რადონი

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება
რადონი / Radon (Rn) Rn-TableImage.png
ელემენტის რიგითი ნომერი 86
მარტივი ნივთიერების გამოსახულება უფერო, უსუნო, ცოტათი ფლუორესცირებადი რადიოაქტიური აირი
ატომის თვისებები
ატომური მასა
(მოლური მასა)
222,0176 მ. ა. ე. (/მოლი)
ატომის რადიუსი 214 პმ
იონიზაციის ენერგია
(პირველი ელექტრონი)
1): 1036,5(10,74) 2): 3): კჯ/მოლი (ევ)
ელექტრონული კონფიგურაცია [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
ქიმიური თვისებები
კოვალენტური რადიუსი 140—150 პმ
იონური რადიუსი პმ
ელექტროუარყოფითობა
(პოლინგის თანახმად)
ელექტროდული პოტენციალი
ჟანგვის ხარისხი 0
მარტივი ნივთიერებების თერმოდინამიკური თვისებები
ნივთიერების სიმკვრივე (აირი, 0 °C) 9,81 კგ/მ3
(თხევადი, −62 °C) 4,4 /სმ³
ხვედრითი თბოტევადობა 20,79[1] /(·მოლი)
თბოგამტარობა (აირი, 0 °C) 0,0036 ვტ/(·კ)
დნობის ტემპერატურა 202 (-71,15 °C)
დნობის სითბო 2,7 კჯ/მოლი
დუღილის ტემპერატურა 211,4 (-61,75 °C)
აორთქლების სითბო 18,1 კჯ/მოლი
მოლური მოცულობა სმ³/მოლი
მარტივი ნივთიერების კრისტალური მესერი
მესრის სტრუქტურა კუბური წახნაგცენტრირებული
მესრის პერიოდი Å
შეფარდება n/
დებაის ტემპერატურა


Rn 86
222,0176
[Xe] 4f14 5d10 6s2 6p6
რადონი
რადონის ატომის სქემა

რადონიდიმიტრი მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეექვსე პერიოდის მერვე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერია 86. აღინიშნება სიმბოლოთი Rn (Radon). მარტივი ნივთიერება რადონი (CAS-ნომერი: 10043-92-2) ნორმალურ პირობებში — უფერული ინერტული აირი; რადიოაქტიურია, შეიძლება იყოს საშიში ჯანმრთელობისათვის და სიცოცხლისათვის. ოთახის ტემპერატურაზე ყველაზე მძიმე აირია. ყველაზე სტაბილურ იზოტოპს (222Rn) აქვს ნახევარდაშლის პერიოდი 3,8 დღეღამე.

აღმოჩენისა და სახელწოდების წარმოშობის ისტორია[რედაქტირება]

ინგლისელმა მეცნიერმა ე. რეზერფორდმა 1899 წელს აღნიშნა, რომ თორიუმის პრეპარატები ასხივებენ, არამარტო α-ნაწილაკებს, არამედ კიდევ ადრე უცნობ ნივთიერებას, რადგანაც თორიუმის პრეპარატის ირგვლივ ჰაერი თანდათანობით ხდება რადიოაქტიური. ეს ნივთიერებას შესთავაზა ეწოდებინათ თორიუმის ემანაციათი (ლათინური emanatio — გამოსხივება) მისცა მას სიმბოლი Em. შემდგომმა დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ რადიუმის პრეპარატებიც უშვებდნენ რაღაც ემანაციას, რომელიც ფლობს რადიოაქტიურ თვისებებს და იქცევა როგორც ინერტული აირი.

თავდაპირველად თორიუმის ემანაციას უწოდებდნენ ტორონს, ხოლო რადიუმის ემანაციას — რადონს. დამტკიცებულ იქნა, რომ ყველა ემანაცია სინამდვილეში წარმოადგენს ერთი რაღაც ელემენტის - ინერტული აირის რადიონუკლიდებს, რომელსაც შეესაბამება ატომური ნომერი 86. პირველად ის სუფთა სახით მიღებულ იქნა 1908 წელს უილიამ რამზაიმ და გრეიმ, მათმა უწოდეს მას ნიტონი (ლათ. nitens, შუქმფენი). 1923 წელს აირმა საბოლოოდ მიიღო სახელწოდება რადონი და სიმბოლო Em შეიცვალა Rn.

