Проводя время дома или работая в офисном помещении, человек не особо задумывается о том, что его могут поджидать невидимые глазом опасности, против которых бессильны охрана и секьюрити. К одной из таких угроз-«невидимок» относится радиоактивный газ — радон. Откуда он берётся, как попадает внутрь здания, как от него защититься и чем он опасен — разберём в статье.
У этого термина существуют и другие значения, см. Радон (значения).
Радо́н — элемент 18-й группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (по старой классификации — главной подгруппы VIII группы), 6-го периода, с атомным номером 86. Обозначается символом Rn (от лат. ). Простое вещество радон при нормальных условиях — бесцветный инертный газ; радиоактивен, стабильных изотопов не имеет, может представлять опасность для здоровья и жизни. При комнатной температуре является одним из самых тяжёлых газов. Наиболее стабильный изотоп (222Rn) имеет период полураспада .
Некоторые минеральные породы часто становятся источниками радиоактивных газов, этот газ поднимается по трещинам и разломам в литосфере и выходит наружу. Если на месте выхода газа строит строение, то его нижние этажи заполняются радиоактивными испарениями. Присутствие таких веществ в жилых пространствах опасно для здоровья жильцов. По этой причине многие застройщики отдают предпочтение более толстым и массивным вариантам первого этажа, на полы по грунту часто смотрят с опаской, так как они кажутся ненадежными. Разберемся, насколько опасны радиоактивные газы и как от них защитить свое жилище.
Что это за газ и чем опасен?
Радон — представляет собой благородный, одноатомный, не образующий химических соединений радиоактивный газ, образующийся в естественных условиях при распаде урана. Период его полураспада относительно велик — 3,82 суток. Поэтому, прежде чем распасться, он успевает распространиться в окружающей среде на значительное расстояние.
Распределение радонообразующих элементов в грунтах зависит от многих факторов. Образующийся в породе радон частично поступает в поровое пространство и частично задерживается в кристаллической решётке породообразующих минералов.
Наиболее достоверную информацию об их содержании на конкретной территории и в конкретных грунтах получают на основе результатов радиационно-геологических исследований. Радонопроницаемость тех или иных грунтов зависит от их пористости и влажностного состояния.
Ряды распада изотопов радона включают в себя цепочки короткоживущих и долгоживущих дочерних продуктов. Обычно, когда говорят об ущербе, причиняемом организму человека облучением радоном, имеют в виду ущерб, причиняемый его наиболее опасными короткоживущими дочерними продуктами распада — полонием-218, свинцом-214 и висмутом-214.
В одних случаях облучение радоном может быть полезным, в других — наносить вред здоровью. Существует большое отличие между воздействием радона в процессе приема радоновых ванн и неконтролируемым воздействием загрязненного радоном воздуха, вдыхаемого в повседневной жизни.
Присутствие радона вокруг нас связано с поступлением в воздух его дочерних продуктов. Под воздействием электростатических сил они осаждаются на взвешенных в воздухе частицах пыли и влаги (аэрозолях) и затем попадают в дыхательные пути человека. Дочерние продукты распада радона задерживаются на всем протяжении дыхательного тракта. Опаснее всего проникновение наиболее мелких частиц в клетки бронхов, откуда они практически не выводятся и вызывают развитие рака лёгких. По оценкам специалистов, радон «ответственен» за 3–14% случаев заболеваемости раком лёгких.
В закрытых помещениях, особенно с плохой вентиляцией, с момента поступления в них радона, происходит накопление его короткоживущих дочерних продуктов до момента установления радиоактивного равновесия (около, 3 часов). В случае вентиляции помещения часть поступившего в него радона и образовавшихся дочерних продуктов удаляется, не успев достичь состояния радиоактивного равновесия.
Газ бесцветен, не имеет запаха, поэтому его не так легко обнаружить. Для определения наличия и процентного содержания радона в помещении нужен специальный прибор. Поэтому люди могут годами находиться в помещении с повышенной концентрацией радиоактивного газа, не подозревая, что живут или работают в небезопасных для здоровья условиях.
