Исследование радоноопасности территорий Таманского полуострова - mud volcanoes

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Исследование радоноопасности территорий Таманского полуострова

Исследования

Исторически вредное влияние естественной радиоактивности воздуха на человеческий организм было замечено еще в XVI веке, когда таинственная «горная болезнь» шахтеров привлекла внимание медиков: смертность от заболеваний легких среди рудокопов некоторых шахт Чехии и Германии была в 50 раз выше, чем среди прочего населения. Причина этого была объяснена уже в наше время – в воздухе шахт была высокая концентрация радона.

Радон – радиоактивный газ, без цвета, без запаха. Самый тяжелый элемент нулевой группы периодической системы, единственный из благородных газов, не имеющий стабильных и  долгоживущих изотопов.

Изотопы радона

Радон 222Rn

Самый устойчивый из изотопов радона, входящий в семейство урана 238U и являющийся непосредственным продуктом распада 226Ra (радия). Обычно название «радон» относят именно к этому изотопу. Имеет период полураспада 3,8235 дня. Время распада 97% изотопа – 20 дней.

Торон 220Rn

Торон открыт в 1900 году и представляет собой эманацию радиоактивного элемента семейства тория. Период полураспада 54,5 с, время 97% распада – 285,079 с.

Актинон 219Rn

Актинон открыт в 1903 году. Является продуктом распада актиния AcX(223Ra). Из природных – самый короткоживущий изотоп. Период полураспада 3,92 с, время 97% распада – 20,505 с.

Ниже показаны ряды превращений радиоактивных семейств урана и тория до момента образования изотопов радона.



 
Изотопы радона, испуская при распаде альфа-частицы, превращаются в твердые радиоактивные изотопы полония, свинца и висмута, именуемые «активным налетом».

Продукты распада являются металлами и не имеют отношения к группе инертных газов. Линейные размеры свободных атомов металла составляют единицы нм и не могут долго находиться в атмосфере в свободном состоянии. При соприкосновении с нерадиоактивными аэрозолями (частицами пыли, дыма, капельками тумана и т.п.) они образуют радиоактивные аэрозоли, размер которых увеличен на несколько порядков. Упрощенные цепочки распада изотопов радона показаны на рисунке.

Как видно из рисунка, продукты распада изотопов радона являются вторичными альфа и бета излучателями.
Радон хорошо растворим в воде. Если в организм попадает вода (или пища) зараженная радоном, биологический организм погибает. Повышенная концентрация радона в воздухе вызывает ожог легких «активным налетом». Механизм же разрушения биологических организмов растворенным радоном изучен слабо.
В избыточных количествах радон выбрасывается при тектонических деформациях. Повышенная объемная концентрация радона в воздухе является индикатором наличия тектонических разломов, проникающих на глубины в десятки километров. Мониторинг радонового фона во многих странах используется для прогнозов изменения напряженно-деформированного состояния земной коры.
Вернемся к апрельским событиям 2011 года на Тамани. Сейсмические разрезы на подводном продолжении поднятия морского дна Азовского моря, выполненные сотрудниками Южморгеологии, зафиксировали аномалии, связанные с миграцией глубинных флюидов. Флюидизация разреза подтвердилась высокими значениями эманации радона из недр. Наши замеры объемной активности радона (ОАР) в подпочвенном воздухе в районе поднятия показали значения до 80000 Бк/м3 (при допустимой безопасной величине 150 Бк/м3). Результаты анализов данных обзорных исследований предопределили дальнейшую программу натурных экспериментов. Были поставлены задачи изучения взаимодействия экосистем региона и населения, а также прогноз чрезвычайных ситуаций локального характера.
При постановке задачи исследования радонового потенциала Таманского полуострова, встал вопрос о выборе метода измерения концентрации радона. Характеристикой основного источника атмосферного радона и его изотопов является плотность их потоков с подстилающих поверхностей (земли, воды и т.п.). На первом этапе исследований был реализован метод лабораторного анализа отобранных в процессе натурных исследований проб. По показаниям радиометра на стенде рассчитывалась концентрация радона в пробах и плотность потока радона с единицы поверхности. Далее, по модели переноса изотопов радона и продуктов их распада в атмосферу, полученная плотность потока пересчитывалась в распределенную в пространстве объемную активность радионуклидов. Здесь сделаем небольшую оговорку. Исходя из физических свойств продуктов распада изотопов радона, эманации актинона и торона не способны к миграции на сколько-нибудь заметные расстояния от ядер-предшественников. Поэтому во всех наших рассуждениях под объемной активностью радона (ОАР) подразумевается ОАР изотопа радона 222Rn, в цепочку распада которого входят изотопы 218