1936 წელს რეზერფორდმა პუბლიკურ ლექციაზე წარადგინა მათი მუშაობის შედეგები:

მე ვეხმარებოდი მას [პროფესორს ელექტროტექნიკაში ოუენს მაკგილის უნივერსიტეტში ქ. მონრეალში, კანადა 1898 წ. დეკემბრიდან 1899 წ. 26 მაისამდე] ექსპერიმენტების ჩატარებაში, და ჩვენ აღმოვაჩინეთ რამდენიმე მეტად უცნაურო მოვლენები. გამოვლინდა, რომ თორიუმის ჟანგის რადიოაქტიური ზემოქმედება შეიძლება ატანდეს ათეულ ქაღალდის ფურცელში, რომლებიც ზემოდან ედო ამ ჟანგს, მაგრამ აჩერებს ქარსის სიფრიფანა ფირფიტა, თითქოს ასხივებს რაღაცას, რომელიც დიფუნდირებს ქაღალდის ფორებს შორის. ის ფაქტი, რომ მოწყობილობა ძალიან მგრძნობიარე იყო ჰაერის მოძრაობის მიმართ, მხარს უჭერდა ამ დიფუზიონურ ჰიპოთეზას. ამის შემდეგ ჩვენ ჩავატარეთ ექსპერიმენტები, სადაც ჰაერი გადიოდა თორიუმის ჟანგზე, ხოლო შემდეგ ხვდებოდა იონიზაციის კამერაში. ამ ცდებმა აჩვენა, რომ აქტივობა შეიძლება გადატანილ იქნას ჰაერით. თუმცა, როდესაც ჰაერის ნაკადი წყდებოდა, იონიზაციის კამერაში აქტივობა უცებ არ წყდებოდა, არამედ თანდათანაბით მცირდებოდა ექსპონენციალური კანონების მხედვით. მე ამ აიროვან ნივთიერებას რომელსაც შეუძლია დიფუნდირება ქაღალდზე, გადაიტანება ჰაერით და რამდენიმე ხანი ინარჩუნებს თავის აქტივობას უწოდე «თორიუმის ემანაცია».

მე დავადგინე რომ ამ ემანაციას გააჩნია მეტად თავისებური თვისება გახადოს რადიოაქტიური სხეულები რაშიც ან რაზეც ის გადის. იმ დროს სხეულების რადიოაქტიურ ნივთიერებებთან ახლოს დადებით ბევრი ღებულობდა განუმეორებელ და უცნაურ შედეგებს. ეს ყველაფერი იხსნებოდა ისეთივე ემანაციებით, როგორიც ჩვენ აღმოვაჩინეთ თორიუმზე.

სანამ ასეთ ახსნას ჩავთვლით სწორად, საჭირო იყო ემანაციის ჭეშმარიტი ბუნების მონახვა. ეს იყო ძალიან ძნელი, რადგანაც მისი ხელმისაწვდომი რაოდენობა ყოველთვის მეტად მცირე იყო.

რადონის აღმოჩენას როგორც ქიმიური ელემენტისა, მიაწერენ ასევე გერმანელ ქიმიკოსს ფრედერიკ დორნს (en:Friedrich Ernst Dorn, 1848—1916). რადონის აღმოჩენის პრიორიტეტის საკთხები განიხილება ჯეიმზ და ვირჯინია მარშალების ნამუშევრებში[2], სადაც, ნაჩვენებია, რომ რადონის როგორც ქიმიური ელემენტის პირველ აღმომჩენად შეიძლება ჩაითვალოს რეზერფორდი.

1900 წ. დორნმა აღმოაჩინა რადონ-222-ის იზოტოპი, რომლის ნახევარდაშლის პერიოდია 3,823 დღე და ამის შესახებ სტატია გამოაქვეყნა, სადაც რეზერფორდის ადრეულ ნამუშევარზე იყო დაყრდნობილი. რეზერფორდი ჯერ ოუენთან, ხოლო შემდეგ 1899 წ. მარტო მუშაობდა რადონის სხვა იზოტოპთან Rn-220 (ტორონი), რომლის ნახევარდაშლის პერიოდი მიახლოებით 54,5 წმ. რეზერფორდმა არ იცოდა გერმანელის ნამუშევრებზე, რადგანაც მან გამოაქვეყნა თავისი ნამუშევარი მცირე ტირაჟიან გერმანულ ჟურნალში. რეზერფორდმა თანაც არ იცოდა გერმანული. დორნი საერთოდ არ იყო დაინტერესებული რადიოაქტიურობით. და მხოლოდ 1902 წ. რეზერფორდმა და სოდდიმ ექსპერიმენტალურად დაამტკიცეს, რომ ემანაცია — ეს არის რადონის იზოტოპი. მათ შეძლეს მისი გაცივება და სითხედ გადაქცევა, ახალი ფიზიკური დანადგარით მაკგილის უნივერსიტეტში და გამოაქვეყნეს სტატია.

