Радоновый экспозиметр что это рэи 4

Радоновый экспозиметр что это рэи 4

Согласно действующим нормативным документам главным критерием для принятия решений о превышении допустимого уровня облучения радоном является среднегодовое значение эквивалентной равновесной объемной активности радона, которое измеряется аппаратурой, основанной на использовании интегральных методов. Среди таковых по совокупности характеристик наибольшее распространение получили трековые экспозиметры. Экспозиметры именно такого типа используются в составе предлагаемого комплекта аппаратуры «ТРЕК-РЭИ-1М».

Комплект предназначен для использования при проведении массовых обследований содержания радона в существующих жилых, общественных и производственных помещениях; приемке в эксплуатацию строящихся зданий и сооружений; измерении объемной активности радона почвенного воздуха, оценке радиационных нагрузок на работников горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, на персонал радонолечебниц и т.п.

Комплект зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 59297-14 и допущен к применению в Российской Федерации (Свидетельство об утверждении типа средств измерения ОС.С.З8.002.А №57240 от 21.10.2019).

Основные технические характеристики:

Основные достоинства предлагаемого комплекта:

Состав базового комплекта аппаратуры

Измерения проводятся в соответствии с МВИ «Радон. Измерение объемной активности в воздухе помещений интегральным трековым методом» (Свидетельство об аттестации методики радиационнго контроля №40090.2И385).

ДОПОЛНИТЕЛЬНО К БАЗОВОМУ КОМПЛЕКТУ МОГУТ БЫТЬ ПОСТАВЛЕНЫ:

Цена поставляемого оборудования определяется стоимостью базового комплекта и дополнительной оборудования по желанию Заказчика. В зависимости от объема заказа предусмотрена скидка.

Источник

Измерение радона

Измерения Радона используются для определения доли радиоактивного благородного газа радона в вдыхаемом воздухе. В зависимости от области применения существуют разные измерительные устройства. Они варьируются от мельчайших пассивных радоновых экспозиционеров до очень сложных собирающих устройств с компьютерным управлением.

Оглавление

Измерение газообразного радона или продуктов распада

При принятии решения о том, измерять ли радон или продукты его распада, часто необходимо учитывать особые свойства имеющихся методов измерения, а не аспекты радиационных эффектов. Приборы для измерения радона обычно проще в использовании и дешевле приборов для продуктов распада. Чтобы снизить все усилия при большом количестве измерений, нужно начать с измерения содержания газа радона. Только если результат измерения близок к допустимому или рекомендованному предельному значению, можно провести более сложное и значимое измерение продуктов распада. Требования радиационной защиты шахт всегда предусматривают измерения продуктов распада.

Пассивные и активные методы измерения

Существует большое количество различных измерительных приборов для измерения радона. Их принято классифицировать в зависимости от того, измеряют ли они газ радон или продукты распада, и работают ли они активно или пассивно.

Небольшие пассивные измерительные приборы часто называют дозиметрами радона или экспозиметрами. Они работают без энергии во время измерения и поэтому могут недорого использоваться в больших количествах. Это компенсируется огромными усилиями лаборатории по получению результатов измерений, косвенно содержащихся в устройствах. Пассивные устройства почти исключительно измеряют радон. Это одна из причин, по которым, за некоторыми исключениями, радон измеряется и оценивается в жилых домах. Различные измерительные лаборатории отправляют их по почте и оценивают позже в лаборатории.

Активные измерительные устройства в основном работают с насосами и электронными детекторами излучения и поэтому во время измерения требуют электроэнергии. Это делает их пригодными для автоматической работы. Лаборатория оценки или отдельные компьютеры оценки редко требуются.

Микроэлектроника позволяет использовать электронные устройства, которые могут измерять от батареи до года. С точки зрения обращения они соответствуют пассивным устройствам, но не требуют лаборатории для оценки.

Принципы измерения газа радона

обзор

Существует большое количество различных измерительных устройств для измерения газа радона, но только несколько принципов измерения. Большинство процессов основано на идее двойного фильтрования. Обнаружить отдельные атомы радона в объеме воздуха достаточно сложно. Следовательно, измеряется не сам радон, а продукты его распада в аппарате.

Процесс двойной фильтрации

Процесс двойной фильтрации доступен во многих вариантах. Насос всасывает воздух через мерную камеру объемом несколько литров. Входной фильтр задерживает продукты распада, которые уже находятся в воздухе помещения. В камере из радона образуются новые продукты распада, которые осаждаются на выходном фильтре (измерительном фильтре). Детектор излучения измеряет радиоактивность выходного фильтра. При кратковременной эксплуатации до нескольких часов времени сбора требуются относительно сложные оценочные вычисления. При непрерывной длительной работе скорость счета детектора излучения пропорциональна концентрации газообразного радона.

