氣（radon gas），是唯一一種具有放射性的惰性氣體。它是由原子序數(shù)為86的化學(xué)元素氡形成的單原子氣體。化學(xué)式是Rn，分子量為222。
氡氣無色、無味、密度9.73g/L、熔點(diǎn)-71℃，在達(dá)到該溫度時(shí)會(huì)變成橙黃色固體，沸點(diǎn)-61.8℃。它能溶解于水和許多液體，并且能溶于血液和脂肪。氡氣易吸附于黏土、活性炭、矽膠等物體，化學(xué)性質(zhì)不活潑。
在醫(yī)療上，它被用于癌癥的放射性治療，用來殺死癌細(xì)胞，治療腫瘤。氡水還是具有特殊保健、理療功效的天然熱礦水資源。氡氣可被用來緩解宇航員的疲勞和幫助特殊人群戒毒。但是如果該氣體被吸入人體，其發(fā)生衰變產(chǎn)生的阿爾法粒子會(huì)在人的呼吸系統(tǒng)里對(duì)人體造成輻射損害，進(jìn)而引發(fā)肺癌等一系列疾病。
環(huán)境中的氡
氡氣是由鐳衰變產(chǎn)生的，是自然界唯一的天然放射性惰性氣體。氡的分布很廣泛，空氣中就含有氡氣。但是大氣中氡的濃度很低，已到達(dá)一種無毒無害的水平。礦井、洞穴等密閉場(chǎng)所一般含氡量較高，因?yàn)殚L(zhǎng)期的密閉環(huán)境會(huì)致使氡氣滯留。如果氡氣濃度超過4pCi/L(每公升萬億分之一單位的氡氣)，該區(qū)域就需要進(jìn)行大約9-12個(gè)月的檢測(cè)，來觀察氡氣的濃度是否持續(xù)過高；如果含量超過100pCi/L，需要將該地的人們轉(zhuǎn)移。
有些地方的水中也含有氡，這些地方多被利用起來作熱礦泉理療使用。理療熱礦水中氡含量大于110Bq/L時(shí)被稱為氡水。氡水多分布在花崗巖類等酸性巖地區(qū)。世界上的氡氣溫泉有例如德國(guó)的俄本斯契勒瑪?shù)V泉、日本的增富礦泉和中國(guó)廣東從化溫泉等。花崗巖中含有能衰變產(chǎn)生氡氣的，因此花崗巖類建材也會(huì)輻射氡氣。
大氣中的氡和其他氣體一樣，隨高度和氣象條件變化而變化，夏季的濃度低，冬季濃度高。地球表面的平均濃度2.9；陸地表面平均濃度是9.8，在1~15變化；海洋表面的平均濃度是0.03，不超過1。中國(guó)大陸地區(qū)平均為13，氡氣濃度最高的地方為廣東陽江，平均為16.4。
理化性質(zhì)
氡最外層的電子構(gòu)型為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這種電子排布會(huì)形成穩(wěn)定的低能量狀態(tài)，外層電子因此緊緊束縛在原子中，使得氡氣在一般情況下不易失去電子也不易得到電子從而形成化學(xué)鍵。氡的第一電離能為1037 kJ/mol。氡氣以單原子狀態(tài)存在，原子間只存在微弱的范德華力。
物理性質(zhì)
氡氣無色、無臭、無味。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，氡是一種單原子氣體，密度為9.73 kg/m3，約為海平面地球大氣密度（1.217 kg/m3）的8倍。它是密度最高的稀有氣體，同時(shí)也是室溫下密度最高的氣體之一。其熔點(diǎn)是-71℃，沸點(diǎn)是-61.8℃。它會(huì)在溫度為-71℃時(shí)變?yōu)槌赛S色固體，在-61.8℃時(shí)變?yōu)橐后w。氡氣能溶解于水和其他許多液體，還能溶解于血液和脂肪。相較于其他稀有氣體來說，氡氣易溶于水，且溶于水后能使水分解。氡氣易被活性炭、硅膠、黏土等吸附，加熱后能夠脫離吸附。
化學(xué)性質(zhì)
氡氣化學(xué)性質(zhì)極不活潑。由于價(jià)格高、放射性強(qiáng)，所以科學(xué)家不常進(jìn)行氡的化學(xué)研究。已知的氡化合物很少，都屬于氟化物或氧化物。已制成的化合物有氟化氡。氡可以被氟等強(qiáng)氧化劑氧化，形成揮發(fā)性低的二氟化氡。氡的氟化物應(yīng)用在輻射監(jiān)測(cè)和大氣凈化方面。
氡的氟化物制備方程式：以及同時(shí)生成少量的:
檢測(cè)方法
地下氡氣測(cè)量法主要指使用測(cè)量?jī)x器測(cè)定單位體積土壤中氡氣的含量。測(cè)量系統(tǒng)可以用泵抽取部分大氣（或者水中氣、壤中氣），即所謂抓樣來測(cè)定；也可以采用被動(dòng)的方式——等待氡氣自己擴(kuò)散到探測(cè)器上并累計(jì)一段時(shí)間后用探測(cè)器去分析。前者稱作累積測(cè)量，而后者稱作瞬時(shí)測(cè)量。
