گاز رادون

مهندس جواد شیرازی، مجتمع کشتی سازی و صنایع فراساحل

 

گاز رادون به عنوان یک رادیو نوکلید مهم تشعشع کننده ذرات آلفا محسوب می‌گردد. رادون از نظر فیزیکی گازی است خنثی که بی‌رنگ و نامریی بوده و به آسانی قابلیت انحلال در آب را دارد. گاز رادون از اورانیوم و رادیوم طبیعی موجود در زمین گسیل می‌شود و از طریق خاک و صخره‌ها آزاد و وارد محیط می‌شود و بطور طبیعی داخل آب‌ نیز یافت می‌شود. این گاز ویژگی‌های اختصاصات فیزیکی مختلفی را بدون جذب پذیری از طریق خاک و یا هر ماده ارگانیکی از خود نشان می‌‌دهد و تقریبا تمام انواع سنگ‌ها و خاک‌ها بواسطه دربرداشتن درصدهایی از کانی‌های پرتوزا تولید کننده گاز رادون می‌باشند و بر اثر آنها دختران رادون در تعادل قرار گرفته و در معرض آشکار شدن وسایل خاص قرار می‌گیرند. عنصر پرتوزای ذکر شده دارای ایزوتوپ‌های مختلف می‌باشد. فراوانترین آنها ایزوتوپ رادون 222 است که دارای نیمه عمری حدود 3/8 روز در خانواده اورانیوم- رادیوم بوده در حالی‌که رادون 220 از خانواده توریوم با نیمه عمری حدود 54 ثانیه بنام تورون تجزیه می‌گردد.

رادون گازی است سنگین که پخش آن در خلال شکستگی‌ها و شکاف‌های كافی به طرف سطح زمین سبب ایجاد ناهنجاری‌هایی می‌گردد که بصورت آنومالی‌های رادون قابل آشکار شدن است. در طبقات غیر قابل نفوذ مواد رسی و مارنی، حرکت گاز رادون بطرف بالا صورت می‌پذیرد كه بستگی به اختصاصات فیزیکی و مکانیکی خاک از قبیل تخلخل و نفوذ ناپذیری و خواص مویینه‌ای آن دارد. اصولا رادون گازی است پرتوزا که از انواع سنگ‌های ماگمایی خروجی و درونی، تولید و ساطع می‌گردد.

بنا بر گزارش سازمان جهانی بهداشت بعد از سیگار این گاز دومین عامل ابتلا به سرطان ریه می‌باشد. % 55 از پرتوگیری طبیعی هر فرد در طول سال ناشی از وجود این گاز رادیواكتیو، % 11 ناشی از پرتوگیری داخلی كه در نتیجه مصرف مواد غذایی و آشامیدنی وارد بدن می‌شوند (مواد غذایی و آشامیدنی نیز بطور طبیعی حاوی مقداری مواد رادیواكتیو می‌باشند)، % 8 ناشی از پرتوگیری كیهانی ، % 6 ناشی از پرتوگیری از زمین و % 18 ناشی از پرتوگیری مصنوعی ‌‌‌‌‌‌‌‍‍‍‍(شامل تصویربرداری با ا شعه x یا استفاده از رادیو داروها در پزشكی هسته‌ای) است كه مجموع پرتوگیری سالانه هر فرد از این منابع طبیعی درحدود 6/3 میلی‌سیورت در سال می‌باشد.

 

گاز رادون تنها محصول شكافت رادیوم است. با توجه به وجود رادیوم در زنجیره شكافت اورانیوم، این گاز در زنجیره واپاشی اورانیوم نیز وجود دارد. گاز رادون یك ماده رادیواكتیو پرتوزا با نیمه عمر 3/8 روز است كه از خود ذره آلفا ساطع می‌كند و به Po-218  (دختر رادون) كه یك ماده رادیواكتیو با نیمه عمر 3 دقیقه است تبدیل می‌شود. این ماده نیز با تابش یك ذره آلفا به Pb-214  (دختر رادون) كه یك ماده پرتوزا با نیمه عمر 8/26 دقیقه است تبدیل می‌شود.

 

U-238→…→Ra-226  α→ Rn-222  α→ Po-218  α→ Pb-214  γ→ Bi-214  γ→ Po-214   α→ Pb-210  γ→ Bi-210 γ → Po-210

 

همانگونه كه در زنجیره واپاشی گاز رادون مشاهده می‌شود تعداد ذرات آلفای گسیل شده در این زنجیره زیاد است و با توجه به اینكه ذره α  یكی از خطرناكترین ذرات حاصل از واپاشی‌ها به حساب می‌آید لذا این گاز به عنوان یکی از گازهای رادیواكتیو خطرناك به حساب می‌آید. به همین علت اندازه‌گیری گاز رادون موجود در طبیعت یكی از مهمترین وظایف سازمان‌های مربوط به این امور و كلیه سازمان‌هایی كه به نوعی با مواد رادیواكتیو و اثرات آنها بروی انسان‌ها به نوعی سروكار دارند٬ می‌باشد.