История открытия и происхождение названия
В публичной лекции 1936 года Резерфорд кратко изложил итоги их работ:
Я установил, что эта эманация обладает чрезвычайно своеобразным свойством делать радиоактивными тела, над которыми она проходит. Казалось, что это свойство, скорее всего, обусловлено осаждением некой материальной субстанции, а не какой-либо активностью, возникшей в самих телах под действием излучения, так как тогда количество осаждённого вещества должно увеличиваться при приложении электрического поля. В те времена многие получали неповторяющиеся и странные результаты, помещая предметы вблизи радиоактивных веществ. По-видимому, всё это могло объясняться наличием таких же эманаций, как обнаруженная нами у тория.
Прежде чем считать такое объяснение правильным, необходимо было выяснить истинную природу эманации. Это было очень трудно, так как доступное количество её всегда было очень мало.
Привязка к региону
Надо понимать, что наличие радона не характерно для всех регионов. Чтобы газ вышел из-под земли и попал в дом, нужен ряд условий.
Если участок не входит ни в одну из этих зон, то можно меньше внимания уделять проблеме радона.
Угроза радона
Этим радиоактивным газом является радон, который выделяется в результате распада радиоактивных минералов в грунте. Радон выделяется из урана, тория и др. Впервые негативное действие радона было выявлено по заболеваниям среди шахтеров. Сейчас тему угрозы радиоактивного газа активно обсуждают в сфере строительства частного жилья. Особенно жаркие споры идут вокруг полов по грунту. Считается, что этот тип основания соприкасается с грунтом и недостаточно герметичен для почвенных паров.
Как обеспечить радиационную безопасность
Помочь обеспечить безопасность жизни и пребывания людей должны современные строительные материалы. Специалистами компании ТЕХНОНИКОЛЬ разработан продукт, который не только защищает подземные и заглубленные конструкции зданий и сооружений от негативного воздействия воды, но также обладает низким коэффициентом радонопроницаемости.
Эффективность применения материала ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА для защиты строительных конструкций от негативного воздействия радона подтверждена испытаниями НИИ Строительной Физики. ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА рекомендован как эффективное средство повышения радононепроницаемости подземных и заглубленных конструкций зданий и сооружений.
ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА — битумно-полимерный рулонный наплавляемый материал. Уникальность материала заключается в двойной основе (полиэфира, сдублированного с металлической фольгой), что придает материалу повышенные характеристики паро- и газонепроницаемости.
При устройстве подземной газо- и гидроизоляции материал ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА укладывается внешним (обращенным к грунту) слоем в двухслойной или многослойной гидроизоляционной мембране.
Инновационная разработка от ТЕХНОНИКОЛЬ — значимое достижение российского производителя, которое обеспечивает безопасность для здоровья человека и позволяет строить современные здания, обладающие надёжной гидро- и газозащитой.
Радон и его дочерние продукты обусловливают более половины всей эффективной дозы облучения, которую в среднем получает организм человека от природных и техногенных радионуклидов окружающей среды.
Увеличивают радоновую нагрузку и светомассы постоянного действия, содержащие химически выделенные из природного урана находившиеся в вековом равновесии члены рядов урана-238 и урана-235, главным образом, радий-226, распадающийся до радона-222. Значительное выделение радона такими светомассами делает небезопасным хранение большого количества приборов, содержащих СПД. Особенно высоким выделением радона отличаются старые авиационные указатели поворота и скольжения, тумблеры и автоматы с светящимися наконечниками и подсветки шкал из индикаторов радиоактивности ДП-63-А (в более поздних моделях они заменены на электролюминесцентную подсветку, поэтому опасности не представляют).
Как узнать есть ли на участке радон?
Важно понимать, что количество радона может иметь непостоянное значение, оно зависит от дождя, ветра, времени года и др. Из-за этого надо полагаться не только на профессиональные исследования, но вести самостоятельный мониторинг.
