El radón es un gas noble incoloro, inodoro e insípido que se produce de forma natural como producto de la descomposición del radio. Todos los isótopos del radón son radiactivos , pero los dos isótopos del radón radón-222 y radón-220 son muy importantes desde el punto de vista de la protección radiológica.
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Fuente: JANIS (software de información de datos nucleares basado en Java); ENDF / B-VII.1 Radón-222 . El isótopo radón-222 es un producto de desintegración natural del isótopo de uranio más estable (uranio-238), por lo que es un miembro de la serie del uranio .
- Radón-220 . El isótopo radón-220, comúnmente conocido como torón , es un producto de desintegración natural del isótopo de torio más estable ( torio-232 ), por lo que es un miembro de la serie del torio .
Es importante señalar que el radón es un gas noble , mientras que todos sus productos de descomposición son metales . El principal mecanismo de entrada del radón a la atmósfera es la difusión a través del suelo . Como gas, el radón se difunde a través de las rocas y el suelo. Cuando el radón se desintegra, los isótopos metálicos secundarios son iones que se unirán a otras moléculas como el agua y a las partículas de aerosol en el aire. Por lo tanto, todas las discusiones sobre las concentraciones de radón en el medio ambiente se refieren al radón-222.. Si bien la tasa promedio de producción de radón-220 (torón) es aproximadamente la misma que la del radón-222, la cantidad de radón-220 en el medio ambiente es mucho menor que la del radón-222 debido a su vida media significativamente más corta ( tiene menos tiempo para difundirse) de radón-222 (55 segundos, frente a 3,8 días, respectivamente). Simplemente el radón-220 tiene menos posibilidades de escapar del lecho rocoso.
Radón-222
El radón-222 es un gas producido por la desintegración del radio-226. Ambos son parte de la serie del uranio natural. Dado que el uranio se encuentra en el suelo en todo el mundo en concentraciones variables, también la dosis de radón gaseoso varía en todo el mundo. El radón-222 es el isótopo de radón más importante y estable. Tiene una vida media de solo 3.8 días , lo que hace que el radón sea uno de los elementos más raros ya que se descompone tan rápidamente. Una fuente importante de radiación natural es el gas radón, que se filtra continuamente desde el lecho rocoso pero que, debido a su alta densidad, puede acumularse en casas mal ventiladas. El hecho de que el radón es gasjuega un papel crucial en la expansión de todos sus núcleos hijos. Simplemente el radón es un medio de transporte desde la roca madre a la atmósfera (o dentro de los edificios) para sus productos de descomposición de corta duración ( Pb-210 y Po-210 ), que presentan muchos más riesgos para la salud.
Efectos del radón en la salud
El radón suele ser la mayor fuente natural de radiación que contribuye a la exposición de los miembros del público, y a veces representa la mitad de la exposición total de todas las fuentes. El riesgo para la salud debido a la exposición al radón y al torón proviene principalmente de la inhalación de productos de descomposición de corta duración (Pb-210 y Po-210) y la irradiación de partículas alfa resultante de los bronquios y los pulmones.
Mientras estos isótopos estén fuera del cuerpo, solo la radiación gamma podrá administrar una dosis. Pero el radón es un gas y se difunde del suelo para mezclarse con el aire. La vida media del radón-222 es larga en comparación con el tiempo de residencia del aire en los pulmones, por lo que se produce una desintegración relativamente pequeña del radón durante la respiración. Además, el radón es un gas noble y su inercia evita su retención a largo plazo dentro del cuerpo. Pero cuando el radón se desintegra, los isótopos metálicos hijos ( Pb-210 y Po-210) no son inertes y se adhieren a otras moléculas como el agua y a las partículas de aerosol en el aire. Cuando se inhalan estas partículas, el cuerpo retiene una parte del plomo 210. La ingestión de plomo 210 también es una forma posible. Dado que el plomo-210 es un emisor beta débil, no causa grandes dosis. El plomo-210 es, por tanto, un medio de transporte del aire interior al cuerpo. La radiación del radón y sus productos de desintegración es una mezcla de partículas alfa y beta, así como radiación gamma. Cuando los isótopos entran al cuerpo, contribuyen todos los tipos de radiación.
Pero es el polonio-210 , el producto de desintegración del plomo-210, el que emite una partícula alfa de 5,3 MeV , que proporciona la mayor parte de la dosis equivalente . Las partículas alfa , que pertenecen a la radiación de alta LET , son bastante masivas y tienen una doble carga positiva, por lo que tienden a viajar solo una distancia corta y no penetran mucho en el tejido, si es que penetran. Sin embargo, las partículas alfa depositarán su energía en un volumen más pequeño (posiblemente solo unas pocas células si entran en un cuerpo) y causarán más daño a esas pocas células (más del 80% de la energía absorbida del radón se debe a las partículas alfa). Por lo tanto, el factor de ponderación de la radiación para la radiación alfa es igual a 20. Una dosis absorbida de 1 mGy por partículas alfa dará lugar a una dosis equivalente de 20 mSv. En resumen, el radón y el plomo pueden considerarse diferentes tipos de portadores del polonio 210.
