Struktur
Kein Diagramm aus Punkten auf Ringen — eine Monte-Carlo-Stichprobe der tatsächlichen Wahrscheinlichkeitsdichte |ψ|² für jede besetzte Unterschale. Ziehen Sie, um die Ansicht zu drehen. Blau und Violett kennzeichnen entgegengesetzte Vorzeichen der Wellenfunktion, wodurch Bindungen möglich werden.
Gemessene Werte
Jeder Balken zeigt, wo Radon bei dieser Eigenschaft unter allen 118 Elementen steht.
Quellen: IUPAC 2021 Standard-Atomgewichte · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Werte mit ~ sind vorhergesagt und nicht gemessen.
Größe, maßstabsgetreu
Radius 150 pm — das entspricht 0,15 nm; etwa 3,33 Millionen davon nebeneinander würden einen Millimeter überspannen.
Temperaturbereich
Radon ist über einen Bereich von 9 K flüssig, von 202 K bis 211 K.
Die Geschichte
Radon ist ein radioaktives Edelgas, das sich in Gebäuden ansammeln kann.
Radon wurde 1900 vom deutschen Physiker Friedrich Ernst Dorn an der Universität Halle entdeckt, als er den radioaktiven Zerfall von Radium untersuchte. Dorn beobachtete, dass Radiumproben kontinuierlich ein radioaktives Gas erzeugten, das er zunächst „Radiumemanation“ nannte. Diese Entdeckung war Teil der frühen Strahlungsforschung, die auf Henri Becquerels Entdeckung der Radioaktivität im Jahr 1896 und die Arbeiten von Marie und Pierre Curie mit Radium folgte.
Nach Dorns ursprünglicher Entdeckung isolierten die Wissenschaftler William Ramsay und Robert Whytlaw-Gray Radon 1910 und bestimmten seine Atommasse, wodurch sie bestätigten, dass es sich um ein Edelgas handelt. Sie maßen seine Dichte und stellten fest, dass es zu dieser Zeit das schwerste bekannte gasförmige Element war. Das Element wurde zunächst wegen seiner Leuchteigenschaften „Niton“ genannt (vom lateinischen „nitens“, was „leuchtend“ bedeutet), 1923 jedoch in „Radon“ umbenannt.
Anfang des 20. Jahrhunderts galt Radon wegen seiner vermeintlich therapeutischen Eigenschaften als wertvoll. Unternehmer gründeten „Radonbäder“ und vermarkteten mit Radon angereichertes Wasser als Gesundheitstonikum. Die Entdeckung, dass Radon Materialien zum Leuchten bringen kann, führte zu seiner Verwendung in selbstleuchtender Farbe für Zifferblätter von Uhren und Instrumententafeln – eine Anwendung, die fortgesetzt wurde, bis die Gesundheitsrisiken in den 1960er-Jahren offensichtlich wurden.
Das Verständnis der Gefahr durch Radon entwickelte sich langsam. Lungenkrebsraten unter Uranbergarbeitern wurden bereits im 16. Jahrhundert festgestellt, doch der Zusammenhang mit Radon wurde erst in den 1950er-Jahren hergestellt. Umfassende Studien zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Radon begannen in den 1970er-Jahren und führten zur Anerkennung von Radon als bedeutende Gefahr für die öffentliche Gesundheit sowie zur Entwicklung moderner Test- und Minderungsprogramme in den 1980er-Jahren.
Anwendungen
Historisch wurde Radon von den 1920er- bis in die 1950er-Jahre in der „Radontherapie“ eingesetzt, bei der Patienten Radongas oder radioaktivem Wasser mit Radon zur Behandlung von Arthritis, Bluthochdruck und anderen Beschwerden ausgesetzt wurden. Diese heute als äußerst gefährlich bekannten Behandlungen beruhten auf der irrigen Annahme, dass geringe Strahlungsmengen vorteilhaft seien. Heute wird Radon-222 gelegentlich noch in streng kontrollierter medizinischer Forschung eingesetzt, um Mechanismen von Lungenkrebs zu untersuchen und Strahlenschutzmethoden zu testen.
Radon dient als wertvoller Tracer in der atmosphärischen und geologischen Forschung. Wissenschaftler nutzen Radonkonzentrationen, um Luftmassenbewegungen zu untersuchen, die Ausbreitung von Schadstoffen zu verfolgen und Strömungsmuster des Grundwassers zu verstehen. Radon-222 wirkt als natürlicher „Fingerabdruck“ zur Identifizierung von Luftmassen und zur Untersuchung atmosphärischer Mischungsprozesse. Seine Zerfallsprodukte helfen Forschern, die Teilchenphysik zu verstehen und Strahlungsdetektoren zu testen.
