stringtranslate.com

Радон-222

Радон-222 ( 222 Rn, Rn-222, исторически эманация радия или радон) — наиболее стабильный изотоп радона с периодом полураспада примерно 3,8 дня. Он является переходным в цепочке распада первичного урана -238 и является непосредственным продуктом распада радия-226 . Радон-222 впервые наблюдался в 1899 году, а несколько лет спустя был идентифицирован как изотоп нового элемента . В 1957 году названием элемента стало название радон , ранее называвшееся только радоном-222. Радон-222 из-за своей газообразной природы и высокой радиоактивности является одной из основных причин рака легких . [3]

История

После открытия радия в 1898 году посредством химического анализа радиоактивной руды Мария и Пьер Кюри в 1899 году наблюдали новое радиоактивное вещество, выделяющееся из радия, которое было сильно радиоактивным в течение нескольких дней. [4] Примерно в то же время Эрнест Резерфорд и Роберт Б. Оуэнс наблюдали аналогичное (хотя и более короткое) излучение соединений тория . [5] Немецкий физик Фридрих Эрнст Дорн тщательно изучал эти излучения в начале 1900-х годов и приписал их новому газообразному элементу — радону. В частности, он изучал продукт из уранового ряда , радон-222, который он назвал эманацией радия . [6]

В начале 20 века элемент радон был известен под несколькими разными названиями. Химик Уильям Рамзи , который тщательно изучал химические свойства элемента, предложил название нитон , а Резерфорд первоначально предложил эманацию . В то время радон относился только к изотопу 222 Rn, тогда как названия актинон и торон обозначали 219 Rn и 220 Rn соответственно. [7] В 1957 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) предложил название «радон» для обозначения элемента, а не просто 222 Rn; это было сделано в соответствии с новым правилом, касающимся соглашений об именах изотопов. [7] Это решение было спорным, поскольку считалось, что оно придавало неправомерное значение идентификации радона-222 Дорном по сравнению с идентификацией радона-220 Резерфордом, а историческое использование названия радон создавало путаницу относительно того, является ли элемент или изотоп 222 Rn обсуждался. [7]

Свойства распада

Цепочка распада урана-238, известная как серия урана или серия радия, членом которой является радон-222.

Радон-222 образуется в ряду урана в результате альфа-распада радия-226, период полураспада которого составляет 1600 лет. Сам радон-222 альфа-распадается до полония-218 с периодом полураспада примерно 3,82 дня, что делает его наиболее стабильным изотопом радона. [1] Конечным продуктом его распада является стабильный свинец-206 .

Теоретически 222 Rn способен к двойному бета-распаду до 222 Ra, но в зависимости от измерения массы может быть разрешен и однократный бета-распад до 222 Fr. [8] [a] Эти режимы распада были найдены, что дало более низкие пределы частичного периода полураспада - 8 лет для обоих переходов. Если бета-распад 222 Rn возможен, то, по прогнозам, он будет иметь очень низкую энергию распада (24 ± 21 кэВ ) и, следовательно, период полураспада порядка 10 5 лет, что также приводит к очень низкой вероятности ветвления по сравнению с альфа-распад. [8]

Происшествие и опасности

Все изотопы радона опасны из-за своей радиоактивности, газовой природы, химической инертности и радиоактивности продуктов их распада (потомства). Радон-222 особенно опасен, поскольку его более длительный период полураспада позволяет ему проникать в почву и камни, где он образуется в следовых количествах в результате распада урана-238, и концентрироваться в зданиях и урановых рудниках . Это контрастирует с другими природными изотопами, которые распадаются гораздо быстрее (период полураспада менее 1 минуты) и, таким образом, не вносят значительного вклада в радиационное воздействие. [9] При более высоких концентрациях газообразный 222 Rn может вдыхаться и распадаться перед выдохом, что приводит к накоплению его дочерних элементов 218 Po и 214 Po в легких, чье высокоэнергетическое альфа- и гамма -излучение повреждает клетки. Длительные периоды воздействия 222 Rn и его потомков в конечном итоге вызывают рак легких. [9] Альтернативно, радон может попасть в организм через загрязненную питьевую воду или в результате распада поступившего в организм радия [3] – что делает диффузию радона одной из самых больших опасностей радия. [10] Таким образом, 222 Rn является канцерогеном ; Фактически, это вторая по значимости причина рака легких в Соединенных Штатах после курения сигарет [3] , при этом более 20 000 смертей в год связаны с раком легких, вызванным радоном. [9] [11]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ AME2016 дает 222 Rn меньшую массу, чем 222 Fr, [1] что запрещает одиночный бета-распад, хотя это возможно в пределах заданной погрешности и явно предсказано Белли и др.

Рекомендации

  1. ^ abc Audi, Г.; Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030001. Бибкод : 2017ChPhC..41c0001A. дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030001.
  2. ^ Аб Ван, М.; Ауди, Г.; Кондев, ФГ; Хуанг, WJ; Наими, С.; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 030003-1–030003-442. дои : 10.1088/1674-1137/41/3/030003.
  3. ^ abc EPA Факты о радоне (PDF) (отчет). Агентство по охране окружающей среды США. стр. 1–3 . Проверено 22 февраля 2019 г.
  4. ^ Фрай, К.; Тённессен, М. (2013). «Открытие изотопов астата, радона, франция и радия». Таблицы атомных и ядерных данных . 99 (5): 497–519. arXiv : 1205.5841 . Бибкод : 2013ADNDT..99..497F. дои : 10.1016/j.adt.2012.05.003. S2CID  12590893.
  5. ^ Тённессен, М. (2016). Открытие изотопов: полный сборник . Спрингер. п. 8. дои : 10.1007/978-3-319-31763-2. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN  2016935977.
  6. ^ Джордж, AC (2008). «Всемирная история исследований и измерений радона с начала 1900-х годов до наших дней» (PDF) . Материалы конференции AIP . 1034 (1): 20–36. Бибкод : 2008AIPC.1034...20G. CiteSeerX 10.1.1.618.9328 . дои : 10.1063/1.2991210. 
  7. ^ abc Торнтон, BF; Бердетт, Южная Каролина (2013). «Вспоминая признание радона». Природная химия . 5 (9): 804. Бибкод : 2013НатЧ...5..804Т. дои : 10.1038/nchem.1731 . ПМИД  23965684.
  8. ^ аб Белли, П.; Бернабей, Р.; Капелла, К.; Караччоло, В.; Черулли, Р.; Даневич, Ф.А.; Ди Марко, А.; Инчичитти, А.; Пода, Д.В.; Полищук О.Г.; Третьяк, В.И. (2014). «Исследование редких ядерных распадов с кристаллическим сцинтиллятором BaF 2 , загрязненным радием». Европейский физический журнал А. 50 (9): 134–143. arXiv : 1407.5844 . Бибкод : 2014EPJA...50..134B. дои : 10.1140/epja/i2014-14134-6. S2CID  118513731.
  9. ^ abc Оценка EPA рисков от радона в домах (PDF) (Отчет). Управление радиации и воздуха в помещениях, Агентство по охране окружающей среды США. 2003.
  10. ^ «Радиационная защита: Радий». Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала 11 февраля 2015 года . Проверено 22 февраля 2019 г.
  11. ^ «Информационный бюллетень о радоне: что это такое, как он влияет на нас, почему это важно» . Эйр Чек, Инк . Проверено 22 февраля 2019 г.