La cantidad de isótopos ingeridos con los alimentos es insignificante y todo lo que preocupa es la respiración y la deposición de radón en los bronquios y los pulmones. Entre los no fumadores, el radón es la principal causa de cáncer de pulmón y, en general, la segunda causa principal. La dosis de radiación anual promedio que recibe una persona de radón es de aproximadamente 2 mSv / año y puede variar en muchos órdenes de magnitud de un lugar a otro. Según un informe de 2003 de la EPA, Evaluación de riesgos del radón en los hogares, la evidencia epidemiológica muestra un vínculo claro entre el cáncer de pulmón y las altas concentraciones de radón.
Cabe destacar que los cigarrillos también contienen polonio 210, procedente de los productos de descomposición del radón, que se adhieren a las hojas de tabaco. El polonio-210 emite una partícula alfa de 5,3 MeV, que proporciona la mayor parte de la dosis equivalente. El tabaquismo intenso produce una dosis de 160 mSv / año en puntos localizados en las bifurcaciones de los bronquios segmentarios en los pulmones debido a la descomposición del polonio 210. Esta dosis no es fácilmente comparable a los límites de protección radiológica , ya que los últimos se refieren a dosis corporales enteras, mientras que la dosis del tabaquismo se administra a una porción muy pequeña del cuerpo.
Radón dentro de las casas
Debe enfatizarse, las concentraciones de radón-222 y radón-220 en el suelo y en los materiales de construcción varían en muchos órdenes de magnitud de un lugar a otro y muestran una variación de tiempo significativa en cualquier sitio dado. Las ubicaciones con un fondo de radón más alto están bien cartografiadas en cada país. Al aire libre, oscila entre 1 y 100 Bq / m3, incluso menos (0,1 Bq / m3) sobre el océano. En cuevas o minas aireadas, o casas mal aireadas, su concentración sube a 20-2.000 Bq / m3. En la atmósfera exterior, también hay cierta advección causada por el viento y cambios en la presión barométrica.
Los problemas con el radón se encuentran en las casas, donde se puede acumular especialmente, debido a su alta densidad, en áreas bajas como sótanos y espacios angostos . Radóntambién puede ocurrir en aguas subterráneas, por ejemplo, en algunas aguas termales y manantiales. Existen varias posibilidades para la liberación de radón en las casas. El hecho de que el radón sea un gas noble juega un papel crucial en la propagación de todos sus núcleos hijos. Simplemente el radón es un medio de transporte desde el lecho de roca a la atmósfera (o dentro de los edificios) para sus productos de descomposición de corta duración (Pb-210 y Po-210), que presentan muchos más riesgos para la salud. Las fuentes principales son la roca o el suelo sobre el que se construye la casa, así como el suministro de agua. El principal mecanismo para la entrada de radón en los edificios es la difusión a través del suelo . Como gas, el radón se difunde a través de las rocas y el suelo. El gas radón puede penetrar en la casa a través de las grietas.(por efecto chimenea) en suelo y paredes del sótano. El calentamiento del aire crea una succión de aire desde la parte inferior de la casa hacia la parte superior de la casa. Sin ninguna membrana de radón, esto en realidad significa que el aire del suelo debajo de la casa es aspirado hacia la casa a través de numerosas grietas y aberturas en el piso .
Además, los materiales de construcción (por ejemplo, algunos granitos) también son una fuente de radón. Otra fuente de radón es el suministro de agua. El agua de los pozos, en particular en las regiones con granito rico en radio, puede contener altas concentraciones de radón. Este es un material con concentraciones más altas de uranio / radio a partir del cual se genera radón continuamente. Dichos materiales, por ejemplo, escoria, cenizas volantes, etc., podrían usarse en algunos lugares. Para los materiales de construcción que se utilizan para la construcción de viviendas, se deben determinar los límites críticos para las concentraciones específicas de radio.
El mayor riesgo de exposición al radón surge en edificios herméticos, con ventilación insuficiente y con fugas en los cimientos que permiten que el aire del suelo entre en sótanos y habitaciones. El nivel de radón interior varía considerablemente con el clima, la época del año e incluso la hora del día y, por supuesto, con el sistema de ventilación. Por ejemplo, dormir con una ventana abierta puede reducir considerablemente el contenido de radón.
La mayoría de los países han adoptado una concentración de radón de 200 a 400 Bq / m 3 para el aire interior como nivel de acción o de referencia. Si las pruebas muestran niveles inferiores a 4 picocuries de radón por litro de aire (150 Bq / m 3 ), no es necesario realizar ninguna acción. Se han encontrado concentraciones de radón muy elevadas (> 1000 Bq / m 3 ) en viviendas construidas sobre suelos con un alto contenido de uranio y / o alta permeabilidad del suelo.