ბუნებაში[რედაქტირება]

რადონი შედის რადიოაქტიური რიგის 238U, 235U და 232Th-ის შემადგენლობაში. რადონის ბირთვები ბუნებაში მუდმივად წარმოიქმნებიან პირველადი დედა ბირთვების რადიოაქტიური დაშლის დროს. მასის მიხედვით დედაიწის ქერქში მისი გაწონასწორებული შემცველობა 7×10−16%-ს შეადგენს. მისი ქიმიური ინერტულობის გამო რადონი შედარებით ადვილად ტოვებს «მშობელი» მინერალის კრისტალურ მესერს და ხვდება მიწისქვეშა წყლებში, ბუნებრივ აირებში და ჰაერში. რადგანაც ყველაზე ხანგრძლივად მცხოვრები იზოტოპი, რადონის ბუნებრივ ოთხ იზოტოპში არის 222Rn, სწორედ მისი შემცველობა ამ გარემოში არის მაქსიმალური.

ჰაერში რადონის შემცველობა დამოკიდებულია, პირველ რიგში, გეოლოგიურ გარემოებაზე (მაგ, გრანიტებში, რომლებშიც ბევრია ურანი, წარმოადგენს რადონის აქტიურ წყაროს, ამასთან ზღვების ზედაპირზე რადონის შემცველობა ძალიან მცირეა), დამოკიდებულია ასევე ამინდზე (წვიმების დროს მიკრობზარები, რომლებითაც რადონი ნიადაგიდან ხვდება, ივსება წყლით; თოვლის საფარი ასევე აფერხებს რადონის ჰაერში მოხვედრას). მიწისძვრების წინ შეიმჩნევა რადონის კონცენტრაციის ზრდა ჰაერში, სავარაუდოდ, ჰაერის უფრო მაღალი აქტიური ცვლის გამო გრუნტში მიკროსეისმური აქტივობის გამო.

მიღება[რედაქტირება]

რადონის მისაღებად რადიუმის ყველა მარილის წყალხსნარში უბერავენ ჰაერს, რომელიც თან იტაცებს და გამოაქვს რადიუმის რადიოაქტიური დაშლის შედეგად წარმოქმნილი რადიუმი. შემდეგ ჰაერს გულდასმით ფილტრავენ ხსნარის მიკროწვეთების გამოსაყოფად, რომლებიც შეიცავენ რადონის მარილებს. თითონ რადონის გამოსაყოფად აირების ნარევიდან მათ აცილებენ ქიმიურად აქტიურ ნივთიერებებს (ჟანგბადს, წყალბადს, წყლის ორთქლს და ა.შ.), დარჩენილს აკონდენსირებენ თხევადი აზოტით, შემდეგ კონდენსატიდან გაყავთ აზოტი და ინერტული აირები (არგონი, ნეონი და ა.შ.).

ფიზიკური თვისებები[რედაქტირება]

რადონი — რადიოაქტიური ერთატომიანი აირია ფერისა და სუნის გარეშე. წყალში ხსნადობაა 460 მლ/ლ; რადონის ორგანულ გამხსნელებში, ადამიანის ცხიმოვან ქსოვილებში ხსნადობა ათობით აღემატება ვიდრე მის წყალში ხსნადობას. აირი კარგად ჟონავს პოლიმერულ აპკებში. ადვილად ადსორბირდება აქტივირებული ნახშირით და სილიკაგელით.

საკუთარი რადიოაქტიურობა იწვევს რადონის ფლუორესცენციას. აირადი და თხევადი რადონი ფლუორესცირებს ცისფრად, მყარი რადონი აზოტის ტემპერატურამდე გაცივებისას ფლუორესცირების ფერი თავიდან ყვითელია, შემდგომ მოწითალო-ნარინჯისფერია.

აირადი განმუხტვისას რადინის ნათების ფერი - ლურჯია, რადგანაც რადონის სპექტრის ხილვად ნაწილში განსაკუთრებით გამოირჩევა 8 ხაზი, რომლებიც პასუხობენ ტალღების სიგრძეს 3982-დან 5085-მდე Å და ძევს უმთავრესად სპექტრის ლურჯ ნაწილში[3], თუმცა სტაბილური იზოტოპების არყოფნის გამო მის გამოყენება აირნათებ მოწყობილობებში შეუძლებელია.

