН, продукт естественного распада природного урана, содержащегося в сланцах и гранитах. Высокое выделение радона проявляется в зонах тектонических разломов Ленобласти.
По трещинам в земной коре радон поднимается на поверхность и через щели в фундаменте попадает в помещения дома в газообразном состоянии.
При выходе в воздух через почвы вокруг дома, радон разлагается на радиоактивные частицы, которые в виде радиоактивной пыли попадают в легкие по воздуху. Другими источником радона в помещениях являются породы, использованные в строительных материалах, например, в бетоне и радон поступающий с водой из колодцев и скважин.
Радон вызывает снижение иммунитета, развитие легочных заболеваний и является причиной около 10% смертельных случаев рака легких. Наличие проблемы признано в большинстве развитых стран. В 1994 г. постановлением Правительства РФ № 809 от 06.07.94 г. была принята Федеральная целевая программа «Снижение уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников». Целью программы является предотвращение техногенного загрязнения окружающей среды ЕРН и минимизация их вредного воздействия на здоровье населения на территории РФ. Значимость проблемы облучения населения природными ИИИ отражена в «Законе о радиационной безопасности населения», новых Нормах радиационной безопасности (НРБ99) и ряде других нормативных документов.
Тектоническая карта Ленинградской области, И.Л.Кузин (Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт. Ленинград):
Карты разломов в Ленинградской области (кафедра Геологии РГПУ):
В Ленинградской области присутствуют такие природные источники радиоактивности, как: — урановые месторождения, — выходы пород с повышенным содержанием урана, — подземные воды с повышенным содержанием радона.
Карта источников природной радиации Ленинградской области
кликните на карту для увеличения
Карта содержания урана в грунтовых водах Ленинградской области
Карта уровня гамма излучения в районах Ленинградской области
Карта уровня активности радона вокруг Санкт-Петербурга
Что бы не оказаться заложником у природы, при выборе загородного участка или дома следует внимательно осмотреть местность, можно, также, воспользоваться специальными картами. Речь идет о «гиблых местах» Ленинградской области (так в народе называют опасные зоны).
Геопатогенные зоны (ГПЗ) — это локальные природные аномалии, развивающиеся вблизи геологических разломов в верхних слоях земной коры. В таких зонах разломы часто обнаруживаются подземные водные потоки, проявляющиеся повышенным содержанием воды в почве (родники, ручьи, болота, непересыхающие лужи).
Как узнать о наличии под домом на загородном участке опасных зон? Точно определить расположение ГПЗ без специальных приборов невозможно. Но есть народные методы, при помощи которых можно с большой долей вероятности утверждать о её наличии.
Важным индикатором ГПЗ являются растения, особенно деревья, произрастающие на одном месте много лет. Так давно было подмечено, что над подземными потоками хорошо развиваются ольха, осина, ясень, дуб. А большинство хвойных деревьев, а так же береза и липа заболевают над такими участками, на них появляются уродливые наросты, часто происходит раздвоение стволов. Приглядитесь внимательно к окружающим ваш дом деревьям, и, вполне вероятно, вы обнаружите такие явления. Особенно показательны в этом плане сосна и ель. Что же касается плодовых деревьев, то над ГПЗ они постоянно болеют, раньше сбрасывают листву, приносят мало плодов.
Существуют также растения — индикаторы опасных зон . К ним относятся тысячелистник, зверобой, ромашка аптечная, а вот подорожник и лапчатка избегают расти в таких местах.
В последние годы активно велись работы по изучению ГПЗ в Ленинградской области. Кратко рассказать об их результатах мы попросили Евгения Константиновича Мельникова, заслуженого геолога России, кандидата геолого-минералогических наук, ведущего специалиста ГП «Невскгеология». По его словам, особенно неблагоприятными в природном отношении являются Оредеж, Чудово, Отрадное-на-Неве, район поселка Сосново. В этих местах пересекаются несколько разломов. Оказывается, количество онкозаболеваний здесь значительно выше, чем в промышленно неблагоприятном городе Кириши. Для более точного определения физически опасных зон составлены специальные карты, одну из которых мы предлагаем вашему вниманию.
Карта онкологических заболеваний в юго-восточной части Ленинградской области
Конечно, в таком масштабе карты зачастую трудно определить наличие зоны. Поэтому, если вас все-таки мучают сомнения, можно обратится к специалистам и заказать специальное обследование.
