Tények

Természetben három izotópja létezik: a ²³⁸U bomlássorába tartozó ²²²Rn, a ²³²Th bomlássorába tartozó ²²⁰Rn és a ²³⁵U bomlássorába tartozó ²¹⁹Rn. A három izotóp közül a ²²²Rn a legfontosabb, mert ez a leghosszabb felezési idejű Rn-izotóp (3,82 nap), ezért ennek van a legnagyobb esélye feldúsulni a lakóházakban, belterekben. Bár a talajban közel a ²²²Rn azonos ²²⁰Rn- (toron) aktivitás alakulhat ki, ez az izotóp kevésbé tud feldúsulni a házak belterének levegőjében, mert a rövid felezési ideje miatt (56 s) rövid utat tud mozogni elbomlása előtt. A harmadik izotópjának a ²¹⁹Rn (aktinon) jelenléte a légtérben elhanyagolható, mert az anyaelemének, a ²³⁵U aktivitása 21-szer kisebb, mint a ²³⁸U-é, és mert az aktinon felezési ideje nagyon rövid (4 s).

Ennek következtében a tüdőbe került atomok általában hamarabb bomlanak ²¹⁰Pb-má, mint kikerülnének a tüdő tisztulási mechanizmusa révén (Nazaroff és Nero, 1988).

A tüdőt ért sugárdózis legnagyobb része a rövid felezési idejű leányelemek bomlásából származik, amely megnöveli a tüdőrák kialakulásának kockázatát. A polónium izotópok bomlása során kialakuló alfa-sugárzás meghatározó dózist eredményezhet. Elsősorban azért, mert az alfa részecskék a viszonylag vékony szövetben leadják az energiájukat, így az érzékeny tüdő sejtfalán nyelődik el az alfa energia, sűrű nyomokat hagyva maga után. Az alfa sugárzás rövid távon adja le energiáját, miáltal károsíthatja a sejtmagban kromoszómákban tárolt DNS-t, ezáltal, amennyiben a kettős hélix szerkezetet hibásan javítja a szervezet, mutációt illetve hibás fehérjeszintézist eredményezve, vagy a sejthártya membránrendszerét károsítja, ezáltal utat nyitva mutagén vagy kevésbé drasztikus hatású vírusok előtt (Köteles, 1998). Mindazonáltal arra is találunk példát, hogy egyes kutatók negatív korrelációt is kimutattak kis-közepes ²²²Rn-aktivitás intervallumban a beltéri radon koncentráció és a tüdőrák kialakulása között (Tóth et al., 1998).

A radon a földkéregben nyomelemként előforduló rádiumból keletkezik. A lakóterekbe bejutó, beltéri koncentráció legnagyobb mértékben a talajban levő rádiumból keletkezett radonnak a bejutási lehetőségétől függ. Közvetlenül a talajból vagy a kőzetekből, a lakótérbe vezetett talajvízből, vagy a házak építőanyagából ered, amelyek több-kevesebb természetes anyagot tartalmaznak. A körülményektől függ a fő beáramlási útvonal, de általában a legelső – a közvetlen beáramlás a talajból – a felelős a lakóházakban mért nagy beltéri radon koncentrációkért (Nazaroff és Nero, 1988). Egyes vizsgálatok szerint a ²³⁸U már 2 ppm-es egyensúlyi koncentrációja is okozhat pozitív radon anomáliát (Peake és Schumann, 1991). Figyelembe véve az urán földkéregre vonatkozó klark-értékét, amely 2,8 ppm (Taylor és McLean, 1995), “problémás” terület szinte bárhol előfordulhat (Nagy-Balogh et al., 2006) Azok a területek, ahol az urántartalmú kőzetek, ásványok a felszínen vannak, vagy e kőzetek mállásából származó talaj borítja a felszínt, radon szempontjából kockázatos területeknek minősülnek (Henry et al., 1991).

A talajok fizikai jellemzői a legfontosabb tényezők a radon koncentráció kialakulásában. A beltéri Rn-dúsulás szempontjából a talajok egyik legfontosabb jellemzője a permeabilitás, amely meghatározza, hogy mennyire képes a levegő a talajon áthaladni. A talaj-permeabilitás igen széles skálán mozog, átlagos talajok esetében 10 nagyságrendet is változhat. Mértéke meghatározza a Rn mozgékonyságát.

Vizsgálatok alapján a nagyobb permeabilitású talajok esetében a konvektív áramlás a meghatározó a Rn-szállítás szempontjából (Nazaroff és Nero, 1988). Általában a durvaszemcsés talajoknak nagyobb a permeabilitása, mivel a pórusai nagyobbak és a súrlódási ellenállás a fluidumok és a szemcsék felszíne között is kevésbé meghatározó, mint a finomszemcsés talajok esetében (Bear és Jacob, 1972). A talajok agyagtartalma jelentősen befolyásolja a permeabilitást. Ez még szembetűnőbb a duzzadó agyagok esetében. Ezen agyagok kiszáradásakor száradási repedések keletkeznek, amelyek megnövelik a permeabilitást, míg nedvesség hatására megduzzadnak, ezáltal elzárják a fluidumok útját (Schumann et al., 1991). Az advektív transzport (Fick-törvény) és a konvektív hőáramlás (Darcy-törvény) – a két lehetséges szállító mechanizmus – közül a környezet tulajdoságaitól függ, hogy radonszállítást melyik befolyásolja a talajrendszerekben (Font és Baixeras, 2002). A törvény leírja, hogy a talajgáz lokális átlagsűrűsége arányos a lokális nyomásgradienssel és a talaj permeabilitásával. A talaj nedvességtartalma igen jelentős tényező a radon emanáció és vándorlás szempontjából. A jól áteresztő talajoknál a kisebb pórusok szabad térfogata vizet tartalmaz, a nagyobb pórusoké levegőt. A kapilláris víz növeli a radon emanációt, mert elnyeli az újonnan keletkező atomok visszalökődési energiáját és benntartja a radon atomot a pórustérben.

Azonban a kapilláris víz nem növeli jelentősen a talajok ellenállását a légáramlással szemben, miután abban a nagyobb pórusok játsszák a fő szerepet (Stranden et al., 1984).

A fajlagos radon, illetve toron exhaláció az adott talajra, illetve építőanyagra jellemző mennyiség amely megadja, hogy adott tömegű mintából hány darab radon vagy toron atom lép ki időegységenként. A fajlagos exhaláció mértékegysége: Bq / kg = db / s / kg. Meghatározása azért fontos, mert jól leírja a különböző anyagok radonkibocsátó képességét, amelyet a minta tömegén, az U és Th tartalmon kívül a porozitás, a permeabilitás, a nedvességtartalom (Breitner, 2002) és az aktív felület is befolyásol. Az emanáció ezzel szemben egy hányados, ami azt mutatja meg, mekkora mennyiségű radon hagyja el a szemcséket és migrál a pórustérbe.