схема электронных оболочек радона
В химическом отношении радон является наиболее активным из благородных газов, так как его электроны внешних электронных оболочек имеют относительную низкую энергию ионизации.
Радон образует химические соединения с фтором. Так, дифторид радона RnF2 является белым нелетучим кристаллическим веществом.
Кроме того, радон может входить в состав различных клатратов, которые, хотя и имеют постоянный стехиометрический состав, не образуют химических связей с участием атомов радона.
Контроль радиационного фона
Согласно обследованиям, которые были проведены Роспотребнадзором, в 10 регионах России отмечается превышение норм по содержанию радона в помещениях. Этот показатель оказался недопустимо высоким при мониторинге возводимых объектов общественного и жилого пользования в Тыве, Якутии, Хакасии и Чувашии, а также ряде областей: Тамбовской, Амурской, Мурманской, Белгородской, Кемеровской, Ивановской.
По отчётам 2020 года о санитарно-эпидемиологической обстановке в Ивановской области, в наибольшей степени на радиационный фон оказывают влияние природные источники радона. Именно его различные изотопы и менее стабильные формы составляют от 56 до 80% радиации в жилых и общественных помещениях. Усреднённый показатель эквивалентной равновесной объёмной активности радона в помещениях в 2019 году составил 49,8 Бк/м3, что на 27% больше, чем в 2012 году. При этом лидерами, где наблюдались повышенные значения радиоактивного излучения, оказались детские учебные заведения, а также частные дома и объекты старого жилого фонда.
Снизить критические показатели возможно за счёт радонозащитных мероприятий, которые проводятся после выявления требующих этого объектов инфраструктуры. Однако подобные обследования проводятся в недостаточном объёме: с 2015 по 2019 год в Ивановской области проверку прошли 588 школ и детских садов, а в 2020 году — всего 54.
Таким образом, приходим к выводу, что для того, чтобы взять радиационный фон под контроль и обеспечить безопасность людей, нужно в обязательном порядке проводить обследования территории будущей застройки и применять средства противорадоновой защиты на этапе возведения строительных конструкций.
На карте представлены дозы радиации от радона в РФ в зависимости от региона проживания (м³ в /год).
Открытие радиоактивности и радона совпало с повышением интереса к биологическим эффектам радиации. Было установлено, что вода многих источников минеральных вод богата эманацией радия (так именовался радон в то время). Вслед за этим открытием последовала волна моды «на радиацию». В частности, в рекламе того времени радиоактивность минеральных вод выдавалась за главный показатель их полезности и эффективности.
Радиационный фон помещений
Цифровой измеритель уровня радона
При учёте уровня изотопов радона также следует учитывать и активность нелетучих продуктов его распада (изотопы полония, свинца, висмута и т. д.) с разными периодами их полураспада.
Защита от радона на производстве
Этот раздел статьи ещё не написан.
Здесь может располагаться Помогите Википедии, написав его. (24 января 2022)
Какие регионы РФ больше подвержены радоновому излучению?
Миллионы европейцев в Австрии, Финляндии, Испании, Франции, Швеции живут в местах, где содержание радона в наружном воздухе превышает норму в 10-20 раз. Россияне – не исключение! В силу геологических особенностей радоноопасными считаются отдельные районы Красноярского и Алтайского края, Карелии, Урала, Томской и Читинской областей.
ЧЕМ РАДОН ОПАСЕН?
Радон давно известен как источник вредоносных альфа-частиц, отвечающий за половину годовой дозы ионизирующего облучения, получаемой человеком от природных источников. Доказано, что его двукратное увеличение в помещении приводит к многочисленным повреждениям хромосом и мутациям, которые могут передаваться потомству и проявляться уже в первом поколении. При высоких концентрациях этот газ – сильный мутаген, вызывающий рак легких и образование злокачественных опухолей. Так в г. Лермонтов Ставропольского края за последнее десятилетие количество больных раком увеличилось в 10 раз. Причина – жилые дома, возведенные в районах выхода радона на поверхность, ставшие его «ловушками» и местами интенсивного накопления.