Невидимый убийца и его дочки или немного о радоне
Время на прочтение
В предыдущих статьях и их обсуждении я не раз утверждал: никакими современными методами не удается достоверно обнаружить влияния величины естественного радиационного фона в достаточно широком его диапазоне на здоровье людей. Но есть один естественный радиационный фактор, влияние которого относительно хорошо заметно. Это — радиоактивный инертный газ радон, прозванный охочими до красного словца журналистами «невидимым убийцей».
Эманация радия
В 1899 году Резерфорд с Оуэнсом обнаружили, что помимо радиоактивного излучения торий выделяет некую субстанцию, которая также обладая основным свойством радиоактивного излучения — способностью к ионизации — ведет себя подобно газу: переносится с током воздуха, а не распространяется по прямой, диффундирует сквозь пористые среды, задерживаясь тончайшими сплошными перегородками, а кроме того — «оседает» на помещенные в ее среду предметы, сообщая им быстро спадающую по экспоненциальному закону радиоактивность. Это было необычно: до этого радиоактивность казалась явлением исключительно постоянным. Одновременно с ними и не зная ничего об их работах, аналогичное явление наблюдал немец Фридрих Дорн, работавший с радием и также выделивший из него радиоактивный газ. Газ, выделяющийся из радиоактивных веществ, был назван эманацией. Эманации радия и тория оказались неодинаковыми и прежде всего, имели разный период полураспада: 3,8 дня у радиевой и 55 секунд — у ториевой.
Выяснением природы эманаций занялись Резерфорд и примкнувший к нему Содди. В спектре газового разряда в эманации присутствовали линии гелия. Причем их интенсивность быстро нарастала одновременно с падением интенсивности радиации от трубки с эманацией. Связь гелия с радиоактивными минералами уже была известна: на земле он впервые был выделен именно из минералов, содержащих торий. Когда в 1903 году удалось собрать достаточное количество эманации, удалось увидеть и спектр самой эманации, отличавшийся от спектров всех других газов. Он не был спектром гелия: это был спектр нового химического элемента.
Эманация не была гелием. Но она превращалась в него! Ее спектр с течением времени ослабевал, а на его месте появлялся знакомый спектр гелия с его желтой линией рядом с натриевым дублетом. Это было что-то новое и невероятное: ученые наблюдали, как на их глазах один химический элемент превращался в другой.
Самая трудная задача выпала на роль У.Рамзая: он сумел выделить крохотное количество нового газа в свободном виде и ему удалось определить его плотность. Вычисленная по ней молекулярная масса оказалась равна 222, что было меньше атомной массы радия ровно на четверку — атомную массу гелия.
Выходило, что радий превращался в гелий и эманацию. А затем и эманация превращалась в гелий — и что-то еще.
Дальнейшие исследования Резерфорда отождествили альфа-частицы с атомами гелия, и картина окончательно сложилась. Факт существования принципиально нового явления природы — превращения одних элементов в другие с испусканием быстро летящих частиц — был надежно установлен. И это сломало все научные представления, которые едва успели сложиться. Не так давно сформировалось понятие об атоме — элементарной неделимой и неизменной единице материи, как оказалось, что атом может вдруг распасться, и его «осколками» будут два новых атома иных химических элементов.
А эманация тем временем стараниями Рамзая заняла свое место в периодической системе, дополнив еще одним элементом семейство инертных газов и позже была переименована в радон.
Радон как вещество
С химической точки зрения — радон представляет собой инертный газ. Подобно ксенону, он не столь инертен, как гелий, неон или аргон, и в отличие от последних, обладает кое-какими химическими свойствами. Однако в обычной жизни ими смело можно пренебречь: способность радона вступать в химические соединения слишком мала. Зато он легко адсорбируется тканями, бумагой, активированным углем и силикагелем, растворяется в маслах и из раствора в воде активно переходит в лед при замерзании, образуя клатраты. Также радон образует устойчивые клатраты с рядом других молекулярных соединений — так, хорошо известен и применяется в «радоновой медицине» клатрат радона с глюкозой.
Чистый радон светится из-за радиоактивности. Особенно ярко — голубым светом — светится жидкий радон, который при дальнейшем охлаждении замерзает и при приближении к температуре жидкого азота меняет цвет свечения на желтый, а затем на оранжевый. По мере накопления продуктов распада жидкий и твердый радон, изначально бесцветный, темнеет.
