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| ラドン | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 発音 | / ˈ r eɪ d ɒ n / (レイドン) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外観 | 無色のガス | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 質量数 | [222] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 周期表におけるラドン | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 原子番号 ( Z ) | 86 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| グループ | 18族（希ガス） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 期間 | 期間6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ブロック | pブロック | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子配置 | [ゼ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 殻あたりの電子数 | 2、8、18、32、18、8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理的特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| STPでの フェーズ | ガス | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融点 | 202 K (-71 °C、-96 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 沸点 | 211.5 K (-61.7 °C、-79.1 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度 （STP） | 9.73グラム/リットル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 液体のとき（ 沸点） | 4.4g/ cm3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 臨界点 | 377 K、6.28 MPa [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 融解熱 | 3.247 kJ/モル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 気化熱 | 18.10 kJ/モル | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| モル熱容量 | 5 R /2 = 20.786 J/(モル·K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
蒸気圧
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| 原子特性 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 酸化状態 | 0、+2、+6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電気陰性度 | ポーリングスケール: 2.2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| イオン化エネルギー |
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| 共有結合半径 | 午後150 時 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ファンデルワールス半径 | 午後220時 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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| その他のプロパティ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 自然発生 | 腐敗から | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 結晶構造 | 面心立方(fcc) （予測） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熱伝導率 | 3.61 × 10−3 W/(m⋅K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 磁気秩序 | 非磁性 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS番号 | 10043-92-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 歴史 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 発見 | アーネスト・ラザフォードとロバート・B・オーウェンズ（1899） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 最初の隔離 | ウィリアム・ラムゼイとロバート・ホワイトロー・グレイ（1910年） | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| ラドンの同位体 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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ラドンは化学元素であり、記号は Rn、原子番号は86です。放射性 希ガスで、無色無臭です。天然に存在する 3 つのラドン同位体のうち、222 Rnだけが、生成された土壌や岩石から放出されるのに十分な長さの半減期(3.825 日) を持っています。ラドン同位体は、ラジウム同位体の即時崩壊生成物です。最も安定した同位体である222 Rnの不安定性により、ラドンは最も希少な元素の 1 つとなっています。半減期が短いにもかかわらず、ラドンは地球上にさらに数十億年は存在するでしょう。これは、少なくとも数十億年の半減期を持つ豊富に存在する放射性核種である238 Uと232 Thの崩壊系列の段階で絶えず生成されるためです。ラドンの崩壊により、「ラドン娘核種」と呼ばれる他の多くの短寿命核種が生成され、最終的に鉛の安定同位体になります。[3] 222 Rnは、ウラン系列としても知られる238 Uの通常の放射性崩壊系列の段階で大量に発生し、ゆっくりと様々な放射性核種に崩壊し、最終的に安定した206 Pbに崩壊します。220 Rnは、トリウム系列としても知られる232 Thの崩壊系列の中間段階として微量に発生し、最終的に安定した208 Pbに崩壊します。
ラドンは1899年にモントリオールのマギル大学のアーネスト・ラザフォードとロバート・B・オーウェンズによって発見され、5番目に発見された放射性元素となった。最初は「エマネーション」として知られていたこの放射性ガスは、フリードリヒ・エルンスト・ドーン、ラザフォードとオーウェンズ、アンドレ＝ルイ・ドビエルヌによるラジウム、酸化トリウム、アクチニウムの実験中にそれぞれ特定され、各元素のエマネーションはラドン、トロン、アクチノンという別々の物質であると考えられていた。ウィリアム・ラムゼー卿とロバート・ホワイトロー＝グレイは、放射性エマネーションに希ガス族の新しい元素が含まれている可能性があると考え、1909年に「ラジウムエマネーション」を分離してその特性を判定した。 1911 年、ラムゼーとホワイトロー・グレイが単離した元素は国際原子量委員会に承認され、1923 年には国際化学元素委員会と国際純正応用化学連合がこの元素の最も安定した同位体である222 Rnの正式名称としてラドンを選択しました。
標準的な条件下では、ラドンは気体であり、簡単に吸入できるため、健康被害をもたらす。しかし、主な危険はラドン自体からではなく、ラドン娘核種として知られる崩壊生成物から生じる。これらの崩壊生成物は、多くの場合単一の原子またはイオンとして存在し、空気中の塵粒子に付着する可能性がある。ラドンは希ガスであり、肺組織に付着しない（つまり、崩壊する前に吐き出されることが多い）が、塵に付着したラドン娘核種は肺に付着する可能性が高くなる。ラドン娘核種は肺組織に損傷を与える可能性があるため、これにより危害のリスクが増大する。[4]ラドンとその娘核種は、多くの場合、個人の背景放射線量の最大の単一要因であるが、地質の地域差により、[5]ラドンガスへの曝露レベルは場所によって異なる。環境ラドンの一般的な発生源は、地中のウラン含有鉱物であるため、地下室などの地下領域に蓄積される。ラドンは湧き水や温泉などの地下水にも存在する。 [6]永久凍土に閉じ込められたラドンは、気候変動による永久凍土の融解によって放出される可能性があり、[7]ラドンは地震につながる地震活動の後に地下水や大気中に放出される可能性があり、地震予知の分野で調査が行われてきた。[8]建物内のラドンを検査し、軽減のために床下減圧などの技術を使用することが可能である。[9] [10]