Die Radonmessung ist zu einem wichtigen Instrument im öffentlichen Gesundheitswesen und in der Immobilienbranche geworden. Professionelle Radontestdienste verwenden spezielle Detektoren, um Radonkonzentrationen in Wohnungen, Schulen und Arbeitsstätten zu messen. Diese Anwendung hat eine ganze Branche hervorgebracht, die sich auf Radondetektion, -minderung und -prävention konzentriert und Millionen von Menschen vor dieser unsichtbaren Gesundheitsgefahr schützt.
Kontrollierte Radonquellen werden zur Ausbildung von Fachkräften für Strahlenschutz, Medizinphysikern und Umweltwissenschaftlern eingesetzt. Diese Anwendungen helfen bei der Entwicklung und Prüfung von Radondetektoren, der Kalibrierung von Überwachungsgeräten und der Erforschung neuer Minderungsverfahren. Radon dient außerdem als Modellsystem zur Untersuchung des Verhaltens anderer radioaktiver Gase in der Umwelt.
Die häufigste moderne Anwendung der Radontechnologie sind professionelle Testdienste, die Hausbesitzern und Unternehmen helfen, gefährliche Radonwerte zu erkennen. Kurzzeittests (2–90 Tage) und Langzeittests (über 90 Tage) verwenden Aktivkohle-Detektoren, Alpha-Spur-Detektoren oder elektronische kontinuierliche Überwachungsgeräte, um Radonkonzentrationen zu messen. Diese Branche beschäftigt Tausende zertifizierter Fachkräfte und erzielt jährlich Einnahmen in Höhe von Hunderten Millionen, während sie die öffentliche Gesundheit schützt.
Das Verständnis des Radonverhaltens bestimmt die Entwicklung von Minderungssystemen, darunter die Druckentlastung unter der Bodenplatte, die Belüftung von Kriechkellern und Luftaustauschsysteme. Ingenieure verwenden Modelle der Radonquellen, um wirksame Systeme zu entwickeln, die die Innenraumkonzentrationen unter die Eingriffswerte der EPA (4 pCi/L) senken. Diese Systeme schützen Millionen von Häusern und sind in vielen Gebieten mit hohen Radonwerten durch Bauvorschriften vorgeschrieben.
Behörden und Forschungseinrichtungen nutzen Radonüberwachungsnetze, um Umwelttrends zu verfolgen, die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen und geologische Gefahren zu erkennen. Eine kontinuierliche Radonüberwachung hilft in einigen Regionen bei der Vorhersage von Erdbeben, da Bodenbewegungen die Muster der Radonfreisetzung verändern können. Diese Anwendungen tragen sowohl zur öffentlichen Sicherheit als auch zum wissenschaftlichen Verständnis der Prozesse auf der Erde bei.
Im Gegensatz zu historischen Anwendungen wird Radon wegen seiner erheblichen Gesundheitsrisiken nicht mehr in Verbraucherprodukten eingesetzt. Zu den früheren Anwendungen gehörten Leuchtfarben für Zifferblätter von Uhren und Instrumententafeln (in den 1960er-Jahren eingestellt) sowie therapeutische Geräte (aus Sicherheitsgründen verboten). Heute ist jede kommerzielle Nutzung von Radon streng reguliert und auf spezialisierte Forschungsanwendungen in kontrollierten Umgebungen beschränkt.
Woher es stammt
0 mg/kg der Erdkruste · häufiger als 0 % der Elemente
Radon kommt in nahezu jedem Gebäude auf der Erde natürlich vor. Es entsteht durch den radioaktiven Zerfall von Uran-238, das in Böden, Gesteinen und Baumaterialien vorhanden ist. Die Konzentrationen variieren je nach lokaler Geologie stark, wobei besonders hohe Werte in Gebieten mit Granituntergrund, Phosphatvorkommen oder uranreichen Böden auftreten. Die EPA schätzt, dass in einem von 15 Häusern in den USA erhöhte Radonwerte vorkommen, wodurch Radon nach dem Rauchen die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs ist.
Radon-222 entsteht kontinuierlich in der Zerfallskette des Urans, die mit Uran-238 in Gesteinen und Böden beginnt. Zu den Gebieten mit hohen Radonwerten gehören der Reading Prong (Pennsylvania, New Jersey, New York), Teile von Colorado, Iowa und North Dakota. Radon kann auch aus Brunnenwasser stammen, insbesondere in Gebieten mit Granituntergrund oder uranreichen Grundwasserleitern. Einige Baumaterialien, darunter Beton aus uranhaltigem Zuschlag, können bedeutende Radonquellen in Innenräumen sein.
Die Radonkonzentrationen im Freien sind aufgrund der Verdünnung in der Atmosphäre typischerweise niedrig (0,1–0,4 pCi/L), doch in Innenräumen können die Werte wegen der Ansammlung in geschlossenen Bereichen 10–100-mal höher sein. Radon gelangt durch Risse im Fundament, Sumpfpumpen, Bodenabläufe und Spalten um Rohre in Gebäude. Wetterbedingungen, Bodenfeuchtigkeit und Änderungen des Luftdrucks beeinflussen die Eintrittsraten von Radon und die Innenraumkonzentrationen erheblich.