Но вне специальных лабораторий и горячих камер мы никогда не увидим ни жидкого, ни твердого радона. Даже газообразный, он встречается в природе лишь в очень маленькой концентрации. Ведь грамм радия за сутки образует всего
радона. Поэтому единственным признаком его присутствия практически всегда будет только радиоактивность — его и его дочерних продуктов распада.
Радон как радионуклид
Всего известно 19 изотопов радона, но только с двумя изотопами радона можно столкнуться в обычной жизни: собственно радоном (эманацией радия) с атомной массой 222 и короткоживущим тороном с периодом полураспада 55 секунд и массовым числом 220. Есть и третий природный изотоп радона актинон — короткоживущий член ряда урана-235-актиния, но из-за короткого периода полураспада и малого содержания урана-235 и его «дочек» в природе его сложно обнаружить. Радон-222, испустив альфа-частицу с энергией 5,59 МэВ, превращается в полоний-218 (часто обозначаемый старым, еще времен супругов Кюри, обозначением RaA) с периодом полураспада всего 3,1 минуты, а тот, снова «выплюнув» альфа-частицу, превращается в свинец-214 (RaB), либо претерпевает бета-распад, превратившись в астат-218 и почти тут же — через альфа-распад — висмут-214 (RaC). В последний превращается и свинец-214. У свинца и висмута-214 периоды полураспада — чуть меньше получаса и их атомы, образовавшись после распада, успевают за это время сконденсироваться, образуя так называемый активный налет, покрывающий поверхности пылинок и других аэрозольных частиц. Бета-активность делает такие пылинки положительно заряженными. Висмут-214 испустив почти одновременно бета- и альфа-частицу (через полоний-214), переходит в довольно-таки долгоживущий (22 года) свинец-210, на котором быстрая цепочка превращений приостанавливается. Альфа-распады полония-218 и полония-214 дают основную долю дозы внутреннего облучения, вызванного радоном-222. А вот доза от самого радона не превышает 2% общей дозы.
Данная цепочка радионуклидов, быстро переходящих друг в друга — полоний-218, свинец-214, висмут-214, полоний-214, свинец-210 — называется дочерними продуктами распада (ДПР) радона и неотделимо сопутствует ему в воздухе. Вместе с радоном мы вдыхаем их в свои легкие, а когда идет дождь, он вымывает их из воздуха, из-за чего дождевая вода приобретает радиоактивность с периодом полураспада примерно 25 минут. Эту радиоактивность легко можно обнаружить, протерев тряпкой любую поверхность под дождем и замерив тряпку бытовым дозиметром, лучше со слюдяным датчиком (свинцовую крышку на датчике нужно снять). Шокирующие показания дозиметра при этом многие принимают за последствия Чернобыльской катастрофы, Фукусимы или признаки какой-нибудь аварии, которую власти скрывают, но на самом деле причина этому — радон. С ним же частично связано увеличение радиационного фона во время сильных дождей (а частично — с рассеянием космических мюонов на каплях дождя с образованием вторичных электронов и тормозного гамма-излучения).
Торон же живет меньше минуты и обычно распадается почти там же, где образовался. Испустив подряд две альфа-частицы (через живущий доли секунды полоний-216 — торий-А), он превращается в свинец-212 (торий-B), живущий 10 часов и образующий активный налет торона вместе со своим «наследником» висмутом-212 (торий-C) с периодом полураспада в 1 час. Последний делает «вилку»: в одной из ее веток, испустив альфа-частицу, он превращается в таллий-208, знаменитый своей крайней справа на энергетической шкале гамма-линией 2,6 МэВ, а в другой — через бета-распад он превращается в полоний-212, который моментально (через микросекунды) испускает альфа-частицу также очень большой энергии (10,5 МэВ). В обоих случаях образуется стабильный свинец-208. Из-за малого времени жизни торон практически не успевает разлететься и мы им не дышим. Радиационную опасность представляют именно пылевидные 212-е изотопы, становящиеся источником альфа- бета- и гамма-излучения чрезвычайно высокой энергии.
В качестве характеристики содержания радона в воздухе обычно применяется величина, называемая эквивалентной равновесной объемной активностью (ЭРОА). Она вычисляется для радона-222 по формуле:
— объемная активность радона и его дочерних продуктов распада (Po-218, Pb-214, Bi-214) в
определяют ЭРОА радона-220. Здесь ThB и ThC — соответственно, свинец и висмут-212.
Здесь
— фактор равновесия, который при полном равновесии равен единице, но на практике обычно не превышает 0,5.
В дальнейшем, говоря о «концентрации», «уровне», «содержании» и т.п., я подразумеваю именно ЭРОА.