疫学的研究では、高濃度のラドンを吸入することと肺がんの発生率との間に明確な関連性があることが示されています。[11]ラドンは、世界中の室内空気の質に影響を与える汚染物質です。米国環境保護庁（EPA）によると、ラドンは喫煙に次いで肺がんの原因として2番目に多く、米国では年間21,000人の肺がんによる死亡を引き起こしています。これらの死亡者のうち約2,900人は喫煙経験のない人々です。ラドンは肺がんの原因として2番目に多いですが、EPAの政策指向の推定によると、非喫煙者の間では第1位の原因となっています。[12]低線量被ばくの健康影響については、大きな不確実性があります。[13]
特徴
物理的特性
ラドンは無色、無臭、無味の気体[14]であり、したがって人間の感覚だけでは感知できません。標準温度および圧力では、密度が 9.73 kg/m 3の単原子気体となり、これは海面における地球の大気の密度1.217 kg/m 3の約 8 倍です。[15]ラドンは室温で最も密度の高い気体の 1 つであり ( CF 3 (CF 2 ) 2 CF 3やWF 6など、これより密度の高い気体もいくつかあります)、希ガスの中で最も密度が高いです。標準温度および圧力では無色ですが、凝固点202 K (-71 °C、-96 °F) 以下に冷却されると、鮮やかな放射線発光を発し、温度が下がるにつれて黄色からオレンジがかった赤色に変わります。[16]凝縮すると、強い放射線を発するため光ります。[17]水にはほとんど溶けませんが、より軽い希ガスよりも溶けやすいです。水よりも有機液体にかなり溶けやすいです。溶解度方程式は次のとおりです。 [18]
ここで、はラドンのモル分率、は絶対温度、およびは溶媒定数です。
化学的性質
ラドンは、希ガスと呼ばれるゼロ価元素の一種で、化学的にはあまり反応性がありません。222 Rnの半減期は3.8日なので、物理科学では天然トレーサーとして有用です。ラドンは標準状態ではガスであるため、崩壊系列の親元素とは異なり、研究のために容易に抽出することができます。[19]
ラドンは、外殻に8個の電子が含まれているため、燃焼などの一般的な化学反応のほとんどに対して不活性である。これにより、外殻電子がしっかりと結合した安定した最小エネルギー構成が生成される。[20]ラドンの第一イオン化エネルギー（電子を1個取り出すために必要な最小エネルギー）は1037 kJ/molである。[21]周期的傾向に従って、ラドンは1周期前の元素であるキセノンよりも電気陰性度が低く、したがってより反応性が高い。初期の研究では、ラドン水和物の安定性は塩素（Cl
2）または二酸化硫黄（SO
2）、硫化水素水和物の安定性（H
2S）。[22]
コストと放射能のため、ラドンを用いた実験化学研究はほとんど行われておらず、その結果、ラドンの化合物はごくわずかしか報告されておらず、すべてフッ化物または酸化物である。ラドンは、フッ素などの強力な酸化剤によって酸化され、二フッ化ラドン（RnF
2）。[23] 523 K（250 °C; 482 °F）以上の温度で元の元素に分解し、水で還元されてラドンガスとフッ化水素になります。また、水素ガスで元の元素に還元されることもあります。 [24]揮発性が低く、 RnFであると考えられていました。
2ラドンの半減期が短く、その化合物が放射能を持つため、この化合物を詳細に研究することは不可能である。この分子に関する理論的研究は、この分子のRn-F結合距離が2.08 オングストローム（Å）であり、この化合物はより軽い二フッ化キセノン（XeF）よりも熱力学的に安定しており、揮発性が低いと予測している。
2）。[25]八面体 分子RnF
6二フッ化物よりも生成エンタルピーがさらに低いと予測された。 [26] [RnF] + イオンは、次の反応によって生成されると考えられている。[27]
- Rn (g) + 2 [O
2]+
[SbF
6]−
(s) → [RnF]+
[Sb
2ふ
11]−
(s) + 2 O
2（グ）
このため、五フッ化アンチモンは三フッ化塩素およびN
2ふ
2SB
2ふ
11ラドンフッ素化合物の形成のため、ウラン鉱山でのラドンガス除去にラドン化合物が検討されてきた。 [19]ラドン化合物は、ラジウムハロゲン化物中のラジウムの崩壊によって形成され、この反応は照射中に標的から逃げるラドンの量を減らすために使用されてきた。[24]さらに、[RnF] +陽イオンとSbF陰イオンの塩−
6、TaF−
6、およびBiF−
6が知られている。[24]ラドンは二フッ化二酸素によっても酸化されRnFとなる。
2173 K（−100 °C; −148 °F）で[24]
ラドン酸化物は、ラドンの他の報告された化合物の1つである。[28]三酸化物（RnO
3）が確認されている。[29]高濃度フッ化物RnF
4およびRnF
6主張されている[29]と安定であると計算されている[30]が、その同定は不明である。[29]これらは、未知のラドン含有生成物を六フッ化キセノンと一緒に蒸留した実験で観察された可能性がある。これらはRnF
4、RnF
6[24]ラドンをキセノン、フッ素、五フッ化臭素、フッ化ナトリウムまたはフッ化ニッケルと微量加熱すると、より高濃度のフッ化物が生成され、加水分解されてRnOが形成されると主張されている。
3これらの主張は、ラドンが固体錯体[RnF]として沈殿したためであると示唆されているが、+
2[NiF 6 ] 2− 、ラドンが水溶液からCsXeOと共沈するという事実
3FはRnOの確認として採用されている。
3が形成され、これは加水分解溶液のさらなる研究によって裏付けられている。他の実験で[RnO 3 F] −が形成されなかったのは、使用したフッ化物濃度が高かったためである可能性がある。電気泳動研究では、弱酸性水溶液（pH > 5）中にラドンの陽イオン[HRnO 3 ] +と陰イオン[HRnO 4 ] −形態が存在することも示唆されており、この手順は以前に同族の三酸化キセノンの検査によって検証されている。[29]
崩壊法も使用されている。アヴロリンらは1982年に、セシウム類似体と共結晶化した212 Fr化合物は、電子捕獲後に化学的に結合したラドンを保持しているように見えると報告した。キセノンとの類似性からRnO 3の形成が示唆されたが、これは確認できなかった。[31]
ラドンの高フッ化物を特定するのが難しいのは、二フッ化ラドン（RnF）の強いイオン性のために、ラドンが二価状態を超えて酸化されるのが運動学的に妨げられるためである可能性が高い。
2) と RnF +中のラドンの高い正電荷、 RnFの空間的分離
2ラドンの高フッ化物（RnF）を明確に識別するには、分子が必要になる場合があります。
4RnFよりも安定すると予想される
6ラドンの6p殻のスピン軌道分裂により（Rn IVは閉殻6sを持つ）2
6ページ2
1/2構成）。したがって、RnF
4四フッ化キセノン（XeF
4）、RnF
6六フッ化キセノン（XeF
6):六フッ化ラドンも、 XeFの歪んだ八面体構造とは異なり、おそらく正八面体分子であると思われる。
6不活性電子対効果のためである。[32] [33]ラドンは希ガスとしては非常に電気陽性であるため、ラドンフッ化物は実際には高度にフッ素架橋された構造をとり、揮発性ではない可能性がある。[33]希ガスグループを下方に外挿すると、RnO、RnO 2、RnOF 4、および最初の化学的に安定した希ガス塩化物であるRnCl 2とRnCl 4の存在の可能性も示唆されるが、これらはいずれもまだ発見されていない。[24]
ラドンカルボニル（RnCO）は安定しており、直線的な分子構造を持つことが予測されている。[34] Rn分子
2およびRnXeはスピン軌道相互作用によって著しく安定化されることがわかった。[35]フラーレン内に閉じ込められたラドンは、腫瘍の治療薬として提案されている。[36] Xe(VIII)が存在するにもかかわらず、Rn(VIII)化合物の存在は主張されていない。RnF
8化学的に非常に不安定であるはずである（XeF 8は熱力学的に不安定である）。最も安定なRn(VIII)化合物は、過キセノン酸バリウムに類似した過ラドン酸バリウム（Ba 2 RnO 6）であると予測されている。[30] Rn(VIII)の不安定性は、不活性電子対効果としても知られる6s殻の相対論的安定化によるものである。[30]
ラドンは液体ハロゲンフッ化物ClF、ClFと反応します。
3、ClF
5、BrF
3、BrF
5、そしてIF
7RnFを形成する
2ハロゲンフッ化物溶液中では、ラドンは不揮発性であり、RnF +およびRn 2+陽イオンとして存在する。フッ化物陰イオンを加えると、 RnF錯体が形成される。−
3およびRnF2−4
...、ベリリウム（II）とアルミニウム（III）の化学と平行している。 [24] Rn 2+ /Rnカップルの標準電極電位は+2.0 Vと推定されているが、[37]水溶液中で安定したラドンイオンまたは化合物が形成されるという証拠はない。[24]
同位体
ラドンには安定同位体は存在しない。質量数が193から231までの39の放射性同位体が特定されている。 [38] [39]そのうち217から222までの6つは自然界に存在する。最も安定な同位体は222 Rn（半減期3.82日）で、これは226 Raの崩壊生成物であり、後者は238 Uの崩壊生成物である。[40]微量の（非常に不安定な）同位体218 Rn（半減期約35 ミリ秒）も222 Rnの娘核種である。同位体216 Rnは天然の216 Poの二重ベータ崩壊によって生成されるが、エネルギー的には可能ではあるが、このプロセスはこれまで観測されたことがない。[41]
他の3つのラドン同位体は半減期が1時間以上です。211 Rn（約15時間）、210 Rn（2.4時間）、224 Rn（約1.8時間）です。しかし、これら3つはいずれも自然界には存在しません。220 Rnはトロンとも呼ばれ、最も安定したトリウム同位体（232 Th）の自然崩壊生成物です。半減期は55.6秒で、アルファ線も放出します。同様に、219 Rnはアクチニウムの最も安定した同位体（227 Ac）から生成され、「アクチノン」と呼ばれ、半減期が3.96秒のアルファ線放出体です。[38]
.svg/500px-Decay_chain(4n+2,_Uranium_series).svg.png)
娘たち
222 Rnはラジウムとウラン238の崩壊系列に属し、半減期は3.8235日である。その最初の4つの生成物（限界崩壊スキームを除く）は非常に短寿命であり、対応する崩壊が初期のラドン分布を示していることを意味する。その崩壊は次の順序で進行する：[38]
- 222 Rn、3.82 日、アルファ崩壊して...
