Тихий убийца
Радон (Rn222) – это радиоактивный газ, который не имеет запаха, цвета и вкуса. Радон образуется в процессе природного радиоактивного распада уран-радиевого ряда, который присутствует практически во всех горных породах и почвах. Радон может также присутствовать в воде.
Высвобождаясь из грунта в воздух, радон распадается с образованием радиоактивных частиц. Наибольшую опасность представляет внутреннее облучение от радона, когда он попадает в организм при вдыхании в помещениях с высокой концентрацией. Распад ядер радона в легочной ткани вызывает микроожоги, а повышенная концентрация газа в воздухе может привести к раку. Также альфа-частицы вызывают повреждения в хромосомах клеток костного мозга человека, что увеличивает вероятность развития лейкозов. При этом основной вклад в облучение легких вносит не сам радон, а его продукты распада.
Мировым сообществом признано, что наибольшую дозу облучения население Земли получает именно от природных радиоактивных источников, которые вносит радон и продукты его распада в окружающую среду, в жилые, учебные и производственные помещения, наиболее высокие уровни концентрации наблюдаются в шахтах, пещерах и водоочистных сооружениях.
Большинство людей подвергаются наиболее сильному воздействию радона в жилых домах, где они проводят много времени. Однако рабочие места внутри зданий могут также являться источником неблагоприятного воздействия. Концентрация радона внутри зданий зависит от следующих факторов:
– геологическое строение территории, включая распределение содержания естественных радиоактивных элементов в породах, почвах и подземных водах, наличие тектонических разломов, проницаемость подстилающих пород и грунтов;
- пути поступления радона в здание из грунта;
- выделение радона из строительных материалов;
- частота смены воздушных масс в помещении за счет поступления атмосферного воздуха, которая зависит от конструкции здания, привычек людей в отношении проветривания занимаемых ими помещений и герметичности здания.
В различных районах влияние каждого фактора имеет свои особенности, которые зависят от геологического строения, включая распределение содержания естественных радиоактивных элементов в породах, почвах и подземных водах, наличия тектонических разломов и других причин.
Радон поступает в здания через щели в полах или на стыках полов и стен, неуплотненные технологические отверстия вокруг труб или кабелей, небольшие поры в стенах, возведенных из пустотелых бетонных блоков, полости в стенах, а также через внутренние водостоки и дренажные системы. Концентрация радона обычно выше в подвалах, цокольных помещениях и жилых помещениях, соприкасающихся с грунтом. Однако значительная концентрация радона в здании может наблюдаться и выше уровня земли.
Проблемой радона в России занимаются не так активно, как на западе по ряду причин. Отчасти это вызвано тем, что в отличие от США и Европы, у нас не так развито частное домовладение, где используются индивидуальные скважины. Для жителей городских квартир проблема радона в воде не так актуальна. С другой стороны, о проблеме у нас в стране вообще мало кто знает, поэтому запроса общества на ее решение со стороны властей нет. В США измерение уровня радона стало стандартом при сделках купли-продажи домов, а Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) рекомендует каждые пять лет измерять уровень радона в домах и питьевой воде, указывая в качестве предельной величины содержания радона в воде 11 Бк/л. В российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/л.
Поскольку радон хорошо растворим в воде, он содержится почти во всех природных водах. В подземных источниках его содержание гораздо больше, чем в поверхностных. Радон легко выделяется из воды при ее использовании в хозяйстве, например, при кипячении или приеме душа, тем самым увеличивая содержание радона внутри помещений. Исследования показывают, что концентрации радона в воздухе на кухнях и в ванных комнатах могут в 40 раз превышать концентрации радона в жилых комнатах. При этом вдыхание газообразного радона, выделяющегося из воды, гораздо опаснее, чем потребление такой воды для питья.
Процесс выделения радона в рудничную атмосферу можно разделить на три этапа.
На первом этапе происходит эманирование радона, т.е. выделение его из кристаллической структуры минералов в свободное состояние в поры горных пород.
На втором этапе радон диффундирует в порах микротрещинах отдельностей рудного массива. За время диффузии часть радона распадается, поэтому в макротрещины между отдельностями попадает не весь свободный радон.
На третьем, заключительном этапе процесса происходит фильтрационно-диффузное распространение радона по макротрещинам рудного и породного массивов.
Анализ результатов исследования радиационной обстановки на подземных горных предприятиях неурановой отрасли показал, что уровни облучения работников за счет природных источников излучения практически везде достигают значений, допустимых для персонала, а в ряде случаев и превышают их. Ведущим радиационным фактором на неурановых шахтах являются дочерние продукты изотопов радона.
На урановых подземных горных выработках для борьбы с радоном используется активная вентиляция очистных забоев. Также используется слоевая система разработки с нисходящей выемкой и твердеющей закладкой.
Поэтому одним из реальных путей решения данного вопроса является изыскание аэродинамических методов снижения дебита радона в зоне проведения очистных работ.
Рисунок 1 - Районы России по потенциальной радоноопасности
(розовым цветом обозначены районы потенциальной радоноопасности)
Процесс выделения радона в рудничную атмосферу можно разделить на три этапа.
На первом этапе происходит эманирование радона, т.е. выделение его из кристаллической структуры минералов в свободное состояние в поры горных пород.
На втором этапе радон диффундирует в порах микротрещинах отдельностей рудного массива. За время диффузии часть радона распадается, поэтому в макротрещины между отдельностями попадает не весь свободный радон.
На третьем, заключительном этапе процесса происходит фильтрационно-диффузное распространение радона по макротрещинам рудного и породного массивов.
Анализ результатов исследования радиационной обстановки на подземных горных предприятиях неурановой отрасли показал, что уровни облучения работников за счет природных источников излучения практически везде достигают значений, допустимых для персонала, а в ряде случаев и превышают их. Ведущим радиационным фактором на неурановых шахтах являются дочерние продукты изотопов радона.
На урановых подземных горных выработках для борьбы с радоном используется активная вентиляция очистных забоев. Также используется слоевая система разработки с нисходящей выемкой и твердеющей закладкой.
Поэтому одним из реальных путей решения данного вопроса является изыскание аэродинамических методов снижения дебита радона в зоне проведения очистных работ.
Рисунок 2 - Схема вертикальной миграции радона от залежи урана к горной выработке