Строение
Это не схема из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование связей.
Измеренные значения
Каждая полоса показывает, какое место радон занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Radius 150 pm — that is 0.15 nm, so about 3333 million of them side by side would span a millimetre.
Тепловой диапазон
Радон is liquid over a 9 K window, from 202 K to 211 K.
История
Радон — радиоактивный благородный газ, который может накапливаться в зданиях.
Радон был открыт в 1900 году немецким физиком Фридрихом Эрнстом Дорном в Университете Галле во время изучения радиоактивного распада радия. Дорн заметил, что образцы радия непрерывно выделяют радиоактивный газ, который он первоначально назвал «радиєвой эманацией». Это открытие стало частью ранних исследований радиации, последовавших за открытием радиоактивности Анри Беккерелем в 1896 году и работами Марии и Пьера Кюри с радием.
После первоначального открытия Дорна учёные Уильям Рамзай и Роберт Уитлоу-Грей выделили радон в 1910 году и определили его атомную массу, подтвердив, что он является благородным газом. Они измерили его плотность и установили, что в то время это был самый тяжёлый известный газ. Первоначально элемент называли «нитоном» (от латинского «nitens», означающего «сияющий») из-за его люминесцентных свойств, но в 1923 году переименовали в «радон».
В начале 1900-х годов радон считался ценным из-за приписываемых ему лечебных свойств. Предприниматели открывали «радоновые курорты» и рекламировали воду, обогащённую радоном, как общеукрепляющее средство. Открытие того, что радон способен заставлять материалы светиться, привело к его использованию в самосветящейся краске для циферблатов часов и панелей приборов; это применение продолжалось до тех пор, пока в 1960-х годах не стали очевидны риски для здоровья.
Понимание опасности радона развивалось медленно. Высокие показатели рака лёгких среди шахтёров урановых рудников отмечались ещё в 1500-х годах, но связь с радоном не была установлена до 1950-х годов. Комплексные исследования воздействия радона на здоровье начались в 1970-х годах и привели к признанию радона серьёзной угрозой для общественного здоровья, а также к разработке современных программ тестирования и снижения его концентрации в 1980-х годах.
Применение
Исторически радон использовался в «радоновой терапии» с 1920-х по 1950-е годы: пациенты подвергались воздействию газа радона или радиоактивной воды, содержащей радон, для лечения артрита, гипертонии и других заболеваний. Эти методы лечения, которые теперь считаются чрезвычайно опасными, основывались на ошибочном убеждении, что небольшие дозы радиации полезны. Сегодня радон-222 всё ещё иногда используется в строго контролируемых медицинских исследованиях для изучения механизмов развития рака лёгких и проверки методов радиационной защиты.
Радон служит ценным индикатором в атмосферных и геологических исследованиях. Учёные используют концентрации радона для изучения перемещения воздушных масс, отслеживания распространения загрязнений и понимания характера движения грунтовых вод. Радон-222 действует как естественный «отпечаток» для идентификации воздушных масс и изучения процессов атмосферного перемешивания. Продукты его распада помогают исследователям понимать физику частиц и проверять оборудование для обнаружения радиации.
Измерение радона стало важным инструментом в сфере общественного здравоохранения и недвижимости. Профессиональные службы тестирования на радон используют специализированные детекторы для измерения концентрации радона в домах, школах и на рабочих местах. Это применение создало целую отрасль, сосредоточенную на обнаружении радона, снижении его концентрации и профилактике, защищая миллионы людей от этой невидимой угрозы для здоровья.
Контролируемые источники радона используются для обучения специалистов по радиационной безопасности, медицинских физиков и экологов. Эти применения помогают разрабатывать и проверять оборудование для обнаружения радона, калибровать приборы мониторинга и исследовать новые методы снижения его концентрации. Радон также служит модельной системой для изучения поведения других радиоактивных газов в окружающей среде.
Наиболее распространённое современное применение технологий радона связано с профессиональными услугами по тестированию, которые помогают домовладельцам и предприятиям выявлять опасные уровни радона. Краткосрочные тесты (2–90 дней) и долгосрочные тесты (более 90 дней) используют детекторы с активированным углём, трековые альфа-детекторы или электронные непрерывные мониторы для измерения концентрации радона. В этой отрасли работают тысячи сертифицированных специалистов, а её ежегодный доход составляет сотни миллионов, при этом она способствует защите здоровья населения.
Понимание поведения радона определяет проектирование систем снижения его концентрации, включая разгерметизацию пространства под плитой фундамента, вентиляцию подполья и системы воздухообмена. Инженеры используют моделирование источников радона для создания эффективных систем, снижающих концентрацию в помещениях ниже уровней, при которых EPA рекомендует принимать меры (4 pCi/L). Эти системы защищают миллионы домов и требуются строительными нормами во многих районах с высоким уровнем радона.
Государственные учреждения и научно-исследовательские организации используют сети мониторинга радона для отслеживания экологических тенденций, изучения последствий изменения климата и выявления геологических опасностей. Непрерывный мониторинг радона помогает прогнозировать землетрясения в некоторых регионах, поскольку движение грунта может изменять характер выделения радона. Эти применения способствуют как общественной безопасности, так и научному пониманию процессов, происходящих на Земле.