- 218 Po、3.10 分、アルファ崩壊して...
- 214 Pb、26.8 分、ベータ崩壊して...
- 214 Bi、19.9 分、ベータ崩壊して...
- 214 Po、0.1643 ms、アルファ崩壊して...
- 210 Pb は半減期が 22.3 年とかなり長く、ベータ崩壊して...
- 210 Bi、5.013 日、ベータ崩壊して...
- 210 Po、138.376 日、アルファ崩壊して...
- 206 Pb、安定。
ラドン平衡係数[42]は、すべての短周期ラドン子孫核種の活性（ラドンの生物学的影響の大部分を占める）とラドン親核種と平衡状態にある活性との比である。
密閉空間にラドンが継続的に供給されると、短寿命同位体の濃度が増加し、最終的に崩壊生成物の全体的な崩壊率がラドン自体の崩壊率と等しくなる平衡に達します。両方の活動が等しい場合、平衡係数は 1 です。つまり、崩壊生成物がラドン親核種の近くにとどまり、数時間以内に平衡に達することを意味します。このような状況では、ラドンの pCi/L が 1 つ増えるごとに、曝露量が 0.01 作業レベル(WL、鉱山で一般的に使用される放射能の単位) だけ増加します。これらの条件が常に満たされるわけではありません。多くの家庭では、平衡係数は通常 40% です。つまり、空気中のラドンの pCi/L ごとに娘核種が 0.004 WL 存在することになります。[43] 210 Pbは環境要因に依存してラドンと平衡状態になるまでにかなり長い時間がかかりますが、[44]長期間にわたって塵埃が蓄積する環境であれば、210 Pbとその崩壊生成物も全体の放射線レベルに寄与する可能性があります。環境中の元素の放射性平衡に関するいくつかの研究では、全体の放射線レベルを測定する際に、 210 Poなどの他の222 Rn崩壊生成物と210 Pbの比率を使用する方が有用であることがわかっています。[45]
ラドン娘核種は静電気を帯びているため、表面や塵埃粒子に付着するが、気体ラドンは付着しない。付着により空気中から除去され、通常、大気中の平衡係数は1未満になる。平衡係数は空気循環や空気濾過装置によっても低下し、タバコの煙などの浮遊塵埃粒子によって上昇する。疫学研究で発見された平衡係数は0.4である。[46]
歴史と語源
ラドンは1899年にモントリオールのマギル大学のアーネスト・ラザフォードとロバート・B・オーウェンズによって発見された。[47]ラドンはウラン、トリウム、ラジウム、ポロニウムに続いて5番目に発見された放射性元素であった。[48] [49] [50] 1899年、ピエール・キュリーとマリー・キュリーはラジウムから放出されるガスが1か月間放射能を帯びていることを観察した。[51]その年の後半、ラザフォードとオーウェンズは酸化トリウムからの放射線を測定しようとした際に変化に気づいた。[47]ラザフォードはトリウムの化合物が数分間放射能を帯びた放射性ガスを継続的に放出することに気づき、このガスを「エマネーション」（ラテン語のemanare、流出とemanatio、呼気から）と名付けた。[52]後に「トリウムエマネーション」（「Th Em」）と呼ばれるようになった。 1900年、フリードリヒ・エルンスト・ドルンは、ラジウム化合物が放射性ガスを放出することに気づいたいくつかの実験を報告し、「ラジウムエマネーション」（「Ra Em」）と名付けました。[53] 1901年、ラザフォードとハリエット・ブルックスは、このエマネーションが放射性であることを実証しましたが、この元素の発見はキュリー夫妻によるものだと主張しました。[54] 1903年、アンドレ・ルイ・ドビエルヌはアクチニウムから同様のエマネーションを観測し、「アクチニウムエマネーション」（「Ac Em」）と名付けました。[55]
3つの放射物には、すぐにいくつかの短縮名が提案された。1904年にはエクスラジオ、エクスホリオ、エクサクティニオ、 [56] 1918年には ラドン（Ro）、トロン（To）、アクトンまたはアクトン（Ao）、[57] 1919年には ラデオン、ソレオン、アクティネオン、[58]そして最終的に1920年にはラドン、トロン、アクチノンとなった。 [59] （ラドンという名前は、オーストリアの数学者ヨハン・ラドンの名前とは関係ありません。）これら3つのガスのスペクトルがアルゴン、クリプトン、キセノンのスペクトルに似ていること、およびそれらの化学的慣性が観察されたことから、ウィリアム・ラムゼー卿は1904年に「放射物」に希ガス族の新しい元素が含まれている可能性があると示唆した。[56]
1909年、ラムゼーとロバート・ホワイトロー・グレイはラドンを単離し、その融点とおおよその密度を測定した。1910年、彼らはラドンが既知の最も重いガスであると判定した。[60]彼らは「『ラジウム放射』という表現は非常に不自然だ」と書き、放射発光特性を強調するためにニトン（Nt）（ラテン語のnitens 、輝くから）という新しい名前を提案し、 [61] 1912年に国際原子量委員会に受け入れられた。1923年、国際化学元素委員会と国際純正応用化学連合（IUPAC）は、最も安定した同位体であるラドンを元素名として選んだ。同位体トロンとアクチノンは、後に220 Rnと219 Rnに改名された。ドーンはラドン同位体を発見したが、元素としてのラドンを発見したのは彼が初めてではなかったため、この元素の発見に関する文献には混乱が生じている。[62]
1960年代になっても、この元素は単にエマネーションとも呼ばれていた。[63]ラドンの最初の合成化合物であるフッ化ラドンは1962年に得られた。[64]今日でも、ラドンという言葉は元素またはその同位体222 Rnを指す場合があり、この曖昧さをなくすために220 Rnの短縮名としてトロンが引き続き使用されている。219 Rnのアクチノンという名前は今日ではほとんど見られないが、これはおそらくその同位体の半減期が短いためである。[62]
鉱山では1,000,000 Bq /m 3に達することもある高レベルのラドン被曝の危険性は 、昔から知られていました。1530年、パラケルススは鉱山労働者の消耗性疾患であるマラ・メタロラムについて記述し、ゲオルク・アグリコラは高山病（ベルクズヒト）を避けるために鉱山で換気を推奨しました。[65] 1879年、ドイツのシュネーベルクの鉱山労働者を調査したハーティングとヘッセは、この疾患が肺がんであると特定しました。[66]ラドンと健康に関する最初の大規模な研究は、ボヘミアのヨアヒムスタール地方のウラン鉱山で行われました。[67]米国では、冷戦初期に雇用されていた米国南西部のウラン鉱山労働者への健康影響が数十年にわたって報告されてから研究と緩和策が講じられ、基準が実施されたのは1971年になってからでした。[68]