ГДЕ ЖЕ РАДОН ВЫДЕЛЯЕТСЯ В МАКСИМАЛЬНЫХ ДОЗАХ?
Радон – радиогенный газ, непрерывно образующийся в горных породах при радиоактивном распаде уран-радиевого ряда. Он присутствует во всех скальных массивах, поскольку его потери, происходящие за счет выделения в воздух, быстро компенсируются новыми регенерациями газа. В среднем, каждую секунду тонна каменной породы продуцирует до 50 тысяч атомов радона, которые через трещины в земной коре или вместе с потоками грунтовых вод поступают к поверхности земли. Поэтому максимальные количества этого газа фиксируются в приземном слое воздуха, с увеличением высоты его концентрация в атмосфере снижается. Среднее содержание на уровне грунта вне помещений составляет 8 Бк/м3, но в разных районах земного шара значения неодинаковы: где-то показания не достигают и минимума, а в некоторых местах принимают огромные значения.
Существует две группы источников радона, связанных со скальными породами:
1. Горные породы с повышенным содержанием соединений радона – граниты, сланцы, сиениты. Иногда радононосные участки занимают обширные площади, создавая повышенный радиоактивный фон с превышением ПДК радона в десятки раз.
2. Радононосные тектонические зоны с аномальной концентрацией радона, отличающиеся четкими линейными размерами. Такие полосы могут растягиваться на сотни и тысячи километров. Концентрация радона в домах, расположенных на поверхности таких тектонических разломов, иногда достигает десятков тысяч беккерелей.
Особенно много радона аккумулируется в подвижных разломных зонах, находящихся в сейсмоопасных регионах планеты. В процессе тектонической деятельности пористость горных пород повышается, в них формируется большое количество разнонаправленных трещин и полостей, в которых и накапливается радон. Если же края разломов неподвижны, разрывы быстро заполняются водой и растворенными в ней частицами горных пород, газу просто негде аккумулироваться.
Сегодня проблеме радонового загрязнения уделяется повышенное внимание в большинстве развитых странах и со стороны ООН. Многими государствами на законодательном уровне принимаются меры по ограничению облучения населения, проводится районирование территорий по степени родоноопасности. В зонах с повышенным выделением радона, застройщикам не рекомендуется возводить жилые строения. Земельные участки для нового строительства проверяются на соответствие показателям радиационной безопасности. Если без жилья в этом районе не обойтись, дома создаются по проектам, предусматривающим установку радонозащитных устройств и уловителей радона.
Какие регионы РФ больше подвержены радоновому излучению?
1. Наиболее опасные уровни радона наблюдаются в Республике Алтай и Еврейской автономной области. Количество радона там многократно превышают предельно допустимую концентрацию (ПДК), установленную нормами радиационной безопасности.
2. Весьма высокиерадоновые риски также имеются в следующих субъектах РФ:
3. Умеренно опасная ситуация с радоном, требующая внимания, наблюдается в таких субъектах РФ, как:
4. В остальных регионах уровень радона считается низким и поводов для беспокойства нет.
Для получения радона через водный раствор любой соли радия-226 продувают воздух, который уносит с собой радон-222, образующийся при радиоактивном распаде радия-226. Далее воздух тщательно фильтруют для отделения микрокапель раствора, содержащего соль радия, которые могут быть захвачены током воздуха. Для получения собственно радона из смеси газов удаляют химически активные вещества (кислород, водород, водяные пары и т. д.), остаток конденсируют жидким азотом, затем из конденсата отгоняют азот и инертные газы (аргон, неон и т. д.).
