Радиоактивность у нас дома: проблема радона
Радон – самый тяжелый из благородных газов, которые раньше, еще лет 20–30 назад, чаще называли инертными газами. Он не имеет ни запаха, ни вкуса, прозрачен и бесцветен. Его плотность при 0 °С равна 9,81 кг/м3, т. е. почти в 8 раз больше плотности воздуха. Концентрация радона в воздухе – всего 6•10–20% (по объему), что гораздо меньше, чем концентрация других благородных газов (неон – 1,8•10–3, гелий – 4,6•10–4, криптон – 1,1•10–4, ксенон – 8,6•10–6%). На каждую молекулу радона в воздухе приходится 1,67•1023 других молекул, и если бы молекулы превратились в песчинки массой 2,5 мг каждая, то одна «песчинка» радона находилась бы в «песчаной горе» массой 418 млрд т!
Человечество ежегодно добывает ~15 млрд т горных пород, т. е. при современных чудовищных масштабах горных работ для «разгребания» придуманной нами горы в поисках одной «песчинки» радона всем горнодобывающим отраслям промышленности мира потребовалось бы почти 30 лет.
Радон химически инертен и реагирует только с сильными фторирующими реагентами.
Все изотопы радона радиоактивны и довольно быстро распадаются: самый устойчивый изотоп 222Rn имеет период полураспада 3,8 сут, второй по устойчивости – 220Rn (торон) – 55,6 с. Природные изотопы радона принято называть эманациями.
Почему радон, имея только короткоживущие изотопы, не исчезает из атмосферного воздуха совсем? Оказывается, он постоянно поступает в атмосферу из земных пород: 222Rn – при делении ядер 238U, а 220Rn – при делении ядер 232Th. Пород, содержащих уран и торий, в земной коре довольно много (например, граниты, фосфориты), поэтому убыль компенсируется поступлением и в атмосфере существует некая равновесная концентрация радона.
Казалось бы, роль этого крайне редкого, инертного, неустойчивого химического элемента в нашей жизни не может быть не только значительной, но даже просто заметной. Однако это совсем не так. Точнее, лет 20 назад стали считать, что это может быть и не так.
Изотоп 222Rn дает примерно 50–55% дозы облучения, которое ежегодно получает каждый житель Земли, изотоп 220Rn прибавляет к этому еще ~5–10%. Однако исследования показали, что в отдельных местностях радоновое облучение во много раз и даже на несколько порядков может превышать средние величины.
Более того, сильно завышенные
концентрации радона обнаружились не только в
подземных выработках (например, шахты для добычи
радиоактивного сырья), но и в жилых домах, в
конторах и офисах, в городской и сельской
местности. Швеция, богатая урановыми
месторождениями, кажется, всерьез столкнулась с
этой проблемой. Радон, как выяснилось,
просачивается из-под земли и накапливается в
довольно больших количествах в подвалах и на
первых этажах построек. Принято считать, что
активность величиной в 200 Бк/м3 (1 Бк –
беккерель – означает 1 радиоактивный распад в
секунду) уже опасна для населения, а во многих
шведских домах эта величина превышена порой в
несколько раз. Правительство страны пошло на
оплату расходов домовладельцев, перестраивающих
свои дома с целью снижения поступления в них
радона (но при условии, что первоначальная
активность была выше 400 Бк/м3).
Концентрация радона сильно завышена в зонах с большой концентрацией радиоактивных фосфатов, например в индийском штате Керала, бразильском штате Эспириту-Санту. Близ г. Ромсер в Иране имеются выходы подземных вод с громадной концентрацией 226Ra, который распадается с выделением 222Rn.
Повышенные концентрации радона обнаружены в Сянгане (бывший Гонконг). Здесь ситуация иная: отдельные районы города построены на привозном грунте, под которым нет урановых месторождений. Более того, большая концентрация радона здесь обнаружена не только в помещениях на нижних этажах. Его выделяют стены, а причина – радиоактивность строительных материалов, наличие в них повышенных концентраций 226Ra.
Средняя удельная активность дерева – 0,2–0,5 Бк/кг, природного гипса и обычного бетона – 1,5–10 Бк/кг, а некоторых образцов строительных материалов – на порядки выше. Например, в Финляндии применялся материал с активностью 1200 Бк/кг, в Швеции – 2600 Бк/кг, а в США – даже 4600 Бк/кг. Велика активность золы от сжигания угля.
Серьезные исследования были проведены в Великобритании, в результате чего в прессе, на радио и телевидении была поднята шумная кампания по поводу «радонового кризиса». Еще бы: более 30% домов в графствах Корнуэлл и Девон имеют активность больше 200 Бк/м3, да и в других частях страны есть такие же местности.
В известняковых пещерах активность может доходить до сотен тысяч Бк/м3, а в доме одной из деревень в Австрийских Альпах она составила 274 тысячи Бк/м3! Еще больших величин (миллионов Бк/м3) активность радона может достигать в шахтах.
При распаде радон выделяет самые тяжелые частицы – a-частицы, особенно опасные при попадании в легкие человека. Продукты распада радона – радиоактивные изотопы свинца, висмута, полония – не менее опасны, поскольку образуют аэрозоли – мельчайшие твердые частицы, взвешенные в воздухе, которые могут попадать в легкие и оседать там. Поэтому радон и вызывает у человека поражения легких и лейкемию. По данным Агентства по защите окружающей среды США, в 1992 г. 23 тысячи человек погибли там в автомобильных авариях (главным образом из-за вождения в нетрезвом виде), 4,4 тысячи – на пожарах и от 7 до 30 тысяч – из-за болезней легких, вызванных, возможно, наличием радона.
В радоновой проблеме далеко не все ясно. Население тех местностей Индии, Бразилии и Ирана, где радиоактивность «зашкаливает», вовсе не болезненнее, чем в других частях этих же стран.
А графства Великобритании, где «домашняя» активность радона относительно велика, тоже не лидируют по числу легочных заболеваний, а, наоборот, уступают по этому показателю относительно благополучным в радоновом отношении местностям. Радоновые ванны, как показывает длительная практика, помогают вылечивать некоторые болезни. Более того, небольшие дозы облучения, возможно, даже необходимы для поддержания нормальной жизнедеятельности.
Самая серьезная причина легочных заболеваний – курение, причем вредное его действие связано не только с никотином и органическими продуктами, но и с тем, что каждый курильщик наполняет свои легкие радиоактивными веществами. Ослабленные курением легкие более восприимчивы к радону. Радон лишь многократно увеличивает риск.
А меры защиты от радона (там, где защита действительно необходима) просты: не давать застаиваться воздуху в комнатах, чаще их проветривать, протирать мебель мокрой тряпкой, вместо масляной и иной краски и синтетических материалов на бетонных стенах использовать обычные бумажные обои и, конечно, не только не курить, но и избегать общества курильщиков.
Э.Г.Раков