氡气
氡气(Ladongas),是唯一的放射性惰性气体。它是由原子序数为86的化学元素氡形成的单原子气体。化学式为Rn,分子量为222。氡气无色、无味、密度9.73g/L、熔点-71℃,当它达到这个温度时,就会变成橙色固体,沸点-61.8℃。它溶于水和许多液体,也溶于血液和脂肪。氡气很容易吸附在粘土上、活性炭、硅胶和其他物体化学性质不活泼。在医学上,用于癌症的放射治疗,杀死癌细胞,治疗肿瘤。氡水还有特殊的保健作用、具有理疗作用的天然热矿泉水资源。氡气可以用来缓解宇航员的疲劳,帮助特殊人群摆脱毒品。但如果气体被吸入人体,其衰变产生的α粒子会在人体呼吸系统对人体造成辐射损伤,从而导致肺癌等一系列疾病。
氡气是镭衰变产生的,是自然界唯一的天然放射性惰性气体。氡分布广泛,空气中含有氡气。而大气中氡的浓度很低,已经达到无毒无害的水平。矿井、洞穴等密闭场所氡含量普遍较高,因为长期密闭环境会造成氡气滞留。如果氡浓度超过4pCi/L(每升一万亿分之一氡单位),这个区域大约需要9-12个月的检测,观察氡的浓度是否继续过高;如果内容超过100pCi/l,这个地区的人需要转移。有些地方的水中也含有氡,这些地方多用于热矿泉理疗。理疗热矿泉水中氡含量超过110Bq/L时被称为氡水。氡水多分布在花岗岩等酸性岩石区。例如,世界上的氡温泉包括德国的Obenschlema矿泉、日本丰富的矿泉和中国广东从化的温泉。花岗岩中含有能衰变产生氡气的铀,所以花岗岩建材也会辐射氡气。
理化性质 编辑本段
氡的最外层电子构型是8电子稳定结构,使得氡气一般难以失去电子和获得电子,从而形成化学键。氡以单个原子的形式存在,原子之间只有微弱的范德华力。
物理性质:氡是一种稀有气体,无色无味。氡气由单原子分子组成,由于分子间作用力小,其熔点和临界温度都很低。在标准条件下,氡的密度为9.73g/L,熔点是-71℃,沸点是-61.8℃。它会在温度为-在71℃时,它变成橙色固体,在-61.8℃时变为液体。氡可以溶解在水和许多其他液体中,也可以溶解在血液和脂肪中。与其他稀有气体相比,氡气易溶于水,溶于水后能分解水。氡气易被活性炭、硅胶、粘土吸附,如加热可脱离吸附。
化学性质:氡气在化学性质上非常不活泼。已经制成的化合物是氟化氡。氟化氡用于辐射监测和空气净化。氡还能与水、苯酚形成相应的络合物。
检测方法 编辑本段
地下测氡法主要是指用测量仪器测量单位体积土壤中氡的含量。测量系统可以抽出部分大气(或者水中气、壤中气),所谓抓样来确定;也可以使用被动法——,等待氡气扩散到探测器,积累一段时间后再使用探测器进行分析。前者称为累积测量,后者称为瞬时测量。累积测量主要采用取样片,埋在土壤的深坑中,使土壤中的氡长期沉积在取样片上。常见的氡α卡测量是一种累积测氡技术。它是通过将某种材料制成的卡片埋在土壤中,通过其吸附作用,使氡分子聚集在卡片上。等待一段时间后,取出卡片,用α辐射仪测量卡片上的α辐射,从而进行氡测量。静电阿尔法卡测量是由具有静电特性的材料制成的阿尔法卡。其灵敏度高于普通阿尔法卡,可在野外潮湿环境下使用,应用范围比普通阿尔法卡更广。瞬时测氡仪法主要是利用测量仪器对土壤进行采样,然后换算出土壤中的氡浓度。瞬时测量的优点是方便、快捷。进行土壤氡调查时,调查范围应与岩土工程调查大致相同。在该范围内,以10米的距离作为参考距离布置测试点。应至少有16个测试点。在每个测试点,根据测量目的,选择合适的方法钻孔取气。取气时,要避免大气渗入孔内,保证取得的气体来自地下。通过测试样品来测试氡浓度。
