Radon i jego źródła
Występujące w skorupie ziemskiej naturalne pierwiastki promieniotwórcze ulegają rozpadom, w wyniku których uwalniany jest m.in. rad, z okresem półrozpadu ok. 1600 lat, będący produktem rozpadu każdego z trzech naturalnie występujących szeregów promieniotwórczych. Rad ulega rozpadowi alfa, powodując powstanie radonu.
Czym jest radon?
Radon jest jedynym promieniotwórczym gazem szlachetnym występującym w środowisku. Łatwo przedostaje się z głębi ziemi na powierzchnię, gdzie miesza się z powietrzem atmosferycznym. Jest bezwonny, niepalny, łatwo rozpuszczalny w wodzie i ciężki. Jest około 8 razy cięższy niż gazy atmosferyczne. W temperaturze zbliżonej do pokojowej pozostaje bezbarwny. Liczba atomowa radonu jest równa 86, a masowa zależy od rodzaju izotopu. Znane są 4 naturalne odmiany radonu: Rn-218, Rn-219, Rn-220 oraz Rn-222. Spośród nich największe znaczenie w środowisku ma Rn-222 zwany potocznie radonem, będący produktem rozpadu szeregu uranowo-radowego. Okres półrozpadu Rn-222 wynosi 3,824 dnia i jest najdłuższy w porównaniu do pozostałych izotopów radonu, dla których jest liczony w sekundach. Czas półrozpadu Rn-220 – toronu, pochodzącego z szeregu torowego, wynosi 56 s, Rn-219 – aktynonu (szereg uranowo-aktynowy) – 4 s, a dla Rn-218 (produkt rozpadu Rn-222, szereg uranowo-radowy) czas ten wynosi zaledwie 35 ms, co sprawia, że nie mają one praktycznie żadnego znaczenia w środowisku, z wyjątkiem toronu, ale tylko w pewnych warunkach. Czas półrozpadu toronu wystarcza mu na przedostanie się do wierzchnich warstw ziemi, a szczególne zagrożenie może powodować w podziemiach kopalń i sztolni.
Stężenie radonu w powietrzu atmosferycznym na zewnątrz pomieszczeń jest niewielkie i wynosi ok. 5-15 Bq/m3. Znacznie większe stężenia odnotowuje się w zamkniętych pomieszczeniach budynków mieszkalnych, szkół, szpitali i innych, w których kumuluje się radon. Według WHO poziom ten może sięgać od 10 Bq/m3 do nawet 10000 Bq/m3. Największe wartości stężenia radonu odnotowuje się w kopalniach i jaskiniach oraz w dolnych partiach budynków, takich jak piwnice i garaże, zwłaszcza jeśli mają bezpośredni kontakt z podłożem.
Jak radon dostaje się do naszych domów?
W jaki sposób radon przedostaje się do pomieszczeń? Szczególnie poprzez nieszczelności w fundamentach, czy otwory na instalacje. Jako gaz bez problemu może przechodzić z podłoża pod budynkiem, nawet przez mikropęknięcia w ścianach i podłogach. Oprócz tego radon pochodzi też z materiałów budowlanych, powietrza atmosferycznego, wody czy gazu ziemnego. Największym źródłem radonu w pomieszczeniach zamkniętych jest zdecydowanie podłoże pod budynkiem, z którego, na skutek efektu kominowego, czyli zasysania radonu w wyniku różnicy ciśnień panujących na zewnątrz i wewnątrz, gaz przedostaje się do środka. Wydajność wnikania radonu do budynków zależy zarówno od stopnia nieszczelności fundamentów, jak również od rodzaju podłoża, ponieważ gleby mają różną przepuszczalność. I tak na przykład piasek czy żwirek będzie znacznie łatwiejszą przeszkodą do pokonania niż czysta glina.
Kolejnym dużym źródłem radonu w pomieszczeniach są materiały budowlane takie jak cegły, pustaki czy beton, które mogą zawierać rad i tor, emitujące radon oraz toron bezpośrednio do pomieszczeń. Zawartość substancji promieniotwórczych w materiałach budowlanych zależy przede wszystkim od źródła ich pochodzenia, i jest znacznie wyższa dla materiałów pochodzących z Krajów Skandynawskich, w których podłoże geologiczne jest znacznie bogatsze w naturalnie występujące izotopy promieniotwórcze niż podłoże w Polsce. Aczkolwiek struktura geologiczna Polski nie jest jednorodna i zauważalne są znaczne różnice w jej budowie. Rejony górskie, zwłaszcza południowo-zachodniej Polski, czyli tereny Sudetów, stanowią duże źródło naturalnie występujących substancji promieniotwórczych, które mają jednocześnie wpływ na zwiększoną obecność radonu w powietrzu w porównaniu do rejonów centralnej czy północnej Polski. Zgodnie z polskim prawem, stężenie naturalnych izotopów promieniotwórczych w materiałach budowlanych podlega kontroli przed wprowadzeniem ich do obrotu, a wszelkie przekroczenia od norm są niezwłocznie przekazywane organom nadzoru budowlanego.
Kolejne źródła radonu w pomieszczeniach zamkniętych to doprowadzane do budynków woda i gaz ziemny, które stanowią jednak zaledwie ułamki procent w ogólnym stężeniu radonu w pomieszczeniach.
Stężenie radonu w powietrzu zależy także od pory roku oraz dnia. Wykazano większą zawartość radonu w budynkach mieszkalnych w nocy niż w dzień, co tłumaczy się m.in. faktem braku wietrzenia w nocy. Zmiany stężenia radonu w zależności od pory roku zależą od położenia geograficznego, ale w przypadku Polski większe wartości w pomieszczeniach zamkniętych odnotowuje się w okresie zimowym, kiedy zmarzlina podłoża nie pozwala na jego przenikanie do powietrza, natomiast cieplejsza strefa pod i wokół budynku stanowi wówczas jego główne miejsce przenikania.
Podsumowując, stężenie radonu w budynkach zależy od rodzaju podłoża, nieszczelności w fundamentach, wykorzystanych materiałów budowlanych, pory roku oraz wysokości, przy czym jest najwyższe w dolnych partiach, a maleje wraz z wysokością kondygnacji.