ქიმიური თვისებები[რედაქტირება]

რადონი «კეთილშობილი აირია». თუმცა რადონი წარმოადგენს ყველაზე აქტიურ კეთილშობილ აირს ქიმიური თვალსაზრისით, რადგანაც ვალენტური ელექტრონები მდებარეობენ მაქსიმალურად დაშორებულ მანძილზე ბირთვიდან. რადონი წარმოქმნის კლატრატებს, რომლებსაც, თუმცა აქვთ მუდმივი შემადგენლობა, ქიმიური კავშირები რადონის ატომების მონაწილეობით მათში არ არის. ფტორთან რადონი მაღალ ტემპერატურისას წარმოქმნის ნაერთს შემადგენლობით: RnFn, სადაც n = 4, 6, 2. რადონის დიფტორიდი RnF2 წარმოადგენს თეთრ არააქროლად კრისტალურ ნივთიერებას. რადონის ტეტრაფტორიდის RnF4 და ჰექსაფტორიდის RnF6 ჰიდროლიზით წარმოიქმნება რადონის ოქსიდი RnO3. მიღებულია ასევე ნაერთები RnF+ კატიონით.

გამოყენება[რედაქტირება]

რადონს იყენებენ მედიცინაში რადონის აბაზანების მოსამზადებლად. რადონი გამოიყენება სოფლის მეურნეობაში შინაური პირუტყვის საკვების აქტივაციისათვის, მეტალურგიაში როგორც ინდიკატორი აირების ნაკადების სიჩქარის განსაზღვრისათვის დომენის ღუმელებში, გაზსადენებში. გეოლოგიაში რადონის შემცველობის გაზომვები ჰაერში და წყალში გამოიყენება ურანის და თორიუმის საბადოების მოსაძებნად, ჰიდროლოგიაში — გრუნტისა და მდინარეების წყლების ურთიერთქმედების გამოკვლევებში. რადონის კონცენტარციის დინამიკა მიწისქვეშა წყლებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას მიწისძვრების პროგნოზისათვის[4].

ისტორია[რედაქტირება]

რადიოაქტიურობისა და რადონის აღმოჩენა დაემთხვა რადიაციის ბიოლოგიურ ეფექტზე მომატებულ ყურადღებას და ინტერესს. დადგენილ იქნა, რომ ბევრი მინერალური წყალი მდიდარია "რადიუმის ემანაციით" ' (ასე უწოდებდნენ იმ დროს რადონს). ამ აღმოჩენის შემდეგ ამას მოჰყვა მოდა "რადიაციაზე». კერძოდ კი იმ დროის რეკლამაში წყლების რადიოაქტიურობა ცხადდებოდა მათ სარგებლიანობის და ეფექტიანობის მთავარ მაჩვენებლად..

შენობის ბუნებრივი რადიაციული ფონი[რედაქტირება]

ნაგებობის რადიაციული ფონის ძირითად შემადგენელი უმთვრესად დამოკიდებულია ადამიანის მოღვაწეობაზე. ეს უპირველეს ყოვლისა გამოწვეულია, ისეთი ფაქტორებით, როგორიცაა სამშენებლო მასალების, შენობის კონსტრუქციული გადაწყვეტის შერჩევა, და ვენტილაციის სისტემების გამოყენება[5]. გაზომვები ყოველთვის არ ამტკიცებს მიღებულ დასკვნებს, იმის შესახებ რომ სარდაფებში და დაბალ სართულებზე რადონი დიდი რაოდენობით კონცენტრირდება ვიდრე ზედა სართულებზე.

ბიოლოგიური ზემოქმედება[რედაქტირება]

ადამიანის ორგანიზმში მოხვედრისას, რადონი ხელს უწყობს პროცესებს, რომლებიც ხელს უწყობენ კიბოს დაავადების წარმოქმნას ფილტვებში. რადონის ბირთვის და მისი შვილობილი იზოტოპების დაშლა ფილტვების ქსოვილებში იწვევს მიკროდამწვრობებს, რადგანაც ყველა ენერგია ალფა-ნაწიკაბისა შთაინთქმება პრაქტიკულად დაშლის წერტილშივე. განსაკუთრებულად საშიშია (აძლიერებს დაავადების რისკს) რადონის ზემოქმედების და მოწევის ერთდროული ურთიერთქმედება. ითვლება, რომ რადონი — მოწევის შემდგომ მეორე ფაქტორია, რომელიც იწვევს და აძლიერებს რისკს უპირატესად ბრონხოგენური (ცენტრალური) ტიპის ფილტვების კიბოს დაავადებისა. რადონის დასხივებით გამოწვეული კიბო, მეექვსე ადგილზეა კიბოთი სიკვდილიანობის მიზეზებს შორის[6].