Процесс диффузионной камеры

Адсорбционный процесс

Процесс адсорбции или процесс активированного угля для газообразного радона стандартизирован в DIN 25706-2. Активированный уголь откладывает газ радон из окружающего воздуха на своей поверхности. Количество радиоактивности, собранной активированным углем, является мерой концентрации радона в окружающем воздухе.

Ионизационная камера процесс

Принципы измерения продуктов распада

В зависимости от сложности измерения радиации и расчетов оценки определенная схема может обеспечить только меру (в основном потенциальную концентрацию альфа-энергии) для смеси продуктов распада или точный состав продуктов распада. Устройства с автоматически движущимися ленточными фильтрами обеспечивают работу без обслуживания в течение многих месяцев и хорошее временное разрешение.

Измерения радона и продуктов его распада

Измерения радона в зданиях

Чтобы безопасно оставаться на уровне ниже концентрации радона, при превышении которой может быть доказан вред для здоровья, ответственные органы намерены установить значение 100 Бк / м³ в качестве целевого значения для максимально допустимой концентрации радона в помещениях общего пользования. Опыт международных сравнений измерений за последние 20 лет показал, что отклонение измеренных значений от разных измерительных устройств может составлять более 100%. В этом контексте не только разумно, но и необходимо использовать методы измерения, которые также подходят для соответствующей цели измерения. Кроме того, особое внимание следует уделять точности измерения, т.е. ЧАС. действующая калибровка измерительных приборов, используемых аккредитованным калибровочным центром.

Далее будет обсуждаться, достаточно ли обзорных измерений для первоначальной оценки или необходимы более точные измерения, например оценочные измерения, для принятия решения о мерах по исправлению положения.

Обзор измерений

Обзорное измерение (скрининговые измерения) используется, чтобы решить, должны ли следовать оценочные измерения. Обзорное измерение концентрации радона следует проводить в одной из общих комнат в подвале дома. По возможности выбирается время измерения более недели, предпочтительно от одного до двух месяцев. При времени измерения до трех дней окна и двери должны оставаться закрытыми как можно раньше за день до начала измерения, а также во время измерения, чтобы можно было оценить результат измерения консервативным способом с точки зрения вид радиационной защиты. Кратковременные измерения не допускаются в дни с сильным ветром или сильной жарой.

Для принятия решений, например, в связи с продажей дома / квартиры, обзорные измерения со временем измерения в несколько дней не подходят. Однако, если результат измерения концентрации радона из обзорного измерения меньше четверти порога принятия решения, можно с высокой степенью вероятности предположить, что порог принятия решения не будет превышен.

Оценочные измерения

Оценочные измерения предоставляют данные для принятия решения о возможном ремонте. Чтобы оценить облучение радоном жителей дома или собственности, необходимо определить долгосрочное среднее значение концентрации радона. Для этого требуются измерения в течение двенадцати месяцев подряд. В качестве альтернативы измерения можно проводить в течение трех месяцев, предпочтительно в переходные периоды весны и осени. Сами измерения следует проводить в трех отдельных комнатах: гостиной, спальне и детской.

Непрерывные измерения

Непрерывные измерения фиксируют изменение концентрации радона во времени. Большинство электронных устройств для газообразного радона или продуктов распада радона постоянно измеряют. Разрешение по времени для отдельных типов устройств разное и обычно колеблется от нескольких минут до суток. Сохраненные данные измерений можно прочитать после завершения измерения.

Непрерывные измерения в течение нескольких месяцев уже могут дать информацию о том, можно ли обойтись без ремонта. Если все пиковые значения ниже целевого значения, весьма вероятно, что среднегодовое значение также не превысит его.

Оценка методов измерения

В следующем обзоре показаны наиболее распространенные методы измерения радона с информацией об их пригодности для различных измерительных задач.

При выборе точек измерения в зданиях необходимо учитывать несколько основных аспектов:

Практика измерений

Наиболее широко используемыми во всем мире измерительными приборами являются пассивные радоновые экспозиционеры согласно DIN 25706-1, которые представляют собой камеры диффузии радона с ядерными трековыми детекторами. Эти измерительные устройства подходят как для обзорных, так и для оценочных измерений с типичным временем измерения от одного месяца до одного года.