20世紀初頭、米国ではラドンの娘核種である210 Pbに汚染された金が宝飾品業界に流入した。これはラドンが崩壊した後に溶解した222 Rnを含む金の密封小線源治療シードから生じたものであった。 [69]
屋内空気中のラドンの存在は、1950年初頭から記録されている。1970年代初頭から、屋内ラドンの発生源、濃度の決定要因、健康への影響、緩和策に関する研究が開始された。米国では、1984年に広く報道された事件の後、屋内ラドンの問題は広く知られるようになり、調査が強化された。ペンシルバニア州の原子力発電所での定期監視中に、作業員が放射能に汚染されていることが判明した。その後、作業員の自宅のラドン濃度が高いことが原因であると特定された。[70] [66]
発生
濃度単位
環境中のラドン濃度に関する議論は、ウランとラジウムの崩壊生成物である222 Rnに言及しています。220 Rn（トリウムの崩壊系列から）の平均生成率は222 Rnとほぼ同じですが、 220 Rnの半減期が短い（それぞれ55秒に対して3.8日）ため、環境中の220 Rnの量は222 Rnよりもはるかに少なくなります。[3]
大気中のラドン濃度は通常、 SI単位系であるベクレル/立方メートル（Bq/m 3）で測定されます。米国で一般的な別の測定単位はピコキュリー/リットル（pCi/L）で、1 pCi/L = 37 Bq/m 3 です。[43]典型的な家庭内の曝露は、屋内で平均約48 Bq/m 3ですが、これは大きく変動し、屋外では15 Bq/m 3 です。[72]
鉱業では、被ばくは伝統的に作業レベル（WL）で測定され、累積被ばくは作業レベル月（WLM）で測定される。1 WLは、 1.3 × 10 5 MeVの潜在的なアルファエネルギーを放出する1リットルの空気中の短寿命の222 Rn娘核種（218 Po、214 Pb、214 Bi、および214 Po）の任意の組み合わせに等しい。 [43] 1 WLは、1立方メートルの空気あたり2.08 × 10 −5ジュール（J/m 3）に等しい。[3]累積被ばくのSI単位は、立方メートルあたりのジュール時間（J·h/m 3 ）で表される。1 WLMは3.6 × 10 −3 J·h/m 3に等しい。1作業月（170時間）に1WLに被ばくすると、累積被ばくは1 WLMに等しい。国際放射線防護委員会は、鉱山労働者の年間限度を4.8WLMと推奨している。[73] : R5 年間2000時間の労働と仮定すると、これは1500 Bq/m 3の濃度に相当する。
222 Rnは210 Pbや他の放射性同位元素に崩壊する。210 Pbのレベルは測定可能である。この放射性同位元素の沈着率は天候に依存する。[74]
自然環境中のラドン濃度は化学的手段で検出するには低すぎる。1,000 Bq/m 3（比較的高い）濃度は、1立方メートルあたり0.17 ピコグラム（pg/m 3）に相当する。大気中のラドンの平均濃度は約6 × 10である。−18 モルパーセント、つまり空気1ミリリットルあたり約150個の原子です。 [75]地球全体の大気中のラドンの活動は、わずか数十グラムのラドンに由来し、一貫して大量のラジウム、トリウム、ウランの崩壊によって置き換えられています。 [76]
自然
ラドンはラジウム226の放射性崩壊によって生成され、ウラン鉱石、リン酸塩岩、頁岩、花崗岩、片麻岩、片岩などの火成岩や変成岩、また少量ではあるが石灰岩などの一般的な岩石にも含まれています。[5] [77]表土1平方マイルあたり6インチ（2.6 km 2から15 cm）の深さまで約1グラムのラジウムが含まれており、そこから微量のラドンが大気中に放出されています。[3]世界中で毎年24億キュリー（90 EBq）のラドンが土壌から放出されていると推定されています。[78]これは約15.3キログラム（34ポンド）に相当します。
ラドン濃度は場所によって大きく異なります。屋外では1～100 Bq/m 3の範囲で、海上ではさらに低くなります（0.1 Bq/m 3）。洞窟や換気の良い鉱山、換気の悪い家屋では、濃度は20～2,000 Bq/m 3にまで上昇します。[79]
鉱山ではラドン濃度がはるかに高くなる可能性がある。換気規制では、ウラン鉱山のラドン濃度を「作業レベル」以下に維持するよう指示しており、95パーセンタイル値は最大で約3 WL（空気1リットルあたり546 pCi 222 Rn、 1976年から1985年に測定された20.2 kBq/m 3 ）に及ぶ。 [3]換気されていないガスタイン・ヒーリング・ギャラリー の空気中の濃度は平均43 kBq/m 3 （1.2 nCi/L）で、最大値は160 kBq/m 3 （4.3 nCi/L）である。[80]
ラドンは主にラジウム/ウラン系列（崩壊系列）（222 Rn）で出現し、トリウム系列（220 Rn）でもわずかに出現する。この元素は、ウランまたはトリウムの痕跡が見つかる世界中のあらゆる場所で、地面や一部の建築材料から自然に放出される。特に、ウランの濃度が高い花崗岩や頁岩を含む土壌のある地域では顕著である。花崗岩地域すべてがラドンの放出量が多いわけではない。ラドンは希ガスであるため、通常は断層や断片化した土壌を自由に移動して、洞窟や水中に蓄積することがある。半減期が非常に短いため（222 Rnの場合は4日間）、ラドンの濃度は、発生地域からの距離が長くなると急速に減少する。ラドンの濃度は、季節や大気の状態によって大きく変化する。例えば、気象逆転があり風が弱い場合、空気中に蓄積されることがわかっている。[81]
高濃度のラドンは、いくつかの湧き水や温泉で見つかります。[82]モンタナ州ボルダー、三朝、ドイツのバート・クロイツナッハ、そして日本には、ラドンを放出するラジウムを豊富に含む湧き水があります。ラドン鉱水として分類されるには、ラドン濃度が2 nCi/L (74 kBq/m 3 )以上でなければなりません。[83]ラドン鉱水の放射能は、メラーノでは2 MBq/m 3 、ルリジア（イタリア）では4 MBq/m 3に達します。 [80]
地球の大気中の天然ラドン濃度は非常に低いため、大気と接触するラドンを多く含む水は揮発によってラドンを継続的に失います。したがって、岩石中に存在する226 Raの放射性崩壊によってラドンが継続的に生成されるため、地下水の222 Rn濃度は表層水よりも高くなります。同様に、土壌の飽和帯は、大気への拡散損失のため、不飽和帯よりもラドン含有量が高いことがよくあります。 [84]
1971年、アポロ15号は月面のアリスタルコス高原の上空110kmを通過し、222 Rnの崩壊によって引き起こされたと考えられるアルファ粒子の大幅な増加を検出しました。222 Rnの存在は、後にルナプロスペクターアルファ粒子スペクトロメータから得られたデータから推測されました。[85]