累積測(cè)量主要利用采樣片，將其埋在土壤深坑里，使土壤中的氡經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間沉積在采樣片上。常見的氡氣α卡測(cè)量是一種累積測(cè)氡技術(shù)。它是通過把某種材質(zhì)的卡片，埋在土壤中，通過其吸附作用，使卡片上聚集氡氣分子。等一段時(shí)間后，取出卡片，通過α輻射儀測(cè)量卡片上的α輻射，由此進(jìn)行氡氣測(cè)量。靜電α卡測(cè)量是自身帶有靜電性質(zhì)的材料制成的α卡。它的靈敏度比普通α卡片高，并且能在野外潮濕的環(huán)境下使用，它的使用范圍比普通α更廣。瞬時(shí)氡氣測(cè)量方法主要利用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行土壤采樣，進(jìn)而換算出土壤中氡氣的濃度值。瞬時(shí)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷。
進(jìn)行土壤氡測(cè)量時(shí)，測(cè)量范圍應(yīng)與巖土工程勘察范圍大致相同。在范圍內(nèi)，以間距十米為參考距離，布置測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)不得少于16個(gè)。在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量目的選取合適的方法進(jìn)行鉆孔取氣。在取氣時(shí)，應(yīng)避免大氣滲入孔中，確保所取得氣體均來自地下。通過對(duì)樣品的檢測(cè)來測(cè)驗(yàn)其氡氣濃度。
應(yīng)用領(lǐng)域
醫(yī)療、保健
氡氣具有放射性，在醫(yī)學(xué)里可被用來治療腫瘤。它的作用類似于鐳，利用其放射性殺死癌細(xì)胞。氡還被用于戒毒和幫助宇航員消除疲勞。
地?zé)峥碧筋I(lǐng)域
氡氣可被用來勘探地?zé)崮茉础ｋ睔馊苡谒S地下水的運(yùn)動(dòng)會(huì)在地表形成氡氣高異常區(qū)。勘探人員根據(jù)對(duì)氡氣的測(cè)量，來確定地?zé)崮茉础ｋ睔鉁y(cè)量方法簡(jiǎn)單，但是由于其具有較大的不確定性，常被用作地?zé)峥碧降妮o助手段。
地質(zhì)測(cè)量
氡氣廣泛存在于地殼中，它是鈾系放射性衰變產(chǎn)生的中間產(chǎn)物。通過對(duì)相關(guān)地層中氡氣含量的測(cè)量與分析，可以明確地質(zhì)條件。通過對(duì)各土壤層中氡氣分布的測(cè)量探究，可以識(shí)別隱伏斷裂位置。此外，氡氣還可被用于地震報(bào)報(bào)、滑坡預(yù)報(bào)、火山活動(dòng)識(shí)別、地下工程滲透性識(shí)別等工作領(lǐng)域。
鈾礦勘查
土壤氡氣測(cè)量被廣泛應(yīng)用于勘察鈾礦。氡氣測(cè)量法對(duì)于埋藏深度較淺、礦體頂板隔水層不發(fā)育的砂巖型鈾礦有較好的勘察效果。依靠氡氣測(cè)量，可以在二維平面趨勢(shì)面分析的基礎(chǔ)上建立帶地形的三維趨勢(shì)面模型，有效地在覆蓋層較厚的地方和復(fù)雜地形中進(jìn)行鈾礦勘探工作。
地質(zhì)找礦
氡氣可以從地表深處遷移上升到地表，在上升過程中，一些元素會(huì)隨氡氣氣流被帶到土壤表層中。通過對(duì)土壤表層中元素測(cè)量值的分析，能知道該金屬元素的富集程度。利用地質(zhì)體中天然放射性核素衰變釋放出的不同射線，能夠明確金屬礦的具體位置。
找水打井
氡氣作為一種惰性氣體，易溶于水，在環(huán)境溫度低于零攝氏度時(shí)會(huì)和水結(jié)合形成結(jié)晶水合物。由于氡會(huì)迅速流失到大氣之中并且衰變，所以可在水文學(xué)中用于研究地下水和溪水之間的相互作用。溪中若含有較高濃度的氡，就意味著附近有地下水的注入；在干旱地區(qū)，通過對(duì)氡氣的測(cè)量分析可以確定地下水富集的地方，進(jìn)而確定打水位置。
安全事宜
對(duì)人體的危害
易引發(fā)癌癥