همانگونه که ذکر شد گاز رادون طبیعی به دو صورت گاز موجود در هوا و رادون موجود در آب وجود  دارد. رادون موجود در هوا از طریق استنشاق وارد بدن انسان شده و چنانچه مقدار آن در محیط بالاتر از حد استاندارد باشد به انسان آسیب می‌رساند از جمله اینكه با قرار گرفتن بروی كیسه‌های هوایی در شش‌ها و ساطع كردن ذرات α موجب ابتلا به سرطان ریه می‌شود. رادون موجود در آب نیز در اثر نفوذ به داخل بدن و جذب در ارگانیسم‌های مختلف بدن می‌تواند عوارض مختلفی را به همراه داشته باشد. در تمام مواردی که از وجود گاز رادون صحبت می‌شود به طبع دختران آن نیز در پی وجود خود گاز رادون مطرح می‌شوند و آثار و نتایج بدست آمده ناشی از کل زنجیره شکافت می‌باشد.

براساس استاندارد ICRP (كمیته بین‌المللی حفاظت در برابر اشعه) حد بحرانی مقدار گاز رادون و دختران آن درهواPci/lit(1100Bq/m3)  30 و حداكثر حد مجاز غلظت آن در هوا بر اساس استاندارد EPA Pci/lit(147Bq/m3)  4  می‌باشد. ریسك خطرسرطان ریه برای محیطی با آلودگی گاز رادن  4 Pci/lit با در نظر گرفتن میانگین طول عمر 74 سال برای افراد غیرسیگاری بین % 1-5/0  وبرای افرادسیگاری بین  % 5 -4 (بر اساس تحقیقات EPA) می‌باشد. البته برای مناطق شهری كه معمولا مناطقی با اكتیویته بالا نیستند مقدار غلظت این گاز در حدود  Pci/lit  1.5-7/0 می‌باشد٬ كه ریسك ابتلا به سرطان با این مقدار برای افراد سیگاری بین  % 20-10 می‌باشد.

نتایج تحقیقات و آمارگیری نشان داده است كه ریسك ابتلا به سرطان ریه ناشی از گاز رادون در مردان حدود 5/1 برابر زنان است. همچنین ریسك ابتلا به این نوع سرطان گذشته از این نتیجه آماری، تابعی از سن افراد، مدت زمان پرتوگیری از این گاز٬ سیگاری بودن یا در معرض دود سیگار بودن٬ جنسیت٬ شرایط فیزیكی بدن افراد٬ استعداد ژنتیكی ابتلا به سرطان و موقعیت جغرافیایی افراد است. با این توصیفات، كه ریسك ابتلا به سرطان ریه ناشی از سیگار كشیدن در حدود 30 – 10 برابر بیشتر از ریسك استنشاق گاز رادون است. به عبارتی چون گاز رادون بطور طبیعی در كل جو وجود دارد، لذا این ریسك برای تمام انسان‌ها وجود دارد و یك امر طبیعی است. اما ریسك ناشی از سیگار فقط برای  افرادی مطرح می‌شود كه سیگاریند و یا در معرض دود سیگارقرار دارند:

 

جدول 1- ریسك ابتلا به سرطان ریه در اثر مواجهه به رادون – 222 در غیر سیگاری‌ها

 

 

سیگاری‌ها

غیر سیگاری‌ها

مردان

4-10 * 3.1

4-10 * 0.59

زنان

4-10 * 2.0

4-10 * 0.4

كل

 

4-10 * 1.6

 

 

بر اساس گزارش EPA  در ایالات متحده هر سال 160000 نفر بر اثر ابتلا به سرطان ریه جان خود را از دست می‌دهند كه  مرگ  19000 نفر ناشی از گاز رادون موجود در هوا می‌باشد و در حدود 160 نفر بر اثر وجود گاز رادون در آب می‌میرند و سایر افراد در اثر استنشاق دود سیگار به این سرطان مبتلا می‌شوند و جان خود را از دست می‌دهند. براساس گزارش EPA خطرریسك ابتلا به سرطان به ازای غلظت‌های مختلف گاز رادون موجود در هوا به شرح زیر است:

 

 

 

 

Pci/lit

 

 

 

 

Wl

 

 

برآورد تعداد مرگ و میر ناشی از سرطان ریه و در نتیجه مواجهه با گاز رادون
(از 1000)

200

100

40

20

10

4

2

21

0.20

1

.50

.20

.10

.050

.020

.010

.0050

.0010

 

440-770

270-630

120-380

60-210

30-120

13-50

7-30

3-13

1-3

 

ریسك ابتلا به سرطان برای افراد سیگاری در مقایسه با افراد غیر سیگاری در غلظت‌های فوق  تقریبا 10 برابر می‌باشد.