Радон-убийца (и немного лекарь)
Распадом радона-222 и его дочерних продуктов обусловлена примерно половина дозы естественного облучения человека. Как практически единственный из природных радионуклидов, присутствующих в окружающей среде в виде газа (не считая ничтожных количеств трития и радиоуглерода), радон практически полностью формирует дозу облучения легких изнутри. Легкие — орган сравнительно высокой радиочувствительности из-за постоянно обновляющегося эпителия альвеол, поэтому риск рака легких при их облучении примерно втрое выше, чем общий риск онкологии при равномерном облучении тела. А после распада радона его ДПР (и в дальнейшем — полоний-210, образующийся из остающегося в легких свинца-210, обладающего способностью аккумулироваться в легких) фиксируются в легочной ткани, и облучают ее альфа-частицами, каждая из которых, имея энергию 5-6, а у торона — до 10 МэВ, и коэффициент качества 20, представляет собой весьма разрушительный «снаряд». На каждый атом радона таких «снарядов» приходится четыре штуки, а на атом торона — три.
Из-за этого (а также из-за того, что рак легких у некурящих — достаточно редкое явление), даже относительно невысокие уровни концентрации радона отражаются на уровне заболеваемости раком легких. По утверждению US Public Health Service, радон является второй после курения причиной заболеваемости опухолями этой локализации. При концентрации радона в воздухе 200
дополнительный риск заболеваемости раком легких составляет 220 случаев в год на 1 млн человек и линейно возрастает с увеличением содержания радона. Для сравнения, риск рака легких для некурящих и курящих составляет 34 и 590 случаев в год на 1 млн человек (цифры, взятые из лекций профессора И.Н. Бекмана).
Существует также мнение, что радон, помимо хорошо известных стохастических эффектов, провоцирует также сердечно-сосудистые заболевания. Однако это мнение обычно высказывается в связи с попыткой объяснить так называемые геопатогенные зоны, существование которых само по себе достаточно сомнительное.
В общем, именно радон является на настоящий момент самой главной проблемой защиты населения от радиоактивной угрозы. Особенно это относится к некоторым регионам, где радон активно выделяется из недр Земли и его концентрация в подвалах и на первых этажах зданий чрезвычайно велика.
Представляете, что будет с легкими того, кто туда сунется без средств защиты дыхания?
Такая же ситуация, как на Кавказских Минеральных водах наблюдается и в других регионах, известных своими гранитными массивами, вулканами, горячими источниками и урановыми рудами — Швейцария, Австрия, Чехия, в меньшем масштабе — Финляндия и северо-запад России, а также юг Сибири, Дальний Восток. В этих регионах острой необходимостью являются мероприятия по снижению концентрации радона в жилых помещениях — радонозащита.
На карте ниже — дозы, получаемые от радона жителями различных регионов России (в мЗв/год).
Существует, однако, мнение, что радоновая проблема преувеличена. Указанные выше цифры заболеваемостью раком — не экспериментально установленные, а расчетные, основанные на данных о заболеваемости людей, проживающих и работающих при значительных уровнях радона — шахтеров, работников и жителей радоновых курортов и т.п. Вместе с тем, беспороговая концепция, на основании которой эти цифры подсчитаны, не доказана экспериментально и остается гипотезой, пусть и хорошо обоснованной теоретически. В качестве аргумента обычно указывают на хорошо известное терапевтическое действие радона при различных заболеваниях. Известно, что радон оказывает противоболевое и противовоспалительное действие, вызывает (вероятно, через усиление продукции ДОФА и родственных биологически активных соединений меланоцитами кожи) активацию ряда нейроэндокринных механизмов, дающих выраженное воздействие на сердечно-сосудистую и нервную системы, а также усиливает микроциркуляцию в облучаемой коже. Радоновые ванны показали свою эффективность при множестве заболеваний.
Кроме того, есть данные о том, что альфа-излучение частиц, покрытых «активным налетом», стимулирует активность легочных ресничек, способствуя удалению этих частиц из легких, и этот механизм способен значительно снизить воздействие малых концентраций радона.
Несмотря на то, что тория (по активности) не меньше, чем урана, доля торона в общей дозе — всего лишь около 5%. Это связано с тем, что он «не доживает» до наших легких, в большинстве случаев просто не успевая достичь поверхности.