Mitigación del radón
La mitigación del radón en el aire se logra a través de la ventilación , ya sea recolectada debajo de una losa de piso de concreto o una membrana en el suelo, o aumentando los cambios de aire por hora en el edificio. Las membranas resistentes al radón generalmente se producen a partir de polietileno de baja densidad (LDPE) y se extienden por todo el edificio, incluidos el piso y las paredes. Otra forma de mitigar el radón es un sistema de tratamiento que utiliza aireación o carbón activado para eliminar el radón de los suministros de agua domésticos.
El radón es un elemento químico con número atómico 86, lo que significa que hay 86 protones y 86 electrones en la estructura atómica. El símbolo químico del radón es Rn .
El radón es un gas noble radiactivo, incoloro, inodoro e insípido. El radón se produce naturalmente como un paso intermedio en las cadenas normales de desintegración radiactiva a través de las cuales el torio y el uranio se desintegran lentamente en plomo.
Radón - Propiedades
| Elemento | Radón |
|---|---|
| Número atómico | 86 |
| Símbolo | Rn |
| Categoría de elemento | Gas noble |
| Fase en STP | Gas |
| Masa atómica [amu] | 222 |
| Densidad en STP [g / cm3] | 9,73 |
| Configuración electronica | [Hg] 6p6 |
| Posibles estados de oxidación | 0 |
| Afinidad electrónica [kJ / mol] | - |
| Electronegatividad [escala de Pauling] | - |
| Primera energía de ionización [eV] | 10.7485 |
| Año del descubrimiento | 1900 |
| Descubridor | Dorn, Friedrich Ernst |
| Propiedades termales | |
| Punto de fusión [escala Celsius] | -71 |
| Punto de ebullición [escala Celsius] | -61,8 |
| Conductividad térmica [W / m K] | 0,00361 |
| Calor específico [J / g K] | 0,09 |
| Calor de fusión [kJ / mol] | 2,89 |
| Calor de vaporización [kJ / mol] | 16,4 |
Masa atómica del radón
La masa atómica del radón es 222 u.
Tenga en cuenta que, cada elemento puede contener más isótopos, por lo tanto, esta masa atómica resultante se calcula a partir de los isótopos naturales y su abundancia.
La unidad de medida de la masa es la unidad de masa atómica (uma) . Una unidad de masa atómica equivale a 1,66 x 10-24 gramos. Una unidad de masa atómica unificada es aproximadamente la masa de un nucleón (ya sea un solo protón o un neutrón) y es numéricamente equivalente a 1 g / mol.
Densidad del radón
La densidad del radón es de 9,73 g / cm 3 .
Densidades típicas de diversas sustancias a presión atmosférica.
La densidad se define como la masa por unidad de volumen . Es una propiedad intensiva , que se define matemáticamente como masa dividida por volumen:
ρ = m / V
En palabras, la densidad (ρ) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia. La unidad estándar del SI es kilogramos por metro cúbico ( kg / m 3 ). La unidad de inglés estándar es libras de masa por pie cúbico ( lbm / ft 3 ).
Ver también: ¿Qué es la densidad?
Ver también: Materiales más densos de la Tierra
Radón: punto de fusión y punto de ebullición
Punto de Radon de fusión es de -71 ° C .
Punto de Radon de ebullición es -61,8 ° C .
Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar .
Radón: calor específico, calor latente de fusión, calor latente de vaporización
El calor específico de radón es 0,09 J / g K .
El calor latente de fusión del radón es 2,89 kJ / mol .
El calor latente de vaporización del radón es 16,4 kJ / mol .
[/ su_spoiler] [/ lgc_column]Protección de radiación:
- Knoll, Glenn F., Detección y medición de radiación, cuarta edición, Wiley, 8/2010. ISBN-13: 978-0470131480.
- Stabin, Michael G., Protección radiológica y dosimetría: Introducción a la física de la salud, Springer, 10/2010. ISBN-13: 978-1441923912.
- Martin, James E., Física para la protección radiológica, tercera edición, Wiley-VCH, 4/2013. ISBN-13: 978-3527411764.
- USNRC, CONCEPTOS DE REACTORES NUCLEARES
- Departamento de Energía, Física Nuclear y Teoría de Reactores de EE. UU. DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
Física nuclear y de reactores:
- JR Lamarsh, Introducción a la teoría de los reactores nucleares, 2ª ed., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
- JR Lamarsh, AJ Baratta, Introducción a la ingeniería nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
- WM Stacey, Física de reactores nucleares, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
- Glasstone, Sesonske. Ingeniería de Reactores Nucleares: Ingeniería de Sistemas de Reactores, Springer; 4a edición, 1994, ISBN: 978-0412985317
- WSC Williams. Física nuclear y de partículas. Prensa de Clarendon; 1 edición, 1991, ISBN: 978-0198520467
- GRKeepin. Física de la cinética nuclear. Addison-Wesley Pub. Co; 1a edición, 1965
- Robert Reed Burn, Introducción a la operación de reactores nucleares, 1988.
- Departamento de Energía, Física Nuclear y Teoría de Reactores de EE. UU. DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
- Paul Reuss, Física de neutrones. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Ver también:
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