با طرح مقدمه فوق، مشخص می‌شود كه اندازه‌گیری مقدار رادون موجود در هوا و رادون موجود در آب بویژه آب‌های آشامیدنی در مباحث بهداشت حرفه‌ای حایز اهمیت است. این امر با استفاده از دستگاه‌های خاصی مانند ALPHA GUARD , WLM-PLUS  و DOSE  MAN صورت می‌گیرد و سپس با استاندارد‌ها مقایسه و ارزیابی می‌گردند.

تمام دستگاه‌های ذکر شده  غلظت رادون (ودختران آن) را مستقیما اندازه‌گیری می‌كنند. اساس كار تمام این دستگاه‌ها مكش هوا بوسیله پمپ و گیراندازی گاز رادون بر روی فیلترهای مخصوص است كه در مسیر عبور هوا قرار دارند. گاز رادون تجمع یافته بر روی این فیلترها توسط حسگرهای مخصوص شمارش می‌شوند.  با دستگاه  DOSE  MANمی‌توان غلظت گاز رادون و دختران رادون را بصورت فردی اندازه‌گیری کرد.

برای اندازه‌گیری رادون موجود درآب از دستگاه آلفا گارد ALPHA GUARD)) استفاده می‌شود. در محاسبه غلظت گاز رادون درآب٬ دما و مقدار رطوبت محیط موثراست كه این پارامترها نیز لازم است در محاسبات در نظر گرفته شود.

از جمله موثرترین فایده کاربرد رادون، مشخص کردن نقش شکستگی‌ها و عوارض تکتونیکی جهت شناخت نهایی مناطق ضعیف و خطرات و ناهنجاریهایی است که تونل و یا سازه خطی را مورد تهدید قرار می‌دهد. زیرا بر اساس نقشه تهیه شده از سیستم لرزه‌ها و جابجایی‌های گسله و ارتباط آن با رخساره‌های مختلف زمین‌شناسی می‌توان اطلاعات مفیدی را بدست آورد. کاربرد دیگر گاز رادون در کشف منابع کارست و محاسبه بیلان در فرماسیون‌های کارستی می‌باشد. اندازه‌گیری رادون در چشمه‌های کارستی می‌تواند مبین تغذیه کارست‌ها و کنترل کننده دبی ورودی و خروجی آنها باشد. اندازه‌گیری مقدار رادون در آب نشان می‌دهد که پاره‌ای از کارست‌ها دارای دو رژیم ئیدرولوژیکی ملایم و آشفته می‌باشد.

 

ترجیحا باید مناطقی را كه میزان گاز رادون كمتری دارند، برای زندگی انتخاب كرد و به ساكنان مناطقی كه پرتوزایی طبیعی بالایی دارند توصیه كرد در احداث ساختمان‌ها حتی‌الامكان از مصالحی استفاده كنند كه میزان رادون كمتری تولید می‌كنند. راهکارهای کاهش غلظت گاز رادون  در صنعت  معدنی فرآوری  اورانیوم بطریق  مهندسی مانند طراحی و نصب سیستم‌های تهویه می‌باشد. ایجاد جریان هوا داخل اتاق به کمک نصب سیستم تهویه مکشی در کاهش غلظت گاز رادون و دختران آن بسیار موثر ومفید می‌باشد. استفاده از ماسک‌های با فیلترهای جاذب گاز که دارای کربن فعال می‌باشند در محیط های معدنی و صنعتی توصیه می‌شود.

 

منابع:

 

1) Citizen’s Guide to Radon, US EPA,1992

2)Safety Series,no.90,IAEA

خبرنامه

اطلاعات تماسی

تلفن : ۰۲۱۲۲۹۲۴۹۸۷

ایمیل :‌ info [@] safetymmesage [dot] com

درباره پیام ایمنی

فعاليت سايت پیام ایمنی از سال 1382 همزمان با انتشار نشریه پیام ایمنی آغاز گرديد. هدف ما از طراحی اين سايت، ايجاد مرجعی کامل و كارآمد از موضوعات ایمنی، بهداشت، محیط‏ زیست و آتش‏ نشانی، به منظور رفع نياز محققين و علاقمندان در كشور است.


طراحی سایت و طراحی گرافیک توسط استودیو طراحی حاشیه