Период полураспада радона-222 — всего 3,8 дня, но благодаря его постоянному образованию при распаде радия, в атмосферу постоянно поступает новый радон. Источниками радона, таким образом, являются породы, богатые ураном, в основном это граниты, но встречаются и гораздо более активные и богатые ураном породы. Так, известны своей ураноносностью фосфориты. Но наибольшее количество радона выделяется не из монолитного гранитного массива, а из разломов, ведущих в недра Земли, образуя так называемое «радоновое дыхание». Выделение радона является своеобразным маркером, по которому можно находить такие разломы, а значит, и приуроченные к ним месторождения различных полезных ископаемых. Особенно интенсивно радон выделяется в вулканических районах. Порой обнаруживают интенсивное выделение радона в местах, где, казалось бы, неоткуда. А при детальном исследовании обнаруживают глубинный разлом. А интенсивность выделения радона является богатым и главное — достаточно быстродействующим источником сведений об изменении состояния земных недр. Ее колебания предвещают землетрясения и извержения вулканов, позволяют предсказывать горные удары в шахтах, помогают предотвращать аварии при бурении скважин.
Выделяется радон и из строительных материалов. «Лидером» здесь является фосфогипс — материал, получаемый как отходы при производстве фосфорных удобрений, в котором концентрируется значительная часть содержавшегося в исходном фосфорите радия (в котором его, как и урана, много), так что радона фосфогипс выделяет много. А так как утилизация фосфогипса — настоящая проблема, соблазн применить его в качестве гипса в составе строительных смесей очень велик. Вот и появляются «фонящие» и выделяющие радон гипсокартонные плиты, наливные полы и штукатурка.
Про радиоактивность и «радоногенность» гранита я уже рассказывал — а гранитная щебенка и песок часто становятся компонентом бетона, применяемого при строительстве. При этом необходимо руководствоваться НРБ-99 и использовать различные по радиоактивности разновидности гранита там, где это допустимо. Гранит принято делить на 4 класса радиоактивности:
I — до 370 Бк/кг — разрешается применять без ограничений в любом строительстве,
II — до 740 Бк/кг — можно использовать в нежилых зданиях (в том числе общественных) и для наружной облицовки,
III — до 2800 Бк/кг — только для дорожного строительства вне населенных пунктов,
IV — до 3700 Бк/кг — можно использовать в строительстве лишь там, где он будет перекрыт толстым слоем низкоактивного материала.
При активности более 3700 Бк/кг гранит в строительстве не применяется.
При этом для приготовления бетона для жилых зданий используется только наиболее низкоактивный гранит I класса радиоактивности.
Источником радона в помещениях может служить также содержащая примесь урана керамическая плитка, гранитная облицовка. Но обычно этими источниками можно пренебречь. Кстати, урановое стекло, которое так любят коллекционировать некоторые российские знаменитости (и не только они) источником радоновой опасности не является совершенно: радон не только не способен выйти за пределы сплошной массы стекла, но и практически не образуется в этом стекле, так как в нем очень мало радия. При выделении урана из руды радий, содержащийся в ней, был удален, а новый не успел образоваться. А вот образцы урановых минералов и приборы со светосоставом постоянного действия на основе радия-226 могут «зарадонить» квартиру до вполне опасных уровней.
В радоноопасных регионах сильнейшим источником радона является водопровод, если вода для него берется из артезианских скважин. Так, во время приема душа концентрация радона в помещении может подняться с 50-100 Бк/м^3 до нескольких килобеккерелей на кубический метр. Газ также поставляет радон в наши квартиры.
Обнаружение и измерение
Как же узнать, каков уровень радона там, где вы живете или работаете? К сожалению, это не очень просто. Хоть радон и является источником половины естественного радиационного фона, «нормальные» показания дозиметра ничуть не являются признаком благополучия. Вообще, радон можно обнаружить дозиметром в редких случаях очень больших уровней — при этом характерным его признаком являются плавные, волнообразные колебания мощности дозы и быстрое снижение уровня радиации при открытии дверей и окон.