Radon löst sich leicht im Grundwasser, insbesondere in Gebieten mit uranhaltigem Grundgestein. Wenn radonbelastetes Wasser zum Duschen, Waschen oder Trinken verwendet wird, kann das gasförmige Radon in die Innenraumluft freigesetzt oder direkt aufgenommen werden. Die EPA schätzt, dass Radon im Wasser jährlich etwa 168 Todesfälle verursacht, wobei die höchsten Risiken bei privaten Brunnen bestehen, die Wasser aus Granit- oder uranreichen Grundwasserleitern fördern.
Handhabung
Radon ist radioaktiv. Es besitzt kein stabiles Isotop — jeder Atomkern zerfällt. Die Handhabung erfordert eine geeignete Abschirmung und Genehmigungen.
Radon ist in den Vereinigten Staaten die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs und jährlich für etwa 21.000 Todesfälle verantwortlich. Beim Einatmen lagern sich Radonzerfallsprodukte (Polonium-218 und Polonium-214) am Lungengewebe an und emittieren Alphastrahlung, die DNA-Schäden verursacht und zu Krebs führen kann. Das Risiko steigt für Raucher dramatisch, da Tabakrauch und Radonexposition synergistische Effekte auf die Entstehung von Lungenkrebs haben.
Die EPA empfiehlt, alle Wohnungen auf Radon zu testen, da die Werte selbst zwischen benachbarten Häusern stark variieren können. Radonkonzentrationen über 4 pCi/L erfordern Minderungsmaßnahmen, obwohl kein Wert als vollständig sicher gilt. Kinder sind aufgrund ihrer höheren Atemfrequenz und ihrer längeren erwarteten Lebensdauer einem höheren Risiko ausgesetzt. Auch Schulen und Arbeitsstätten sollten regelmäßig getestet werden.
Zu einer wirksamen Radonminderung gehören Druckentlastungssysteme unter der Bodenplatte, eine verbesserte Belüftung und die Abdichtung von Fundamentrissen. Eine professionelle Installation wird empfohlen, da eine unsachgemäße Minderung die Radonwerte tatsächlich erhöhen kann. Nach der Minderung sind Tests unerlässlich, um die Wirksamkeit des Systems zu überprüfen. Hausbesitzer sollten außerdem die Wasserversorgung testen, insbesondere private Brunnen, da Radon beim Duschen und Waschen freigesetzt werden kann.
Die Radonwerte schwanken aufgrund von Wetterbedingungen, Bodenfeuchtigkeit und Änderungen des Luftdrucks saisonal und täglich. Langzeittests (über 90 Tage) liefern die genaueste Einschätzung der durchschnittlichen Exposition. Elektronische kontinuierliche Überwachungsgeräte können tägliche Schwankungen verfolgen und dabei helfen, Faktoren zu erkennen, die den Radoneintritt beeinflussen. Eine erneute Testung alle 2–5 Jahre wird empfohlen, insbesondere nach Renovierungen am Haus.
Schnelle Antworten
Radon (Symbol Rn) ist Element 86 im Periodensystem, ein Edelgas in der 6, Gruppe 18. Ein radioaktives Edelgas, das aus Granit austritt und die zweithäufigste Ursache für Lungenkrebs ist. Bei Raumtemperatur ist es gasförmig und radioaktiv.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶; sie ergibt 6 besetzte Elektronenschalen mit der Verteilung 2, 8, 18, 32, 18, 8. Seine Außenschale enthält 8 Elektronen, wodurch sein Bindungsverhalten bestimmt wird.Radon schmilzt bei 202 K (-71.1 °C) und siedet bei 211.3 K (-61.8 °C).
Radon hat kein stabiles Isotop und daher keine Standardatommasse. Die angegebene Zahl 222 ist die Massenzahl seines langlebigsten bekannten Isotops.
Radon ist bei Raumtemperatur gasförmig; seine Dichte beträgt bei 0 °C und 1 atm etwa 9.7 g/L – es ist ungefähr schwerer als Luft.
Radon hat eine Elektronegativität von 2.2 nach Pauling. Die Skala reicht von 0,70 (Francium, das Elektronen am wenigsten stark anzieht) bis 3,98 (Fluor, das stärkste). Werte in diesem mittleren Bereich führen eher zur Bildung kovalenter als stark ionischer Bindungen.
Radon wurde 1900 von Friedrich Ernst Dorn entdeckt. Es ist nach von Radium, seinem Mutterelement benannt.
Radon kommt auf der Erde in keiner nennenswerten Menge natürlich vor — es wird in einem Reaktor oder einem Teilchenbeschleuniger hergestellt.
Ja. Radon hat kein stabiles Isotop — jeder seiner Atomkerne zerfällt. Spurenmengen kommen natürlich als Zerfallsprodukte schwererer Elemente vor.