如果氡氣被大量吸入人體，氡分子及其子體會(huì)沉積在呼吸道上。氡氣發(fā)生衰變產(chǎn)生的粒子，會(huì)因其高放射性輻射對(duì)支氣管和肺上皮細(xì)胞造成損害，損害DNA，從而引發(fā)肺癌、髓性白血病、皮膚癌等多種病癥。氡子體在肺部產(chǎn)生的劑量分布也是不均勻的，氣管、支氣管上皮細(xì)胞層的劑量大大高于肺區(qū)或全肺的平均劑量。吸入氡氣越多，對(duì)身體的危害越大，患肺癌的幾率越高。相關(guān)研究表明，在吸煙者中，氡氣是造成他們患肺癌的第二大致癌因子；而在非吸煙人體中，氡氣是第一大致癌因子。聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織的研究報(bào)告曾顯示全球3%-15%的肺癌是由氡氣引發(fā)的。氡是世界衛(wèi)生組織（WHO）公布的19種主要致癌物質(zhì)之一，是僅次于香煙引起人類肺癌的第二大元兇。國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為氡及其子體是人類的致癌因子，無閾值。
損害血細(xì)胞
氡進(jìn)入人體后，對(duì)人體脂肪有很高的親和力，還能溶于血液，在人體內(nèi)與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合后會(huì)使人體的痛覺喪失。如果人體長(zhǎng)期暴露在高濃度氡氣環(huán)境中，人機(jī)體內(nèi)的血細(xì)胞就會(huì)受到損害，進(jìn)而患上一系列疾病，如中性白細(xì)胞減少、外周血液紅細(xì)胞增多、淋巴細(xì)胞增多、血壓下降、血管擴(kuò)張、可見血凝增加和高血糖癥狀等。
預(yù)防與急救
日常生活中，可以利用不同的方法減少氡氣進(jìn)入室內(nèi)來預(yù)防氡氣危害。對(duì)室內(nèi)住戶來說，可以通過密封墻體和地板阻止氡氣進(jìn)入。在地板下進(jìn)行通風(fēng)同樣可以降低氡氣的濃度；增加室內(nèi)自然通風(fēng)也可以有效降低室內(nèi)氡氣濃度。
氡氣中毒后，應(yīng)立即將患者從中毒現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移，置于新鮮空氣中，打開門窗，盡快通風(fēng)換氣。同時(shí)將患者的衣扣、腰帶解開，給患者吸氧。如果遇到呼吸停止者，應(yīng)立即進(jìn)行心臟復(fù)蘇，并及時(shí)撥打急救電話。
法律法規(guī)
氡氣可能會(huì)在室內(nèi)聚集，危害人體健康。氡氣主要是土壤中和巖石中鈾衰變后產(chǎn)生的蛻化物。現(xiàn)代住房建筑材料中可能含有過量的氡，房屋地基中也會(huì)釋放氡。住房與外界隔絕，極易造成氡氣富集，從而危害人體健康。水電站地下廠房、地下礦石開發(fā)等地下場(chǎng)所由于空間狹小，通風(fēng)條件差，這些工作場(chǎng)所的氡氣含量容易聚集達(dá)到高濃度，從而嚴(yán)重?fù)p害人的身體健康。
世界上有幾十個(gè)國(guó)家和國(guó)際組織制定和頒布了住宅氡濃度標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2010）規(guī)定，當(dāng)土壤中氡氣濃度達(dá)到20-30時(shí)，應(yīng)采取底層地面抗開裂措施；當(dāng)土壤中氡氣濃度達(dá)到30-50時(shí)，應(yīng)采取底層地面抗開裂和一級(jí)防水處理；土壤中氡氣濃度高于50時(shí)，應(yīng)采取建筑物綜合防氡氣措施。
1993年9月，國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）發(fā)表了第65號(hào)報(bào)告，對(duì)室內(nèi)氡濃度行動(dòng)水平提出了新的建議：年平均實(shí)測(cè)氡濃度為200-600。具體數(shù)值由有關(guān)國(guó)家根據(jù)自己的實(shí)際情況在此范圍內(nèi)選定決定。
1997年由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)等六個(gè)國(guó)際組織倡議，發(fā)表了“國(guó)際電離輻射防護(hù)和輻射源安全的基本安全標(biāo)椎”。規(guī)定在大數(shù)情況下，有關(guān)涉及居室內(nèi)氡的慢性照射的優(yōu)化行動(dòng)水平應(yīng)在空氣中222Rn年平均濃度為200~600的范圍內(nèi)。
英國(guó)于1990年將室內(nèi)氡氣的含量限定在200。1989年加拿大規(guī)定室內(nèi)氡氣濃度應(yīng)限定到800，到2006年修訂為150。1986年美國(guó)將室內(nèi)氡氣濃度限定到了150。
參考資料 >
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