Электронные устройства непрерывного измерения (активные устройства) могут регистрировать изменение концентрации радона с временным разрешением. Однако из-за все еще относительно высокой стоимости в настоящее время (2006 г.) по сравнению с камерами диффузии радона, эти устройства только условно подходят для измерений в жилых помещениях.

Ни один дом не похож на другой. Из измеренного значения концентрации радона в доме нельзя сделать никаких выводов об ожидаемых измеренных значениях радона в соседних домах.

Обеспечение качества и достоверность измерений

Статистический характер радиоактивного распада проявляется в повторных измерениях в колебаниях измеряемых величин. Числовые значения измеряемой переменной концентрации активности колеблются от одного измерения к другому. Чем меньше измеряемая величина, тем больше колебания измеренных значений. По этой причине радоновые диффузионные камеры на основе ядерных трековых детекторов не следует использовать для проведения измерений со временем измерения менее месяца, если ожидается, что концентрация радона в здании будет ниже 100 Бк / м³.

То же самое относится к постоянно измеряющим активным устройствам: здесь измерения следует проводить в течение периода не менее двенадцати часов при сравнительно низких концентрациях радона. При использовании этих устройств следует также отметить, что после начала измерения, то есть после включения этих устройств, первые два или даже три отображаемых измеренных значения не всегда являются репрезентативными.

Очень важным аспектом при оценке результатов измерений является обеспечение качества всех используемых приборов для измерения радона. Для определения радиационного облучения во время работы в соответствии с § 95 приложения XI, часть A измененного Постановления о радиационной защите, d. ЧАС. Для сотрудников систем добычи, очистки и распределения воды, радоновых курортов и шахт «Руководство по мониторингу радиационного облучения» действует с 15 декабря 2003 года. Соответственно, устройства непрерывного измерения с прямым отображением подходят для целей измерения, если они были откалиброваны в аккредитованном калибровочном центре (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB Braunschweig или Федеральное ведомство радиационной защиты BfS в Берлине) и не старше двух лет.

Радоновые диффузионные камеры подходят для целей измерения, если точка измерения с типами измерительных устройств, выпущенных ею, участвует в проверке BfS в соответствии с ISO / IEC 17025, что для испытательных лабораторий выходит за рамки требований ISO 9001, и BfS определила его пригодность становится. С начала 2006 года даже было требование, чтобы соответствующие точки измерения представляли аккредитацию от оцененного органа по аккредитации или признание в качестве точки измерения от центра управления BfS для мониторинга окружающей среды на предмет естественных радиоактивных веществ.

Восстановление зданий радоном обычно связано со сравнительно высоким уровнем инженерных работ и, как следствие, высокими затратами. В этом контексте рекомендуется также использовать вышеупомянутое для измерений, выходящих за рамки § 95 StrlSchV. Устанавливать стандарты, чтобы с самого начала исключить возможные правовые последствия в результате неправильно откалиброванных средств измерений.

Резюме

Критерии выбора подходящей системы измерения для определения концентрации радона включают не только метрологические требования для отдельных процессов, но и экономические аспекты. В этом контексте точность измерения играет решающую роль. Продолжительность измерения, т. Е. ЧАС. Принятие решения о том, краткосрочное или долгосрочное измерение, является важным критерием для определения репрезентативных результатов концентрации радона. Кроме того, измерения радона следует проводить только с помощью измерительных приборов, имеющих действительную калибровку по одному из вышеперечисленных. оцененные позиции.

Источник

В некоторых домах Урала концентрация радона в разы выше нормы. Ученые начинают исследование

Институт промышленной экологии УрО РАН (ИПЭ) объявил о начале большой программы радонового обследования жилья во всех шести регионах УрФО. Ее участником может выступить каждый владелец квартиры. Цель — подтвердить (или опровергнуть) тезис о повышенном радиоактивном фоне в современных домах, строящихся с применением энергоэффективных технологий. Кроме того, ученые надеются выработать меры противодействия назревающей проблеме. У них уже сейчас есть основания полагать, что в нашем жилье все не так хорошо с уровнем радона. Об этом свидетельствуют данные многолетних исследований, проводившихся в Екатеринбурге, ряде территорий Курганской и Челябинской областей.

Экспозиметр в каждый дом

На специальном сайте Института промышленной экологии УрО РАН открылась регистрация для участников новой исследовательской программы инициативного радонового обследования жилья. По словам замдиректора ИПЭ по науке Ильи Ярмошенко, принять участие в ней смогут желающие из всех шести регионов УрФО (Свердловской, Челябинской, Курганской, Тюменской областей, Ханты-Мансийского округа и Ямала). Для этого необходимо заполнить электронную форму регистрации, указав контактные данные.