ラドンは一部の石油に含まれています。ラドンはプロパンと圧力と温度の曲線が似ており、石油精製所では沸点に基づいて石油化学製品を分離するため、精製所で分離されたばかりのプロパンを運ぶ配管は、崩壊するラドンとその生成物によって汚染される可能性があります。 [86]
石油・天然ガス産業の残留物には、ラジウムとその娘核種が含まれることが多い。油井の硫酸塩スケールにはラジウムが多く含まれている可能性があり、油井の水、油、ガスにはラドンが含まれることが多い。ラドンは崩壊して固体の放射性同位体を形成し、配管の内側にコーティングを形成する。[86]
建物内の蓄積
ラドンが発見されてから最初の数十年間、ラドン濃度の測定は主に地質調査でラジウムとウランの存在を判定するために行われました。1956年に、ラドン崩壊生成物のおそらく最初の屋内調査がスウェーデンで実施されました[87]。その目的は、ラドンとその崩壊生成物への一般人の被ばく量を推定することでした。1975年から1984年まで、スウェーデン、オーストリア、米国、ノルウェーで、屋内と大都市圏でのラドンを測定することを目的とした小規模な研究が行われました[66] 。
1984年、米国ペンシルベニア州モンゴメリー郡の新しいリムリック原子力発電所で行われた厳格な放射線検査で、原子炉に燃料が入れられたことがなく、ワトラス氏が毎晩除染されていたにもかかわらず、同発電所の建設技師であるスタンレー・ワトラス氏が放射性物質に汚染されていたことが偶然に判明し、偶然に住宅内の高濃度ラドンが発見された。自宅の地下室のラドン濃度は100,000 Bq/m 3 (2.7 nCi/L) を超えていたと判定され、その家に住むことは1日にタバコ135箱を吸うのと同等であり、ワトラス氏とその家族は肺がんを発症するリスクが13～14%高くなると告げられた。[88]この事件は、特定の住宅のラドン濃度が通常よりも桁違いに高くなることがあるという事実を浮き彫りにした。[89]ペンシルバニア州の事件以来、米国では数百万件の家庭で短期的なラドン測定が行われてきました。米国以外では、ラドン測定は通常、長期にわたって行われます。[66]
米国では、一般的な家庭での屋内被曝量は約 100 Bq/m 3 (2.7 pCi/L) です。すべての建物で一定量のラドンが検出されます。ラドンは主に、地面に接している建物の最下層から土壌から直接建物内に侵入します。給水管内の高濃度ラドンも、屋内の空気中のラドン濃度を上昇させる可能性があります。建物へのラドンの一般的な侵入ポイントは、堅固な基礎や壁の亀裂、建設ジョイント、吊り床の隙間や給水管の周り、壁内の空洞、給水管です。[14]同じ場所でも 1 時間のうちにラドン濃度が 2 倍または半分になる場合があり、建物のある部屋の濃度が隣接する部屋の濃度と大幅に異なる場合もあります。[3]
ラドン濃度の分布は部屋ごとに異なり、測定値は規制プロトコルに従って平均化されます。屋内のラドン濃度は、通常、特定の地域では対数正規分布に従うと想定されています。 [90]そのため、一般的に幾何平均が、ある地域の「平均」ラドン濃度を推定するために使用されます。[91]平均濃度は、ヨーロッパの一部の国では 10 Bq/m 3未満から100 Bq/m 3を超える範囲です。[92]
米国で最もラドンの危険性が高いのは、アイオワ州とペンシルベニア州南東部のアパラチア山脈地域です。[93] アイオワ州は、カナダ楯状地の花崗岩を粉砕し、アイオワ州の豊かな農地を形成する土壌として堆積させた大規模な氷河作用により、米国で最も高い平均ラドン濃度を記録しています。 [ 94 ]アイオワシティなど、州内の多くの都市では、新築住宅にラドン耐性建築の要件を可決しています。アイルランドで2番目に高い数値は、アイルランドのコーク州マロウのオフィスビルで検出され、肺がんに対する地元の懸念を引き起こしました。[95]
ラドンは無色無臭のガスなので、空気や水中にどれだけ存在するかを知る唯一の方法は検査を行うことです。米国では、家庭用のラドン検査キットが金物店などの小売店で一般に販売されており、検査は住宅検査員などの資格を持った専門家を通じて受けることができます。屋内のラドン濃度を下げる取り組みはラドン緩和と呼ばれています。米国では、EPAはすべての住宅でラドン検査を受けることを推奨しています。英国では、住宅健康安全評価システムに基づき、不動産所有者は住宅物件における健康と安全に対する潜在的なリスクと危害を評価する義務があります。[96]長期にわたるアルファ線モニタリングは、米国以外の国でより一般的に行われているラドン検査方法です。[66]
工業生産
ラドンは、ウラン鉱石処理の副産物として、 1%の塩酸または臭化水素酸溶液に移して得られる。溶液から抽出されたガス混合物にはHが含まれる。
2、O
2、ヘリウム、ルチル、二酸化炭素
2、H
2Oと炭化水素。混合物を993 K（720 °C; 1,328 °F）で銅に通して精製し、Hを除去します。
2そしてO
2、そしてKOHとP
2お
5吸着によって酸と水分を除去するために使用される。ラドンは液体窒素によって凝縮され、昇華によって残留ガスから精製される。[97]
ラドンの商業化は規制されているが、 222 Rn測定システムの較正用に少量入手可能である。2008年には、ラジウム溶液1ミリリットル（実際のラドンは常時約15ピコグラムしか含まれていない）あたり約6,000米ドル（2023年には8,491米ドルに相当）の値段がついた。 [98]ラドンは、ラジウム226（半減期1,600年）の溶液によって商業的に生産される。ラジウム226はアルファ粒子放出によって崩壊し、ラドンを生成する。ラドンは、ラジウム1グラムあたり約1 mm 3 /日の割合でラジウム226のサンプルに集まる。すぐに平衡に達し、ラジウム（50 Bq）と同等の放射能を持つラドンが定常流で生成される。ガス状の222Rn（半減期は約4日）は拡散によりカプセルから逃げる。[99]
濃度スケール
アプリケーション
医学
ホルミシス
20世紀初頭のいんちき医療は、放射線室で病気を治療することだった。[105]それは、患者が「薬効」を得るためにラドンにさらされる小さな密閉された部屋だった。ラドンの電離放射線による発がん性は後に明らかになった。ラドンの分子を損傷する放射能は、がん細胞を殺すために使われてきたが、[106]健康な細胞の健康を増進することはない。[要出典]電離放射線はフリーラジカルの形成を引き起こし、それが細胞損傷をもたらし、がんを含む病気の発生率を増加させる。
ラドンへの曝露は、放射線ホルミシスとして知られるプロセスで、関節炎などの自己免疫疾患を緩和すると示唆されている。[107] [108]その結果、20世紀後半から21世紀初頭にかけて、モンタナ州ベイスンに設立された「健康鉱山」には、放射性鉱山水とラドンへの限定的な曝露を通じて関節炎などの健康問題の緩和を求める人々が集まった。高線量の放射線が体に及ぼす悪影響は十分に文書化されているため、この慣行は推奨されていない。[109]