Радон не имеет стабильных изотопов. Наиболее устойчив 222Rn (1/2 = 3,8235 суток), входящий в природное радиоактивное семейство урана-238 (семейство урана-радия) и являющийся непосредственным продуктом распада радия-226. Иногда название «радон» относят именно к этому изотопу. В семейство тория-232 входит 220Rn (1/2 = 55,6 с), иногда его называют торон (Tn). В семейство урана-235 (урана-актиния) входит 219Rn (1/2 = 3,96 с), его называют актинон (An). В одну из побочных ветвей (коэффициент ветвления 2⋅10−7) семейства урана-радия входит также очень короткоживущий (1/2 = 35 мс) радон-218. Все отмеченные изотопы радона испытывают альфа-распад. Этими четырьмя нуклидами исчерпывается список природных изотопов радона. Известны ещё 30 искусственных изотопов Rn с массовым числом от 195 до 228. Некоторые нейтронодефицитные изотопы радона имеют также возбуждённые метастабильные состояния; таких состояний известно 13. Преобладающие моды распада у лёгких изотопов Rn — альфа-распад, позитронный распад и электронный захват. Начиная с массового числа =212 альфа-распад становится доминирующим. Тяжёлые изотопы радона (начиная с =223) распадаются преимущественно посредством бета-минус-распада.
Мифы про радон в почве
В конце укажем ряд наиболее распространенных мифов про накопление радона в домах.
Чтобы правильно сделать полы по грунту, читайте (9 ошибок при устройстве полов по грунту) о самых распространенных ошибках.
Соблюдение строительных требований
При разработке и проектировании строительных конструкций зданий и сооружений радиационной безопасности должно быть уделено не меньше внимания, чем комфортабельности и удобству проживания. И это не просто вопрос преимуществ перед проектами конкурентов, но и требования, которые строго регламентируются строительным законодательством.
В стандартах проектирования противорадоновой защиты строений для проживания и общественного пользования (СП 321.1325800.2017) прописывается необходимость проектирования ограждающих конструкций и инженерных систем с учётом концентрации радона в районе строительства. Оценку уровня радоновой безопасности здания следует производить при наличии признаков потенциальной радоноопасности, на стадии разработки проекта.
При выборе решений предпочтение следует отдавать таким элементам конструкций и материалам защиты, которые имеют самый низкий показатель радонопроницаемости.
В нормативах по радиационной безопасности (НРБ-99/2009) прописывается допустимая максимальная концентрация радона в зданиях жилого, производственного и общественного назначения. Существующие требования в МУ 2.6.1.038-2015 также предписывают необходимость проведения оценивания потенциальной радоновой опасности земельных участков объектов в комплексе инженерных изысканий для строительства. Подобные меры позволяют держать под контролем радиационный фон возводимых объектов и обеспечить безопасность нахождения в них людей.
Вентиляция против радона
Наиболее эффективным способом борьбы с радоном является обычное проветривание, поэтому вентиляция подвала или цоколя может стать в этом отношении полезной. Рассмотрим меры, которые необходимо устроить в регионе с потенциальной опасностью накопления радона.
Приточная вентиляция – это естественный вариант вентиляции, когда подвал вентилируется с помощью трубы выведенной за пределы помещения на уровне грунта. Роль вентиляционных отверстий могут взять на себя небольшие окна на уровне земли.
Естественная вентиляция подвала через крышу – этот элемент работает вместе с первым, из приточной вентиляции в помещение попадает свежий воздух, затем вместе с газом он выходит через крышу.
Вентиляция из грунта – в этом случае труба устанавливается в грунт. Под полом формируется подушка из щебня, в которую и ставят трубу. Вентиляция идет вертикально через весь дом и выводится через кровлю или под землей (выход не меньше 3 м от дома). Если дом отапливается, то отведение из грунта будет идти естественным образом, в противном случае надо установить вентилятор для принудительного отведения.