Анализ ученые обещают провести бесплатно. Единственная просьба к желающим — взять на себя почтовые услуги по пересылке радонового экспозиметра (небольшая коробочка 5 на 5 см со специальной пленкой внутри). Экспозиметр придется на несколько месяцев разместить у себя дома и потом вернуть в лабораторию ИПЭ на анализ. В обмен исследователи обязуются предоставить каждому участнику программы расшифровку полученных данных по его квартире. Из них можно будет узнать, каково содержание радона в жилье.

«Приоритетно нас интересуют многоквартирные жилые дома 2005 года постройки и моложе. Но для вычисления средних по тому или иному населенному пункту значений готовы включить в программу обследования радиационного фона жилье других „возрастных категорий“», — пояснил Ярмошенко.

Что такое радон и чем он опасен

Радон — это радиоактивный одноатомный тяжёлый газ без цвета и запаха. Образуется он при распаде радия-226, который в свою очередь является продуктом распада урана-238. Источником радона являются богатые ураном граниты — основной, если так можно выразиться, компонент Уральских гор.

Несколько лет назад свердловское управление Роспотребнадзора декларировало 11 территорий с высоким выделением радона в окружающую среду. В их числе: Каменск-Уральский, Реж, Качканар, Первоуральск, Североуральск, Невьянск, Екатеринбург, Нижний Тагил, Краснотурьинск, Сысерть, Белоярский район. Что касается Екатеринбурга, то самыми безопасными с точки зрения радона назывались Юго-Западный микрорайон, Ботанический и Елизавет. Превышение концентрации радона отмечалось в районе Вознесенской горки, Московской горки, на Шарташе (вблизи Каменных палаток), в Верх-Исетском районе.

Для человека радон опасен тем, что распад его ядер и дочерних изотопов вызывает микроожоги в лёгочной ткани, провоцируя рак легких.

Помимо Свердловской области превышение концентрации радона в России зафиксировано на Северном Кавказе (в Северной Осетии, Карачаево-Черкессии, Ингушетии), в Ставрополье, Ростовской области, в Алтайском крае, Новосибирской и Кемеровской областях, Иркутской области, Бурятии. Во всех остальных регионах высоких концентраций радона и других продуктов распада урана не зафиксировано. Например, в Москве средний фон по радию-226 составляет 20-22 беккереля на кубометр.

Новостройки Екатеринбурга накапливают радон

На открытом пространстве о радоне можно не задумываться. Воздушные потоки разбавляют его до концентраций, не представляющих опасности для организма. Другое дело — закрытые помещения. «Радон содержится в грунтах, радон содержится в материалах, используемых для строительства зданий, — объяснил куратор исследовательской программы ИПЭ, кандидат наук Алексей Васильев. — есть два способа его переноса в помещение: диффузионный и конвективный. Последний связан с разницей в давлении и температуре». Главный фактор, влияющий на снижение концентраций радона, — кратность воздухообмена. Проще говоря, важно, каков приток свежего воздуха. В новых домах, строители которых были озабочены энергоэффективностью, сквозняков меньше, и концентрация радона выше.

Согласно норме, установленной Международной комиссией по радиационной защите, концентрация радона в жилом помещении не должна превышать 300 беккерелей на один кубометр пространства. «Если в 1991 году мы фиксировали по Екатеринбургу в среднем 33 беккереля, то с начала 2000-х, когда в оборот вошли новые требования к энергоэффективности, показатель начал резко расти. На 2015 год это уже — 48 беккерелей, к 2030 году мы прогнозируем 56 беккерелей», — отметил Ярмошенко. В подтверждение своих слов он демонстрирует график на мониторе компьютера.

Васильев показывает таблицу. В ней содержание радона в помещениях ранжировано по классу энергоэффективности многоквартирных домов Екатеринбурга. «До 1991 года преобладал класс „Е“ — панельные пятиэтажки с незащищенными швами между плит, естественно, без пластиковых окон. Там как раз те самые 33 беккереля. То, что сейчас мы получили по современным домам: класс „D“, он сейчас преобладает, — это пониженная энергоэффективность, там порядка все тех же 30 беккерелей, класс „C“ — нормальный, там ближе к 50 беккерелям, класс „B“, включая „B+“ и „B++“, — повышенный, там показатели приближаются уже к 150 беккерелям и выше», — говорит ученый.