Существует ряд «стандартных», используемых для официальных измерений, способов количественного определения содержания радона. Первым из них является непосредственный подсчет альфа-распадов в ионизационной камере, заполненной исследуемым воздухом. Распады регистрируются по очень слабым импульсам тока, которые возникают, когда заряды, образовавшиеся при пролете альфа-частицы, либо по ионизационному току, который обычно не замеряют напрямую из-за его крайне малой величины, а определяют время разряда конструктивной емкости ионизационной камеры. Другим методом является сцинтилляционный — в качестве сцинтиллятора используют слой сульфида цинка, нанесенный на полусферическую внутреннюю поверхность рабочего объема, а «пробкой», закрывающей детектор, является ФЭУ. Аналогично применяют полупроводниковые датчики альфа-излучения, но из-за короткого пробега, невозможно сделать детектор на большой объем газа, и время измерения обычных активностей радона (десятки Бк/м^3) растягивается на многие часы, а то и сутки. Значительно уменьшить время измерения можно, собирая ДПР радона на поверхность детектора электростатически: так работают такие известные приборы, как SIRAD MR106N, Radex MR107. Это недорогие приборы, стоимость которых сопоставима с ценой простых дозиметров (около 10000 рублей). К сожалению, у подобных приборов на детекторе со временем накапливаются долгоживущие продукты распада (свинец и полоний-210), постепенно увеличивающие аппаратурный фон, особенно при применении таких аппаратов в сильно зараженных радоном помещениях, что требует замены.
Также применяется фильтрационный метод. Через слой сорбента прокачивают несколько кубометров воздуха и затем измеряют радиоактивность сорбента. Для этого используют гамма-спектрометр, регистрируя пики свинца и висмута-214. Существуют специализированные приборы, которые включают в себя детектор с гамма-спектрометром и насос с фильтрующей ячейкой, размещенные в одном корпусе. Это дорогостоящие приборы, которые позволяют за короткое время определить минимальные активности радона и отслеживать небольшие колебания ЭРОА радона.
Простейшим вариантом такого метода не составляет труда обнаружить наличие радона в квартире — для этого достаточно воспользоваться пылесосом и фильтром Петрянова (любой респиратор), а затем обмерить фильтр с помощью дозиметра со слюдяным датчиком. Но чтобы измерить его количественно, нужно стандартизировать методику и провести калибровку. А это уже в домашних условиях практически недоступно. Но если дозиметр показал после нескольких минут работы пылесоса значительно большую, чем естественный фон, величину, это повод бить тревогу.
То же касается известного метода «радоновой ловушки». Сама ловушка несложна в изготовлении: она состоит из умножителя напряжения с выходным напряжением минус 600-1500 В и металлической пластины или сетки, на которую данный потенциал подается. Схема умножителя, приведенная небезызвестным Олегом Айзоном, выглядит таким образом:
(схема взята с форума РХБЗ, там же — практически все по ее изготовлению и использованию). Электрод под отрицательным потенциалом помещается измеряемое помещение и оставляется там на 6-8 часов, а затем замеряется радиометром с открытой крышкой гамма-фильтра.
Механизм работы радоновой ловушки связан с тем, что аэрозольные частицы, покрытые активным налетом ДПР радона, за счет бета-активности приобретают положительный заряд и притягиваются к отрицательно заряженному электроду. Через некоторое время между осаждением новых ДПР радона и распадом уже осевших устанавливается равновесие, при котором активность осажденных ДПР пропорциональна концентрации радона.
Олег Айзон приводит следующие «опорные точки шкалы»:
10-60 мкР/ч — нормальный уровень радона,
70-150 мкР/ч — повышенный уровень радона
150 мкР/ч и более — в помещении имеется источник радона
400-600 мкР/ч — очень высокое содержание радона
Разумеется, эти цифры будут существенно зависеть от того, чем производится замер: используемый Айзоном радиометр Стора-ТУ на счетчиках СБМ-20 даст меньшие показания, чем радиометр со слюдяным датчиком, например, МКС-03СА.
Из иных «профессиональных» методов определения радона следует отметить трековые детекторы. Сам детектор очень дешев — это поликарбонатная пленка, покрытая слоем фильтрующего материала, который не пропускает к пленке ДПР радона и прочую радиоактивную пыль, но не задерживает сам радон. Пленка оставляется на определенное время в исследуемом помещении, шахте или скважине, а затем «проявляется» путем травления. Разрушенные альфа-частицами участки растворяются в травителе и на пленке остаются ямки, количество которых пропорционально концентрации радона, помноженной на время экспозиции. В некоторых странах такие детекторы распространяются среди жителей радоноопасных регионов с инструкцией и указанием выслать по определенному адресу после экспозиции.
* * *
Вопреки расхожему мнению, что «все природное вредным быть не может», радон, возможно, является причиной смерти большего количества людей, чем курение, автокатастрофы и бытовые несчастные случаи. Так что защита от него в радоноопасных регионах является насущно необходимой. Является ли радон вредным фактором при относительно низких содержаниях — вопрос открытый.
