Радон

Радо́н

(лат. Radonum)

Rn, радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 86, относится к инертным газам (См. Инертные газы). Три α-радиоактивных изотопа Р. встречаются в природе как члены естественных радиоактивных рядов (См. Радиоактивные ряды): ²¹⁹Rh (член ряда актиноурана; период полураспада T_1/2 = 3,92 сек); ²²⁰Rn (ряд тория, T_1/2 = 54,5 сек) и ²²²Rn (ряд урана — радия, Т_1/2 = 3,823 сут). Изотоп ²¹⁹Rn называется также актинон (символ An), ²²⁰Rn — торон (Tn), a ²²²Rn называется истинным Р. и часто обозначают просто символом Rn. Искусственно, с помощью ядерных реакций получено свыше 20 изотопов Р. с массовыми числами между 201 и 222. Для синтеза нейтронодефицитных изотопов Р. с массовыми числами 206—212 в Объединённом институте ядерных исследований (г. Дубна, СССР) создана специальная газохроматографическая установка, позволяющая за полчаса получать сумму этих изотопов в радиохимически чистом виде.

Открытие Р. — результат ранних работ по изучению радиоактивности (См. Радиоактивность). 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 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 Р. и в настоящее время часто называют эманациями). Т. о. в случае Р. учёные практически впервые столкнулись с существованием у одного элемента нескольких разновидностей атомов, которые позднее и были названы изотопами. Э. Резерфорд, У. Рамзай, Ф. Содди и др. показали, что эманация радия — новый химический элемент, относящийся к инертным газам. За способность люминесцировать в конденсированном состоянии Р. предполагали назвать нитоном (от лат. nitens — сияющий).

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

При нормальных условиях Р. — газ без цвета, запаха и вкуса; t_kип —61, 8 °С, t_пл —71 °С. Плотность при 0 °С около 9,9 г/л. В 1 объёме воды при 0 °С растворяется около 0,5 объёма Р. (в органических растворителях значительно больше). На внешней электронной оболочке атома Р. находится 8 электронов (конфигурация 6s²6p⁶), именно поэтому химически Р. весьма недеятелен. Как и Ксенон, Р. даёт фторид (вероятно, состава RnF₂), который при 500 °С восстанавливается водородом до элементарного Р. Как установил Б. А. Никитин, Р. может образовывать Клатраты с водой, фенолом, толуолом и т.д.

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

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

Р. применяют в основном в медицине. Воды, содержащие Р., используют при лечении заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем, органов дыхания и пищеварения, костей, суставов и мышц, гинекологических заболеваний, болезней обмена веществ и др. См. Альфа-терапия.

На определении концентрации Р. 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 Р. также в научных исследованиях. По радиоактивности Р., находящегося в равновесии с U или Th, иногда определяют содержание этих элементов, например в образцах горных пород. Изучение изменений структуры твёрдых веществ эманационным методом основано на измерении скорости выделения Р. при нагревании из твёрдых образцов, содержащих радиоактивные изотопы — предшественники Р. в радиоактивных рядах ²³²Th или ²³⁵U.

Лит.: Бэгнал К., Химия редких радиоактивных элементов. Полоний — актиний, пер. с англ., М., 1960; Бердоносов С. С., Инертные газы вчера и сегодня, М., 1966: Перцов Л. А., Ионизирующие излучения биосферы, М., 1973; Гусаров И. И., Радонотерапия, М., 1974.

С. С. Бердоносов.