放射能水浴は1906年以来チェコ共和国のヤーヒモフで行われているが、ラドンが発見される前からオーストリアのバートガシュタインで行われていた。ラジウムを豊富に含む泉は、鳥取県三朝町の伝統的な日本の温泉でも使用されている。飲用療法はドイツのバート・ブランバッハで行われ、20世紀初頭にはラドンを含む泉の水が瓶詰めされて販売されていた（この水はラドンの半減期が短いため、消費者の手に渡る頃にはラドンはほとんど含まれていなかったか、まったく含まれていなかった）。[110]吸入療法はオーストリアのガスタイナーハイルシュトレン、ポーランドのシフィエラドゥフ・ズドルイ、チェルニャヴァ・ズドルイ、コヴァリ、レンデク・ズドルイ、ルーマニアのハルギタ・バイ、モンタナ州ボルダーで行われている。アメリカやヨーロッパには、ドイツのバート・シュミーデベルクなど、高濃度ラドン雰囲気の中で人々が数分から数時間座る「ラドン温泉」がいくつかある。[108] [111]
核医学
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ラドンは放射線治療で使用するために商業的に生産されてきたが、大部分は粒子加速器や原子炉で製造される放射性核種に取って代わられている。ラドンは金やガラスでできた埋め込み型シードに使用され、主に癌の治療に使用され、近接照射療法として知られている。金のシードは、ラジウム源から汲み上げられたラドンを長い管に充填することによって製造され、その後、管は圧着および切断によって短いセクションに分割される。金の層はラドンを内部に閉じ込め、アルファ線とベータ線をフィルタリングする一方で、ガンマ線（病変組織を死滅させる）を逃がす。放射能はシード1個あたり0.05～5ミリキュリー（2～200 MBq）の範囲である。[106]ガンマ線はラドンとその崩壊系列の最初の短寿命元素（218 Po、214 Pb、214 Bi、214 Po）によって生成される。
半減期の 11 倍 (42 日) 後、ラドンの放射能は元のレベルの 1/2,048 になります。この段階では、種子の主な残留放射能はラドンの崩壊生成物である210 Pb に由来します。その半減期 (22.3 年) は、ラドンおよびその子孫である210 Bi と210 Po の 2,000 倍です。[引用が必要]
科学的
土壌からのラドンの放出は土壌の種類や地表のウラン含有量によって異なるため、屋外のラドン濃度は限られた範囲で気団を追跡するために使用できます。 [112] [a]ラドンは空気中に急速に失われ、比較的急速に崩壊するため、地下水と河川の相互作用を研究する水文学研究に使用されています。河川のラドンの濃度が有意に高いことは、その地域に地下水が流入していることを示す良い指標です。[要出典]
ラドン土壌濃度は、地下深くに埋もれた断層の近くで一般的に濃度が高くなるため、地表近くの断層を測量するために使用されてきました。 [113]同様に、地熱勾配の探査にも限定的に使用されています。[114]
研究者の中には、地震予知のために地下水中のラドン濃度の変化を調査した者もいる。[115][116] 1966年のタシケント地震[117]と1994年のミンドロ地震[116]の前にはラドンの増加が記録されていた。ラドンの半減期は約3 .8日で、放射性崩壊系列で生成された直後にしか見つからないことを意味する。このため、ラドン濃度の上昇は地下の新しい亀裂の生成によるもので、これにより地下水の循環が増加し、ラドンが洗い流されるという仮説が立てられている。新しい亀裂の生成は大地震の前に起こると想定されてもおかしくないかもしれない。1970年代と1980年代には、断層付近のラドン放出の科学的測定により、地震はラドン信号なしで発生することが多く、ラドンが検出されてもその後地震が起こらないことがよくあることがわかった。その後、ラドンは信頼できない指標として多くの人から退けられた。[118] 2009年時点では、 NASAによって地震の前兆現象として調査中であった。[8]この件に関するさらなる研究では、大気中のラドン濃度の異常が地震活動の指標となる可能性があることが示唆されている。[119]
ラドンは地熱発電所から排出される汚染物質として知られている。これは、ラドンが地下深くから汲み上げられた物質に含まれているためである。ラドンは急速に拡散し、さまざまな調査で放射線の危険性は実証されていない。さらに、一般的なシステムでは、ラドンを地表に放出するのではなく、地下深くに再注入するため、環境への影響は最小限である。[120] 1989年に行われた地熱流体中のラドンによる集団被ばく線量の調査では、発電量1ギガワット年あたり2マンシーベルトと測定された。これに対し、原子力発電所の14C排出による集団被ばく線量は、1ギガワット年あたり2.5マンシーベルトである。 [ 121]
1940年代から1950年代にかけて、ラジウム源から生成されたラドンが工業用放射線撮影に使用されました。 [ 122] 60 Coや192 Irなどの他のX線源は第二次世界大戦後に利用可能になり、コストと危険性が低いため、この目的ですぐにラジウム、ひいてはラドンに取って代わりました。[123]
健康リスク
鉱山では
222 Rnの崩壊生成物は国際がん研究機関により人体に対して発がん性があると分類されており[124]、吸入可能なガスであるため、高濃度のラドンに長期間さらされた人々にとって肺がんは特に懸念される。1940年代から1950年代、鉱山で高価な換気を要求する安全基準が広く実施されていなかった時代[125]、現在のチェコ共和国のウランやその他の硬岩材料を採掘する非喫煙者のラドン曝露と肺がんとの関連が指摘され、後には米国南西部[126]や南オーストラリア[127]の鉱山労働者の間でも関連が指摘された。これらの危険性は1950年代初頭には知られていたが[128] 、この職業上の危険性は1970年代まで多くの鉱山で適切に管理されていなかった。この期間中、数人の起業家が米国の元ウラン鉱山を一般大衆に開放し、地下のラドンガスを吸入すると健康に良いと宣伝した。健康上の利点としては、痛み、副鼻腔炎、喘息、関節炎の緩和などが主張されていたが[129]、政府は1975年にそのような広告を禁止し[130]、その後の研究は、放射線が体に及ぼす悪影響が記録されていることを引用して、そのような健康効果の主張の真実性を議論してきた[131] 。
それ以来、換気やその他の対策により、操業を続けているほとんどの影響を受けた鉱山でラドン濃度が低減された。近年、ウラン鉱山労働者の年間平均被曝量は、一部の家庭で吸入される濃度と同程度にまで低下した。これにより、職業性ラドン誘発性癌のリスクは減少したが、影響を受けた鉱山で現在働いている人々や過去に働いていた人々の健康問題は依然として残る可能性がある。[132]鉱山労働者の相対リスクが減少するにつれて、その集団における過剰リスクを検出する能力も低下した。[133]
