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认识氡气

一、 氡的发现
    1899 年欧文( R.B.Owens )研究钍放射性时 , 发现 220 Rn ; 1900 年道恩 (F.Dorn) 发现 222 Rn 。氡是自然界唯一的天然放射性气体,由镭衰变产生。地表岩石和土壤氡的发射率为 2 × 10 -2 Bq m -2 S -1 。
二、 氡气的性质
    氡( Rn )位于元素周期表第Ⅵ周期零族,为惰性气体元素,其化学性质不活泼。 氡气无色无味;比重 : 9.73 克 L -1 ;熔点 : -71 ℃;沸点 : -62 ℃;氡溶于煤油、甲苯、血、水、 CS 2 ;易被脂肪、橡胶、硅胶、活性炭吸附。常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气。
三、 氡的同位素
    氡有 27 种同位素,即 200 Rn- 226 Rn, 其中 225 Rn 未完全确定。最重要的是三个天然放射系中镭的子体 222 Rn(Radon) 、 220 Rn(Thoron) 、 219 Rn(Actinium emanation) 。 222 Rn 的半衰期为 3.82 天, 220 Rn 的半衰期为 55 秒,而 219 Rn 的半衰期不到 4 秒,辐射卫生学意义不大。通常所说的氡指 222 Rn 。在讨论室内氡时以 222 Rn 为主, 220 Rn 次之。
四、 氡的辐射特性
    自然界中的氡是由镭衰变产生,是人类所接触到的唯一气体放射性元素。氡的半衰期只有 3.8 天,氡形成后很快衰变并产生一系列放射性产物,最终成为稳定元素铅。以下是 222 Rn 的衰变过程 。
      附表 1 天然放射系中氡 (Rn) 同位素的主要辐射特性:

质量数

习用名称

衰变方式

半衰期

粒子能量

(MeV)

限值( Bq m -3

工作场所

住宅

219

锕射气 (An)

α

3.96s

6.819

 

 

220

钍射气 (Tn)

α

55.6s

6.288

 

 

222

镭射气 (Rn)

α

3.824d

5.489

1000 年均

200

表 2 天然放射系中氡及子体的主要辐射特性:

238 U 衰变链

232 Th 衰变链

235 U 衰变链

核素

半衰期

α粒子能量

核素

半衰期

α粒子能量

核素

半衰期

α粒子能量

222 Rn

3.824d

5.49

220 Rn

55.6s

6.29

219 Rn

3.96s

6.12

218 Po

3.04min

6.00

216 Po

0.15s

6.78

215 Po

1.78ms

8.35

214 Pb

26.8min

β , γ

212 Pb

10.64h

β , γ

 

 

 

214 Bi

19.7min

β , γ

212 Bi

60.6min

6.05

 

 

 

214 Po

164 μ s

7.69

 

 

6.09

211 Po

0.516s

6.22

210 Po

138.8d

5.30

212 Po

0.30 μ s

8.78

 

 

 

一、 氡的发现
    1899 年欧文( R.B.Owens )研究钍放射性时 , 发现 220 Rn ; 1900 年道恩 (F.Dorn) 发现 222 Rn 。氡是自然界唯一的天然放射性气体,由镭衰变产生。地表岩石和土壤氡的发射率为 2 × 10 -2 Bq m -2 S -1 。
二、 氡气的性质
    氡( Rn )位于元素周期表第Ⅵ周期零族,为惰性气体元素,其化学性质不活泼。 氡气无色无味;比重 : 9.73 克 L -1 ;熔点 : -71 ℃;沸点 : -62 ℃;氡溶于煤油、甲苯、血、水、 CS 2 ;易被脂肪、橡胶、硅胶、活性炭吸附。常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气。
三、 氡的同位素
    氡有 27 种同位素,即 200 Rn- 226 Rn, 其中 225 Rn 未完全确定。最重要的是三个天然放射系中镭的子体 222 Rn(Radon) 、 220 Rn(Thoron) 、 219 Rn(Actinium emanation) 。 222 Rn 的半衰期为 3.82 天, 220 Rn 的半衰期为 55 秒,而 219 Rn 的半衰期不到 4 秒,辐射卫生学意义不大。通常所说的氡指 222 Rn 。在讨论室内氡时以 222 Rn 为主, 220 Rn 次之。
四、 氡的辐射特性
    自然界中的氡是由镭衰变产生,是人类所接触到的唯一气体放射性元素。氡的半衰期只有 3.8 天,氡形成后很快衰变并产生一系列放射性产物,最终成为稳定元素铅。以下是 222 Rn 的衰变过程 。
附表 1 天然放射系中氡 (Rn) 同位素的主要辐射特性:
质量数  习用名称  衰变方式  半衰期  粒子能量
(MeV)  限值( Bq m -3 )
     工作场所  住宅
219  锕射气 (An)  α  3.96s  6.819   
220  钍射气 (Tn)  α  55.6s  6.288   
222  镭射气 (Rn)  α  3.824d  5.489  1000 年均  200
表 2 天然放射系中氡及子体的主要辐射特性:
238 U 衰变链  232 Th 衰变链  235 U 衰变链
核素  半衰期  α粒子能量  核素  半衰期  α粒子能量  核素  半衰期  α粒子能量
222 Rn  3.824d  5.49  220 Rn  55.6s  6.29  219 Rn  3.96s  6.12
218 Po  3.04min  6.00  216 Po  0.15s  6.78  215 Po  1.78ms  8.35
214 Pb  26.8min  β , γ  212 Pb  10.64h  β , γ    
214 Bi  19.7min  β , γ  212 Bi  60.6min  6.05    
214 Po  164 μ s  7.69    6.09  211 Po  0.516s  6.22
210 Po  138.8d  5.30  212 Po  0.30 μ s  8.78    
五、 氡的危害
    联合国原子辐射效应科学委员会( UNSCEAR )估计, 来自天然的辐射对公众的年有效剂量为 2.4mSv ,其中氡及其子体的贡献占 54% 。
氡对人类的健康影响表现为 确定性效应 (determination effect) 和 随机效应 ( stochastic effect )。确定性效应表现为:在高浓度氡的暴露下,机体出现血细胞的变化如外周血液中红细胞增加,中性白细胞减少,淋巴细胞增多,血管扩张,血压下降,并可见到血凝增加和高血糖。氡对人体脂肪有很高的亲和力,特别是神经系统与氡结合产生痛觉缺失。随机效应主要表现为肿瘤的发生,由于氡是放射性气体,当人们吸入后,氡衰变过程产生的α粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。流行病学研究表明:氡及其衰变子体的吸入是矿工肺癌发病的重要原因。美国估计每年有 7000-10000 例肺癌由于是室内氡所引起的,即除吸烟以 外引起肺癌的第二大因素。荷兰认为由氡引肺癌为交通事故的 2/3 。 在瑞典,氡在所有癌症诱因中排第五位。 氡是 ICRP 推荐的慢性照射行动水平具体数据的唯一核素,被 WHO (世界卫生组织)公布为 19 种主要的环境致癌物质之一 。 1987 年氡被国际癌症研究机构列入室内重要致癌物质。不过目前对由居室内氡引起的照射的潜在健康的认识仍然有限。
六、 室内氡的来源
    氡是由放射性元素镭衰变产生 , 镭又是由放射性元素铀衰变而来 , 铀起了一个氡的永久源作用。室内氡的主要来源如下 :
1 、 从建材中析出的氡;
2 、 从房基土壤中析出的氡;
3 、 由于通风从户外空气中进入室内的氡;
4、 从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡

 

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