应用领域 编辑本段
医疗、保健:氡具有放射性,在医学上可用于治疗肿瘤。其作用类似于镭,利用其放射性杀死癌细胞。氡也用于解毒和帮助宇航员消除疲劳。
地热勘探领域:氡气可以用来勘探地热能。氡气溶于水,随着地下水的运动,在地表形成氡气高的异常区。勘探人员根据氡气的测量来确定地热能。氡气测量方法简单,但由于其具有很大的不确定性,常被用作地热勘探的辅助手段。
地质测量:氡气广泛存在于地球和大气中它是铀系放射性衰变产生的中间产物。通过对相关地层中氡含量的测量和分析,可以弄清地质条件。通过测量和探测各土层中氡的分布,可以确定隐伏断层的位置。此外,氡还可用于地震预测、滑坡预报、火山活动识别、地下工程渗透性鉴定等工作领域。
铀矿勘查:土壤氡测量在铀矿勘查中应用广泛。氡测量方法对埋深来说是浅的、矿体顶板隔水层不发育的砂岩型铀矿具有良好的勘探效果。依托氡气测量,可以在二维趋势面分析的基础上建立带地形的三维趋势面模型,在覆盖层厚地形复杂的地方有效开展铀矿勘查。
地质找矿:氡气可以从地表深处向地表迁移,在上升过程中一些元素会随着氡气流动被带到土壤表层。通过分析土壤表层元素的测定值,可以知道这种金属元素的富集程度。利用地质体中天然放射性核素衰变释放的不同射线,可以确定金属矿的具体位置。
找水打井:氡气作为一种惰性气体,易溶于水,当环境温度低于零摄氏度时,会与水结合形成结晶水合物。在干旱地区,可以通过测量分析氡气来确定地下水富集的位置,进而确定抽水的位置。
安全事宜 编辑本段
人体危害
易引发癌症:如果氡气被大量吸入人体,氡分子及其子体会沉积在呼吸道上。氡衰变产生的粒子因其高放射性辐射,会对支气管和肺上皮细胞及DNA造成损伤,从而导致肺癌、髓性白血病、皮肤癌和其他疾病。吸入的氡越多,对身体的危害越大,患肺癌的概率也越高。相关研究表明,氡是吸烟者肺癌的第二大致癌物;在不吸烟的人群中,氡是最大的致癌物质。联合国世界卫生组织的研究报告显示,全球3%15%的肺癌是由氡引起的。氡已被世界卫生组织宣布为19种主要环境致癌物之一。国际癌症研究机构将氡列为致癌因素。
损害血细胞:氡进入人体后,可溶于人体脂肪和血液中,与人体内的神经系统结合时,会使人体失去痛觉。如果人体长期暴露在高浓度的氡中,人体内的血细胞会受到损伤,进而患上一系列疾病,如中性粒细胞减少症、外周血红细胞增多症、淋巴细胞增多、血压下降、血管扩张、可见血凝增加和高血糖症状。
预防急救
在日常生活中,我们可以用不同的方法来减少氡气进入室内,以防止氡气的危害。对于室内居民来说,可以通过密封墙壁和地板来防止氡进入。地板下的通风也可以降低氡的浓度;增加室内自然通风也能有效降低室内氡浓度。氡中毒后,应立即将病人转移出中毒地点,放入新鲜空气,打开门窗,尽快通风。同时,病人 s按钮、解开腰带,给病人输氧。如果遇到呼吸骤停,应立即进行心脏复苏,并及时拨打急救电话。
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