ウラン鉱石の処理から生じる残留物もラドンの発生源となる可能性がある。覆われていない廃棄物処理場や鉱滓池[3]に含まれるラジウム含有量が高いことから生じるラドンは、大気中に容易に放出され、近隣住民に影響を及ぼす可能性がある。[135]鉱滓を土や粘土で覆うことでラドンの放出を軽減できる可能性があるが、他の崩壊生成物は地下水に浸出する可能性がある。[134]
非ウラン鉱山では、労働者の放射線量が継続的に監視されておらず、ウラン鉱山特有の規制も適用されないため、ラドン被曝のリスクがより高い可能性がある。非ウラン鉱山におけるラドン濃度測定のレビューでは、リン鉱山や塩鉱山などの非金属鉱山で最も高いラドン濃度が検出された。[136]しかし、換気設備のない古いウラン鉱山や廃坑では、依然としてラドン濃度が極めて高い可能性がある。[137]
肺がんに加えて、研究者らはラドン被曝により白血病のリスクが増加する可能性があると理論づけている。一般集団の研究による実証的裏付けは一貫していない。ウラン鉱山労働者の研究では、ラドン被曝と慢性リンパ性白血病の間に相関関係があることが判明しており[138]、現在の研究では、屋内でのラドン被曝と健康状態の悪化（肺がんまたは小児白血病のリスク増加）との関連が支持されている。[139]鉱山労働者、製粉業者、輸送業者、原子力施設労働者、およびそれぞれの組合を含む原子力産業の関係者による法的措置により、放射線関連疾患補償制度（英国）[140]や放射線被曝補償法（米国）などのプログラムの下で、ラドンと放射線被曝の影響を受けた人々への補償が実現している。[ 141]
国内レベルの露出
ラドンは米国における肺がんの第2位の原因であり、EPAによってがんによる死亡の主な環境的原因とされている[142]。第1位は喫煙である[143] 。他の研究者らは、英国[132]とフランスについても同様の結論に達している。[144]建物内でのラドン曝露は、地下の岩石層や特定の建築材料（一部の花崗岩など）から発生する可能性がある。[145]ラドン曝露の最大の危険は、気密性が低く、換気が不十分で、基礎の漏れにより土壌から地下室や居室に空気が入り込む建物で発生する。[146]セルビアのニシュカ・バニャやノルウェーのウレンスヴァングなどの一部の地域では、屋外のラドン濃度が非常に高い場合があるが、人々が過ごす時間が長く、空気の拡散や交換がそれほど頻繁に行われない屋内と比較すると、屋外でのラドン曝露は重大な健康リスクとは見なされていない。[147]
米国、欧州、中国で実施された症例対照研究において、ラドン曝露（主にラドン娘核種）は肺がんと関連していることが示されています。米国では、ラドン誘発性肺がんにより、年間約21,000人（人口3億3,300万人の0.0063%）が死亡しています。[12] [148]欧州では、がん全体の2%がラドンに起因するとされています。[149]特に、ラドン濃度が高い国であるスロベニアでは、毎年約120人（人口211万人の0.0057%）がラドンが原因で死亡しています。[150]疫学者R.ウィリアム・フィールド氏らが米国で実施した最も包括的なラドン研究の1つでは、EPAの対策レベルである4 pCi/Lでの長期曝露でも肺がんリスクが50%増加することがわかりました。北米と欧州のプール分析でも、これらの知見がさらに裏付けられています。[146]しかし、低レベルのラドンへの曝露が肺がんのリスク上昇につながるという結論には異論があり、[151]文献の分析では、ラドンが屋内に蓄積し、 [139] 100 Bq/m3を超えるレベルでのみリスクが上昇することを示唆しています。[149]
トロン（220 Rn）は半減期が短いため、家庭内での被曝に関しては222 Rnほど研究されていない。しかし、伝統的な木骨造りの家屋や粘土壁仕上げの現代住宅などの土造りの建物では比較的高い濃度で測定されており、 [152]トリウムやモナザイトを多く含む土や砂のある地域でも測定されている。 [153]トロンは、屋内でのラドン被曝による総放射線量にほとんど寄与しておらず、[154]考慮に入れないと222 Rnの測定に干渉する可能性がある。[153]
アクションと参照レベル
WHOは2009年に住宅内のラドンの推奨基準値（国家基準値）として100 Bq/m 3を提示した。この勧告では、これが不可能な場合には、最高レベルとして300 Bq/m 3 を選択すべきであるとも述べている。国家基準値は限界値ではなく、住宅内の最大許容年間平均ラドン濃度を表すべきである。[155]
家庭内のラドンの対策濃度は、勧告を行う組織によって異なります。たとえば、EPAは74 Bq/m 3 (2 pCi/L)という低い濃度でも対策を講じるよう奨励しています。[72]また、欧州連合は、古い家屋では濃度が400 Bq/m 3 (11 pCi/L)、新しい家屋では200 Bq/m 3 (5 pCi/L)に達したときに対策を講じるよう推奨しています。[156] 2010年7月8日、英国の健康保護庁は、200 Bq/m 3の「対策レベル」を維持しながら、 「目標レベル」を100 Bq/m 3に設定する新しいアドバイスを発行しました。[157]ノルウェー放射線原子力安全局（DSA）も英国と同様の基準値を公表しており[158]、学校、幼稚園、新築住宅の最大限度は200 Bq/m 3に設定されており、100 Bq/m 3が対策レベルとして設定されている。[159]
吸入と喫煙
疫学研究の結果によると、住宅内のラドンへの曝露により肺がんのリスクが上昇することが示されています。誤差の原因としてよく知られているのは、肺がんの主な危険因子である喫煙です。米国では、喫煙が肺がん全体の80%から90%の原因であると推定されています。[160]
EPAによると、喫煙者の肺がんリスクはラドンと喫煙の相乗効果により顕著である。喫煙者の場合、1,000人中約62人が肺がんで死亡するのに対し、喫煙経験のない人の場合は1,000人中7人が死亡する。[12]非喫煙者のリスクは主にラドンの影響によって説明される可能性も否定できない。
ラドンは、肺がんの既知のまたは疑われる外部リスク要因と同様に、喫煙者および元喫煙者にとって脅威です。これは、ヨーロッパのプール研究によって実証されました。[161]プール研究の解説[161]には、「家庭内のラドンのリスクについて単純に語るのは適切ではありません。リスクは喫煙によるものであり、喫煙者に対するラドンの相乗効果によってさらに悪化します。喫煙がなければ、その影響は取るに足らないほど小さいようです。」と書かれています。
欧州のプール研究によると、肺がんの組織学的サブタイプとラドン曝露のリスクには違いがある。喫煙との相関性が高い小細胞肺がんは、ラドン曝露後のリスクが高くなります。主に非喫煙者に影響を及ぼす腺がんなどの他の組織学的サブタイプの場合、ラドンによるリスクは低いようです。 [161] [162]