В отличие от исторического применения, радон больше не используется в потребительских товарах из-за серьёзного риска для здоровья. К прежним применениям относились светящаяся краска для циферблатов часов и панелей приборов (её использование прекращено в 1960-х годах), а также терапевтические устройства (запрещённые по соображениям безопасности). Сегодня любое коммерческое применение радона строго регулируется и ограничено специализированными исследовательскими работами в контролируемых условиях.
Откуда он берётся
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Радон естественным образом присутствует практически в каждом здании на Земле; он образуется при радиоактивном распаде урана-238, содержащегося в почве, горных породах и строительных материалах. Концентрации резко различаются в зависимости от местной геологии и особенно высоки в районах с гранитным фундаментом, залежами фосфатов или почвами, богатыми ураном. По оценке EPA, повышенный уровень радона обнаруживается в 1 из 15 домов в США, что делает радон второй ведущей причиной рака лёгких после курения.
Радон-222 непрерывно образуется в цепочке распада урана, которая начинается с урана-238 в горных породах и почве. К районам с высоким уровнем радона относятся Ридинг-Праонг (Пенсильвания, Нью-Джерси, Нью-Йорк), отдельные районы Колорадо, Айовы и Северной Дакоты. Радон также может происходить из колодезной воды, особенно в районах с гранитным фундаментом или водоносными горизонтами, богатыми ураном. Некоторые строительные материалы, включая бетон с заполнителем, содержащим уран, могут быть значительными источниками радона в помещениях.
Концентрации радона на открытом воздухе обычно невелики (0.1–0.4 pCi/L) из-за разбавления в атмосфере, но в помещениях его уровень может быть в 10–100 раз выше вследствие накопления в замкнутом пространстве. Радон проникает в здания через трещины в фундаменте, водосборные насосы, напольные сливы и зазоры вокруг труб. Погодные условия, влажность почвы и изменения атмосферного давления значительно влияют на скорость проникновения радона и его концентрацию в помещениях.
Радон легко растворяется в грунтовых водах, особенно в районах с горными породами, содержащими уран. Когда загрязнённая радоном вода используется для принятия душа, стирки или питья, газ может выделяться в воздух помещений или непосредственно попадать в организм. По оценке EPA, радон в воде ежегодно становится причиной около 168 смертей; наибольший риск существует при использовании частных колодцев, забирающих воду из гранитных или богатых ураном водоносных горизонтов.
Обращение
Радон радиоактивен. It has no stable isotope — every nucleus decays. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
Радон — вторая ведущая причина рака лёгких в США; ежегодно он становится причиной примерно 21 000 смертей. При вдыхании продукты распада радона (полоний-218 и полоний-214) прикрепляются к тканям лёгких и испускают альфа-излучение, вызывая повреждение ДНК, которое может привести к раку. Риск резко возрастает у курильщиков, поскольку табачный дым и воздействие радона оказывают синергетическое влияние на развитие рака лёгких.
EPA рекомендует проверять все дома на радон, поскольку его уровень может резко различаться даже в соседних домах. Концентрации выше 4 pCi/L требуют снижения, хотя полностью безопасным не считается ни один уровень. Дети подвергаются большему риску из-за более высокой частоты дыхания и большей ожидаемой продолжительности жизни. В школах и на рабочих местах также следует регулярно проводить тестирование.
Эффективное снижение концентрации радона включает системы разгерметизации пространства под плитой фундамента, улучшение вентиляции и герметизацию трещин в фундаменте. Рекомендуется профессиональная установка, поскольку неправильное снижение концентрации на самом деле может повысить уровень радона. После установки необходимо провести тестирование, чтобы проверить эффективность системы. Домовладельцам также следует проверять источники воды, особенно частные колодцы, поскольку радон может выделяться во время принятия душа и стирки.
Уровни радона меняются в зависимости от времени года и суток из-за погодных условий, влажности почвы и изменений атмосферного давления. Долгосрочное тестирование (более 90 дней) обеспечивает наиболее точную оценку среднего воздействия. Электронные непрерывные мониторы могут отслеживать суточные изменения и помогать выявлять факторы, влияющие на проникновение радона. Рекомендуется повторять тестирование каждые 2–5 лет, особенно после ремонта дома.
Краткие ответы
Радон (symbol Rn) is element 86 on the periodic table, a благородный газ in period 6, group 18. A radioactive noble gas that seeps out of granite and is the second leading cause of lung cancer. At room temperature it is a gas, and it is radioactive.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶, giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 18, 8 electrons respectively. Its outer shell holds 8 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Радон melts at 202 K (-71.1 °C) and boils at 211.3 K (-61.8 °C).
Радон has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 222, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Радон is a gas at room temperature; its density is about 9.7 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly heavier than air.
Радон has a Pauling electronegativity of 2.2. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.
Радон was discovered in 1900 by Friedrich Ernst Dorn. It is named after from radium, its parent element.
Радон does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Радон has no stable isotope — every one of its nuclei decays. Trace amounts occur naturally as decay products of heavier elements.