Радон

Радон (лат. Radonum), Rn, радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 86, относится к инертным газам. Три α-радиоактивных изотопа Радон встречаются в природе как члены естественных радиоактивных рядов. ²¹⁹Rn (член ряда актиноурана; период полураспада Т_½ = 3,92 сек); ²²⁰Rn (ряд тория, Т_½ = 54,5 сек) и ²²²Rn (ряд урана - радия, Т_½ = 3,823 сут). Изотоп ²¹⁹Rn называется также актинон (символ An), ²²⁰Rn - торон (Tn), a ²²²Rn называется истинным Радоном и часто обозначают просто символом Rn. Искусственно, с помощью ядерных реакций получено свыше 20 изотопов Радона с массовыми числами между 201 и 222. Для синтеза нейтронодефицитных изотопов Радона с массовыми числами 206-212 в Объединенном институте ядерных исследований (г. Дубна, СССР) создана специальная газохроматографическая установка, позволяющая за полчаса получать сумму этих изотопов в радиохимически чистом виде.

Открытие Радона - результат ранних работ по изучению радиоактивности. В 1899 американский физик Р. Б. Оуэнс обнаружил, что при распаде Th образуется некая радиоактивная субстанция, которую можно удалить из растворов, содержащих Th, потоком воздуха. Эту субстанцию Э. Резерфорд назвал эманацией (от лат. emano - вытекаю). В 1899 году Резерфорд, работавший тогда в Канаде, доказал, что открытая Оуэнсом эманация тория - радиоактивный газ. В том же году Э. Дорн в Германии и А. Дебьерн во Франции сообщили, что и при распаде радия образуется эманация (эманация радия, радон). В 1903 была открыта и эманация актиния, актинон (природные изотопы Радона и в настоящее время часто называют эманациями). Таким образом в случае Радона ученые практически впервые столкнулись с существованием у одного элемента нескольких разновидностей атомов, которые позднее и были названы изотопами. Э. Резерфорд, У. Рамзай, Ф. Содди и других показали, что эманация радия - новый химический элемент, относящийся к инертным газам. За способность люминесцировать в конденсированном состоянии Радон предполагали назвать нитоном (от лат. nitens - сияющий).

Радон - один из самых редких элементов. Содержание его в земной коре глубиной до 1,6 км около 115 т. Образующийся в радиоактивных рудах и минералах Радон постепенно поступает на поверхность земли, в гидросферу и в атмосферу. Средняя концентрация Радона в атмосфере около 6·10^-17% (по массе); в морской воде - до 0,001 пкюри/л.

При нормальных условиях Радон - газ без цвета, запаха и вкуса; t_кип -61, 8°С, t_пл -71°С. Плотность при 0°С около 9,9 г/л. В 1 объеме воды при 0°С растворяется около 0,5 объема Радона (в органических растворителях значительно больше). На внешней электронной оболочке атома Радона находится 8 электронов (конфигурация 6s²6р⁶), именно поэтому химически Радон весьма недеятелен. Как и ксенон, Радон дает фторид (вероятно, состава RnF₂), который при 500 °С восстанавливается водородом до элементарного Радона. Как установил Б. А. Никитин, Радон может образовывать клатраты с водой, фенолом, толуолом и т. д.

Для получения Радона (его изотопа ²²²Rn) через водный раствор соли радия пропускают ток газа (азота, аргона и т. п.). Прошедший через раствор газ содержит около 10^-5% Радона. Для извлечения Радон используют или его способность хорошо сорбироваться на пористых телах (активный уголь и других), или специальные химические методы. Доступные количества чистого Радона не превышают 1 мм³.

Радон сильно токсичен, что связано с его радиоактивными свойствами. При распаде Радона образуются нелетучие радиоактивные продукты (изотопы Ро, Bi и Рb), которые с большим трудом выводятся из организма. Поэтому при работе с Радоном необходимо использовать герметичные боксы и соблюдать меры предосторожности.

Радон применяют в основном в медицине. Воды, содержащие Радон, используют при лечении заболеваний нервной и сердечнососудистой систем, органов дыхания и пищеварения, костей, суставов и мышц, гинекологии, заболеваний, болезней обмена веществ и других.

На определении концентрации Радона в приповерхностном слое воздуха основаны эманационные методы геологической разведки, позволяющие оценить содержание U и Th в почвах, в прилегающих к поверхности горных породах и т. д. Используется Радон также в научных исследованиях. По радиоактивности Радона, находящегося в равновесии с U или Th, иногда определяют содержание этих элементов, например в образцах горных пород. Изучение изменений структуры твердых веществ эманационным методом основано на измерении скорости выделения Радона при нагревании из твердых образцов, содержащих радиоактивные изотопы - предшественники Радон в радиоактивных рядах ²³²Th или ²³⁵U.