Класс «А» мои собеседники между собой в шутку называют «недостижимым». Многоэтажных жилых домов класса «A», по данным моих собеседников, в Екатеринбурге всего три. Все они расположены на Юго-Западе Екатеринбурга. Главное их отличие — приточно-вытяжная вентиляции с системой рекуперации тепла. «Во всем мире такие дома считаются панацеей [от проблемы повышенного радиационного фона]. Но есть одно условие — систему рекуперации надо держать постоянно включенной. В реальности у нас этой системой пользуются так же, как форточкой», — отмечает Васильев.

Данные мой собеседник приводит на основании анализа 452 екатеринбургских квартир, которые им удалось обследовать. Из них примерно 25% квартир расположены в новостройках. На первый взгляд, ничего пугающего в цифрах нет. Да, фиксируется ухудшение ситуации, но до пороговых значений еще далеко. Мои собеседники в ответ просят учесть, что это усредненные данные, а пиковые значения куда выше, многократно превышая безопасный порог.

Радоновый коттедж

Один из экспозиметров, как выяснилось, стоит в квартире самого Ярмошенко. «Дом построен с учетом современных требований к энергоэффективности. Замеры в период моего отпуска, когда дома никого не было и окна были закрыты, показали, что концентрация радона возросла до 600 беккерелей», — рассказал ученый.

Самая большая концентрация радона, 2 тыс. беккерелей на метр кубический, была зафиксирована в одном из коттеджей в Чкаловском районе Екатеринбурга. «Источником радона в данном случае был грунт под домом. Газ проникал внутрь из-за того, что отсутствовала перемычка между подземными коммуникациями и жилыми помещениями», — пояснила еще одна участница исследовательской группы ИПЭ Александра Онищенко. Хорошие пластиковые окна с низким коэффициентом воздухообмена, которые установили хозяева, оказались фактором, усугубившим ситуацию.

Высказываю предположение, что теперь хозяева постараются избавиться от такого коттеджа. «Нельзя исключить», — усмехаются члены исследовательской группы ИПЭ.

Немногим лучше ситуация была зафиксирована в детском саду Богдановича. Концентрация радона внутри здания в выходные дни и ночью, когда детские группы не проветривались, достигала 600 беккерелей. «Естественно, мы выработали рекомендации. Им нужно было вентилировать подвальные помещения, потому что источник там — грунт под зданием, а пути поступления не герметичны», — добавила Онищенко. Обследование садиков проводится совместно с Департаментом общественной безопасности Свердловской области.

Несколько раз в разговоре с учеными мы касаемся пластиковых окон. Они действительно чрезвычайно энергоэффективные, но при этом существенно снижают кратность воздухообмена. В подтверждение Ярмошенко привел данные выборки по деревенским деревянным домам, которые его сотрудники недавно получили, проведя обследование в Курганской и Челябинской областях вдоль реки Течи. В домах с пластиковыми окнами содержание радона до 40% выше.

Пентхаус не спасет

Как выяснилось, тезис о том, что радон накапливается в подвальных помещениях, устарел. «Мы мерили на 12 этаже и получали пиковые значения в 600 беккерелей», — говорит Онищенко. Сейчас есть два дома в Екатеринбурге, где экспозиметры установлены на всех этажах. Одно из них — высотка УрО РАН на ул. Софьи Ковалевской рядом с ИПЭ, где расквартированы институты математики и механики, истории и археологии. Другое здание в районе Краснолесья, там жилье давали коллегам моих собеседников — молодым ученым отделения наук.

Дополнительно в подвале самого ИПЭ недавно была собрана установка, моделирующая поступление радона из почвы. Грунт под коробкой института выдает более 1300 беккерелей, внутри аппарата в помещении значение держится на уровне 220 беккерелей.

С помощью объявленного сейчас массового обследования ученые ИПЭ надеются расширить не только географию своих данных, но и детализировать свои данные по радиационному фону в зависимости от месторасположения и этажности зданий.

Источник

Радиация: невидимый убийца и его дочки или немного о радоне

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:

где и — объемная активность радона и его дочерних продуктов распада (Po-218, Pb-214, Bi-214) в .
Аналогично по формуле

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.

Таким местом на Земле, например, являются Кавказские Минеральные воды, Бештау. Чтобы оценить, насколько там все серьезно, рекомендую посмотреть вот это видео:

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.

Источники радона

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.

Радоновую опасность резко усугубляет… энергосбережение. Оно заставляет делать дома гораздо более герметичными, чем прежде, проветривать реже и меньше, активно использовать рециркуляцию воздуха, а значит — радон, попавший в помещение, в нем и остается. Поэтому материалы и подходы к строительству, которые в нашей стране приводят к приемлемым уровням радона, по мере усиления борьбы с утечками тепла могут дать серьезный его рост.

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.

Источник