乳房切除後の 放射線療法による放射線に関する研究では、放射線と喫煙の複合リスクと個別リスクを評価するためにこれまで使用されてきた単純なモデルを開発する必要があることが示されている。[163]これは、日常的に使用されている計算方法である線形閾値なしモデルに関する新たな議論によっても裏付けられている。[164]
2001年に行われた研究では、肺がんを患う非喫煙者436人と、肺がんを患っていない非喫煙者1649人を対象にした調査で、ラドンへの曝露により非喫煙者の肺がんリスクが上昇することが示された。家庭内でタバコの煙に曝露したグループはリスクがはるかに高かったが、受動喫煙に曝露しなかったグループではラドン曝露量の増加によるリスクの上昇は見られなかった。[165]
水からの吸収と摂取
ラドンを摂取した場合の影響は不明ですが、研究では生物学的半減期は30分から70分で、100分で90%が除去されることがわかっています。1999年に、米国国立研究評議会は飲料水中のラドンの問題を調査しました。摂取に関連するリスクはほとんど無視できると考えられていました。[166]地下水源の水には、周囲の岩石や土壌の状態に応じてかなりの量のラドンが含まれる場合がありますが、地表水源には通常含まれません。[167]ラドンは、温度が上昇したり、圧力が低下したり、水が空気化されたりすると、水から放出されます。家庭生活において水からのラドンの放出と曝露の最適条件は、シャワーを浴びているときに発生しました。ラドン濃度が10 4 pCi/Lの水は、通常の条件下では屋内の空気中のラドン濃度を1 pCi/L増加させる可能性があります。[77]しかし、汚染された地下水から空気中に放出されたラドンの濃度は、水中の元の濃度よりも5桁低いことが測定されています。[168]
海洋表面のラドン濃度は大気と交換され、大気と海の境界面を通して222 Rnが増加します。 [169]検査された地域は非常に浅いものでしたが、さまざまな沿岸地域での追加測定により、観測された222 Rnの性質を定義するのに役立つはずです。
テストと緩和策
ラドンガスの検査は比較的簡単です。一部の国では、系統的危険が知られている地域では、これらの検査が系統的に行われています。ラドン検出装置は市販されています。デジタルラドン検出器は、毎日、毎週、短期および長期の平均値をデジタルディスプレイで継続的に測定します。初期スクリーニングの目的で使用される短期ラドン検査装置は安価で、無料の場合もあります。短期ラドン検査を行うための重要なプロトコルがあり、厳密に従う必要があります。キットには、ユーザーが家の最下階に2〜7日間吊るすコレクターが含まれています。その後、ユーザーはコレクターを研究所に送って分析します。1年以上の収集を行う長期キットも利用できます。オープンランド検査キットは、建設が始まる前に土地からのラドン放出を検査できます。[12]ラドン濃度は毎日変化する可能性があり、正確なラドン曝露量を推定するには、個人がかなりの時間を過ごす空間での長期平均ラドン測定が必要です。[170]
ラドン濃度は、一時的な気象条件などの要因により自然に変動するため、最初の検査では住宅の平均ラドン濃度を正確に評価できない可能性があります。ラドン濃度は、気圧差が最大となる日中の最も涼しい時間帯に最大になります。[77]したがって、高い結果（4 pCi/L 以上）が出た場合は、より費用のかかる除去プロジェクトに着手する前に、検査を繰り返すことが正当化されます。4～10 pCi/L の測定値は、長期のラドン検査が必要です。10 pCi/L を超える測定値は、除去措置が不当に遅れないように、別の短期検査のみが必要です。EPA は、売り手がラドンを 4 pCi/L 以下に除去できなかった場合、不動産購入者に購入を遅らせるか拒否するようアドバイスしています。[12]
ラドンの半減期はわずか3.8日なので、発生源を除去または隔離すれば、数週間以内に危険性が大幅に減少します。ラドン濃度を下げるもう1つの方法は、建物の換気を変更することです。一般的に、換気率が低下すると、屋内のラドン濃度は増加します。[3]換気の良い場所では、ラドン濃度は屋外の値と一致する傾向があります（通常10 Bq/m 3、範囲は1～100 Bq/m 3）。[12]
家の中に蓄積されるラドンの量を減らすための4つの主な方法は次のとおりです。[12] [171]
- 床下換気の増加による床下減圧（土壌吸引）
- 家の換気を改善し、地下室から居間へのラドンの移動を防ぐ。
- 地下室にラドンサンプシステムを設置する。
- 正圧換気システムまたは正圧換気システムを設置する。
EPA によれば、ラドンを減らす方法は「主に換気パイプ システムとファンを使用して、家の下からラドンを吸い上げて外に排出する」もので、これは床下減圧、能動土壌減圧、土壌吸引とも呼ばれています。[12]一般的に、屋内のラドンは床下減圧と、窓やその他の建物の開口部から離れた屋外にラドンを含んだ空気を排出することで軽減できます。「EPA は一般的にラドンの侵入を防ぐ方法を推奨しています。たとえば土壌吸引は、ラドンを家の下から吸い上げてパイプを通して家の上の空気に排出し、そこでラドンがすぐに希釈されるようにすることで、ラドンが家に入るのを防ぎます」また、「EPA はラドンを減らすためにシーリングのみを使用することを推奨していません。シーリングだけではラドン レベルを大幅にまたは一貫して下げることが示されていないためです」。[172]
正圧換気システムは、熱交換器と組み合わせて、外部との空気交換の過程でエネルギーを回収することができる。地下室の空気を単に外部に排出することは、実際にはラドンガスを住居内に引き込む可能性があるため、必ずしも実行可能な解決策ではない。床下空間に建てられた住宅は、「ラドンバリア」（床下空間を覆うプラスチックシート）の下に設置されたラドンコレクターの恩恵を受けることができる。[12] [173]床下空間について、EPAは「床下空間の住宅のラドン濃度を下げる効果的な方法は、高密度プラスチックシートで土間を覆うことである。通気管とファンを使用してシートの下からラドンを吸い取り、屋外に排出する。この土壌吸引の形態は膜下吸引と呼ばれ、適切に適用されれば、床下空間の住宅のラドン濃度を下げる最も効果的な方法である」と述べている。[172]
参照
- 国際ラドンプロジェクト
- ルーカスセル
- 多色性ハロー（別名ラジオハロー）
- 放射線被ばく補償法
注記
- ^ ラドン嵐を参照。
参考文献
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外部リンク
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