Учреждение образования

«Международный государственный экологический университет

имени А.Д.Сахарова»

Кафедра ядерной и радиационной безопасности

«Измерение характеристик ионизирующего излучения»

Лабораторный практикум

Эманация радона.

Лабораторная работа № 12

Минск – 2010

Цель работы: Измерение объемной активности радона в зданиях и жилых помещениях.

Основные положения

1. Радон и его дочерние продукты распада (дпр)

Радон - радиоактивный газ, образующийся в процессе радиоак­тивного распада естественных радионуклидов радиоактивных семейств урана и тория, которые встречаются повсеместно в окружающей сре­де : в горных породах, почве, воде, в строительных материалах и т.п..

Химический элемент радон (Rn) - благородный, инертный газ относящийся к восьмой группе периодической системы Менделеева. Как и другие инертные газы, он является одноатомным и химически неактивным. Радон не имеет вкуса и запаха. Его плотность в 7,5 раза выше, плотности воздуха при нормальных условиях. Ра­дон растворим в воде, но при кипячении полностью из нее улетучи­вается.

Существуют три естественных (природных) радиоизотопа радона: Rn-222 или просто радон образующийся в радиоактивном семействе (ряду) урана (U-238), Rn-220 или торон образующийся в семействе то­рия Тh-232 , и Rn-219 или актинон образующийся в семействе U-235. Периоды полураспада этих изотопов радона 3, 82 дня, 55 с и 4 с со­ответственно. Изотопы радона - это газообразные радиоактивные продукты альфа-распада изотопов радия Rа-226, Rа-224 и Rа-223. Образование изото­пов радона и их ДПР показано на схемах (Приложение 1 - 3). Все изотопы радона являются альфа излучателями, в то время как дальнейший распад их ДПР сопровождается испусканием как альфа, так и бета частиц. Далее, говоря о радиоактивном газе в целом, будем называть его просто радон.

Rn-219 является короткоживущим и наименее распространенным изотопом радона, т.к. концентрация его материнского радионуклида U-235 в горных породах и почвах составляет меньше чем 1% от концентрации U-238, а из-за его короткого периода полураспада лишь малая часть газа выделится из почвы до его распада. Поэтому актинон не вносит сколь нибудь существенного вклада в облучение человека.

Rn-220 - изотоп радона из радиоактивного семейства тория. Вы­деление его из горных пород и почв выше чем для Rn-222 и составля­ет в среднем 1,5 Бк/м кв *с. Это объясняется равенством глобаль­ных активностей U-238 и Тh-232 и малым периодом полураспада Rn -220 (55 с).

Rn-222 - наиболее долгоживущий изотоп радона (Т1/2 - 3,82 дня) принадлежит к радиоактивному семейству U-238, его выделение из почвы в 100 раз меньше, чем у торона и составляет 17 мкБк/м²с.

Некоторые физические свойства радона приведены ниже:

Атомный номер 86

Атомный вес 222

Плотность при 0 С и давлении 1 атм 9,73 г/л.

Атом радона, в силу существенно большего периода полураспада, мо­жет проходить в результате диффузии долгий путь от места своего образования и, следовательно, часто отсутствует простая корреля­ция между концентрацией радона в воздухе или в воде и концентра­цией его материнского радионуклида -- радия в смежных средах . Исключением может являться радон в воздушной среде внутри зданий, выделяющийся преимущественно из строительных материалов или грун­та под зданием , а также радон в выдыхаемом воздухе, образую­щийся в организме из радия. Концентрация радона в атмосфере урановых рудников и вблизи мест хранения отходов предприятий по переработке урановой руды обычно хорошо коррелирует с концентра­цией радия в близлежащих источниках.

Вследствие короткого периода полураспада торона его концент­рация в воздухе обычно незначительна, если в торонообразущих ма­териалах не имеются высокие концентрации тория. Актинон из-за ма­лого периода полураспада не представляет интереса как индикатора геофизических явлений, это же, но в меньшей степени относится и к торону.

Итак, основными источниками радона являются почва и строи­тельные материалы. Концентрация изотопов радона в воздухе зависит от наличия в близлежащих средах и материалах материнских изотопов из соответствующих радиоактивных семейств, геофи­зических событий в Земле, насыщенности почвы водой, интенсивности циркуляции воздушных масс в атмосфере и др..

ДПР радона - радиоактивные альфа-, бета-, гамма-излучатели, которые представляют собой изотопы тяжелых металлов Ро, Вi, Рb. В замк­нутом сосуде, в результате радиоактивного распада радона, на стеклянной поверхности образуется налет, который может быть уда­лен кислотой, а с металлической поверхности - наждачной бумагой.

ДПР радона являются короткоживущими и химически активными. Более 90% их образуется в заряженном состоянии, поэто­му они легко прикрепляются к аэрозольным частицам и участвуют в движении воздуха, являясь его составной частью.