Нахождение в природе
Радиоактивный ряд урана-238
Входит в состав радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th. Ядра радона постоянно возникают в природе при радиоактивном распаде материнских ядер. Равновесное содержание в земной коре 7⋅10–16% по массе. Ввиду химической инертности радон относительно легко покидает кристаллическую решётку «родительского» минерала и попадает в подземные воды, природные газы и воздух. Поскольку наиболее долгоживущим из четырёх природных изотопов радона (218, 219, 220, 222) является 222Rn, именно его содержание в этих средах максимально.
Концентрация радона в воздухе зависит, в первую очередь, от геологической обстановки (так, граниты, в которых много урана, являются активными источниками радона, в то же время над поверхностью морей радона мало), а также от погоды (во время дождя микротрещины, по которым радон поступает из почвы, заполняются водой; снежный покров также препятствует доступу радона в воздух).
Радон и полы по грунту
Теперь рассмотрим точку зрения о том, что полы по грунту не защищают от радона. Полы по грунту – это распространенное решение в строительстве, когда полом первого этажа служит стяжка, которая укладывается на уплотненный грунт или щебень. Полы по грунту — это не только цеметно-песчаная стяжка, пол представляет собой «пирог» из утеплителя, предбетонной подготовки и гидро- пароизоляции. Именно пароизоляция нужна, чтобы не допустить пары из грунта в помещения первого этажа или подвала.
Альтернативой полам по грунту являются плиты перекрытий, но их использование на грунте менее целесообразно по финансовым соображениям. При этом с точки зрения защиты от газа плиты не гарантируют полной герметичности.
Пути попадания радона в здания
Впервые чрезвычайно высокая численность случаев онкологических заболеваний лёгких была выявлена у шахтёров, добывающих в рудниках уран и подвергающихся повышенному воздействию радона.
Перемещение радона в земной коре происходит обычно в смеси грунтовых газов и зависит от радонопроницаемости грунтов, а радонопроницаемость грунтов, в свою очередь, сильно зависит от их пористости и влажностного состояния. Наиболее проницаемы сухие грунты с высокой пористостью, а насыщенные водой пласты грунта для радона практически непроницаемы.
Однако, высвобождение радиоактивного газа происходит повсеместно. Поэтому большое значение имеет, какие материалы использовались при возведении строительных конструкций, какие технологические приемы использовались против накопления радона в помещениях и насколько хорошо обеспечены здания вентиляцией.
Сооружение, а также окружающие его воздушное и подземное пространство, представляют собой единую природно-техногенную систему. Все элементы этой системы активно влияют на процесс переноса радона. Опирающаяся на грунт часть ограждающей конструкции представляет собой препятствие для свободного перехода грунтового радона в атмосферу.
Отсюда следует, что проникновение радона внутрь строительных конструкций зависит от концентрации газа в грунте в районе строительства, радонопроницаемости строительных материалов и изделий, а также наличия уплотненных инженерных коммуникаций. Наибольшая концентрация радона бывает в подвальных и цокольных помещениях, которые больше всего соприкасаются с грунтом.
Эмиссионный спектр радона, сфотографированный Э. Резерфордом в 1908 году. Числа на краях спектра представляют собой длины волн. Средний спектр принадлежит радону, внешние спектры — гелию (добавлены для калибровки длин волн)
Радон — радиоактивный одноатомный тяжёлый газ без цвета и запаха. Растворимость в воде при комнатной температуре составляет 460 мл/л, что выше, чем растворимость более лёгких инертных газов. В органических растворителях и в жировой ткани человека растворимость радона в десятки раз выше, чем в воде. Газ хорошо просачивается сквозь полимерные плёнки. Легко адсорбируется активированным углём и силикагелем.
Собственная радиоактивность радона вызывает его флюоресценцию. Газообразный и жидкий радон флюоресцирует голубым светом, у твёрдого радона при охлаждении до азотных температур цвет флюоресценции становится сначала жёлтым, затем — красно-оранжевым.
Плотность радона при нормальных условиях составляет 9,73 кг/м3, что примерно в 7,6 раз больше плотности воздуха.