რადონის რადიონუკლიდები განაპირობებენ რადიაციის დოზის ნახევარზე მეტს, რომელსაც საშუალოდ ღებულობს ადამიანის ორგანიზმი ბუნებრივი და ტექნოგენური რადიონეკლიდების სახით გარემოდან.

ეხლა ბევრ ქვეყანაში აწარმოებენ რადონის კონცენტრაციის ეკოლოგიურ მონიტორინგს შენობებში, რადგანაც გეოლოგიური ბზარის რაიონებში მისი კონცენტრაცია შშენობებში შეიძლება ატარებდეს ურაგანულ ხასიათს და მნიშვნელოვნად აღემატებოდეს საშუალო მაჩვენებლებს დანარჩენ რეგიონთან შედარებით.

რადონ-222-ის ზღვრული დასაშვები მიღება სუნთქვის ორგანოებით ტოლია 146 მბკ/წელს[7].

იზოტოპები[რედაქტირება]

Searchtool-80%.png მთავარი სტატია : რადონის იზოტოპები.

რადონს გააჩნია სტაბილური იზოტოპი. ყველაზე მდგრადია 222Rn (T1/2=3,8235 დღეა), შედის ბუნებრივი ურან-238-ის რადიოაქტიურ ოჯახში ურან—რადიუმის ოჯახში და წარმოადგენს უშუალოდ რადიუმ-226-ის დაშლის პროდუქტია. ზოგჯერ სახელწოდება «რადონს» მიაკუთვნებენ ამ იზოტოპს. თორიუმ-232-ის რადიოაქტიურ რიგში შედის 220Rn (T1/2=55,6 წმ), ზოგჯერ მას უწოდებენ ტორონს (Tn). ურან-235-ის ოჯახში შედის 219Rn (T1/2=3,96 წმ), მას უწოდებენ აქტინონს (An). ურან-რადიუმის ოჯახის ერეთერთ განშტოებაში (განშტოების კოეფიციენტი 2×10−7) შედის ასევე ძალიან მცირეხნიან მცხოვრები (T1/2=35 მწ) რადონ-218. ყველა აღნიშნული რადონის იზოტოპი განიცდის ალფა-დაშლას. ამ ოთხი ნუკლიდებით განისაზღვრება ბუნებრივი რადონის იზოტოპები. ცნობილია ასევე კიდევ 30 ხელოვნური რადონის იზოტოპი Rn მასური რიცხვით 195-დან 228-მდე. რადონის ზოგიერთი ნეიტრონოდეფიციტური იზოტოპებს აქვთ ასევე აღგზებული მეტასტაბილური მდგომარეობა; ასეთი მდგომარეობით ცნობილია 13. მასური რიცხვიდან A=212 დაწყებული ალფა-დაშლა ხდება დომინირებადი. რადონის მძიმე იზოტოპები (დაწყებული A=223) იშლებიან უპირატესად ბეტა-მინუს-დაშლით.

ბმულები[რედაქტირება]

Commons-logo.svg
ვიკისაწყობში? არის გვერდი თემაზე:

სქოლიო[რედაქტირება]

  1. რედკოლ.:ზეფიროვი (მთ. რედ.) ქიმიური ენციკლოპედია: 5 ტომად. — მოსკოვი: დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია, 1995. — ტომი: 4. — გვ. 639. — 20 000 ეგზ. — ISBN 5—85270—039—8
  2. James L. Marshall and Virginia R. Marshall (2003). „ERNEST RUTHERFORD, THE «TRUE DISCOVERER» OF RADON“. Bulletin for the History of Chemistry 28 (2): გვ. 76-83. 
  3. Библиотека НЕФТЬ-ГАЗ
  4. Уткин В. И., Юрков А. К. Динамика выделения радона из массива горных пород как краткосрочный предестник землетрясения // Докл. РАН. 1998. Т.358. № 5. С.675-680.
  5. Назиров, Р. А. Снижение естественной радиоактивности цементных бетонов / Р. А. Назиров, Е. В. Пересыпкин, И. В. Тарасов, В. И. Верещагин // Научно-теоретический журнал Известия вузов «Строительство» — Новосибирск: НГАСУ, 2007. С. 45-49.
  6. S. Darby, D. Hill, R. Doll (2001). „Radon: A likely carcinogen at all exposures“. Annals of Oncology 12 (10): გვ. 27. DOI:10.1023/A:1012518223463. 
  7. შეცდომა ციტირებაში არასწორი ტეგი <ref>; სქოლიოსათვის .D0.A5.D0.AD არ არის მითითებული ტექსტი; $2