ラドンは化学元素で、記号 Rn、原子番号86です。放射性 希ガスであり、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、土壌や岩石から放出されるのに十分な半減期（3.825日）を持つのは222 Rnのみです。ラドン同位体は、ラジウム同位体の即時崩壊生成物です。

最も安定な同位体である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、ラドンは今後数十億年間は地球上に存在すると考えられます。これは、半減期が少なくとも数十億年である豊富な放射性核種である238 Uと232 Thの崩壊系列の過程でラドンが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」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。[4] 222 Rn は、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に崩壊する、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過程で大量に発生します。220 Rn は、 232 Th の崩壊系列（トリウム系列とも呼ばれる）の中間段階として微量に発生し、最終的には安定した208 Pbに崩壊します。

ラドンは1899年、モントリオールのマギル大学でアーネスト・ラザフォードとロバート・B・オーエ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。当初「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エンズ、アンドレ＝ルイ・ドビエルヌがそれぞれラジウム、酸化トリウム、アクチニウムを用いた実験中に特定され、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」を単離してその特性を解明した。 1911年、ラムゼーとホワイトロー・グレイによって単離された元素は国際原子量委員会によって承認され、1923年には国際化学元素委員会と国際純正応用化学連合（IUPAC）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。トロンとアクチノンもIUPACによってこの元素の異なる同位体として認められました。 [5]

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す。また、湧き水や温泉などの地下水にもラドンが存在することがあります。[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ます。 [7]また、地震につながる地震活動の後には、ラドンが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います。[8]建物内のラドン検査や、床下減圧などの技術を用いた緩和策の実施も可能です。[9] [10]

疫学研究では、高濃度のラドンの吸入と肺がんの発症率の間に明確な関連性があることが示されている。[11]ラドンは世界中で室内空気質に影響を与える汚染物質である。ラドンは空気よりも密度が高いため、住宅の地下室や床下空間に蓄積される。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人が肺がんで死亡している。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ある。ラドンは肺がんの原因として2番目に多いが、EPAの政策指向の推計によると、非喫煙者の間では第1位の原因となっている。[12]低線量被ばくの健康影響については、大きな不確実性が存在する。[13]地質の地域差により、ラドンガスへの被ばくレベルは場所によって異なる。[14]

特徴

アーネスト・ラザフォードが1908年に撮影したラドンの放射スペクトル。スペクトルの横の数字は波長です。中央のスペクトルはラジウム放射（ラドン）によるもので、外側の2つはヘリウム放射（波長補正のために追加）によるものです。

物理的特性

霧箱内のラドンの放射線の様子

ラドンは無色、無臭、無味の気体[15]であるため、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 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。[16]ラドンは室温で最も密度の高い気体の一つであり ( 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化します。[17]凝縮すると、発生する強力な放射線のために白熱します。[18]水には溶けにくいが、より軽い希ガスよりも溶けやすい。有機液体には水よりもかなり溶けやすい。溶解度式は以下の通りである。[19]

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あり、化学的にはあまり反応性がありません。不活性電子対効果により6s殻が安定化し、結合に利用できなくなります。これは相対論的量子化学においてのみ理解されている結果です。[20] : 66  Rn222の半減期は3.8日であるため、物理学においては天然トレーサーとして有用です。ラドンは崩壊系列の親元素とは異なり、標準状態では気体であるため、研究のために容易に抽出することができます。[21]

ラドンは、外殻電子が8個あるため、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、外殻電子が強く結合した安定した最小エネルギー配置が形成される。[22]ラドンの第一イオン化エネルギー（電子を1個取り出すのに必要な最小エネルギー）は1037 kJ/molである。[23]周期的傾向に従い、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いため、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）であり、硫化水素水和物（H
2S）。[24]

ラドンは高価で放射能も強いため、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、すべてフッ化物か酸化物である。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）。[25] 523 K（250 °C; 482 °F）以上の温度で元の元素に分解し、水によってラドンガスとフッ化水素に還元されます。また、水素ガスによって元の元素に還元されることもあります。[26]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によると、Rn-F結合距離は2.08 オングストローム（Å）であり、より軽い二フッ化キセノン（XeF）よりも熱力学的に安定で揮発性が低いと予測されている。
2）。[27]八面体分子 RnF
6二フッ化物よりもさらに低い生成エンタルピーを持つことが予測された。 [28] [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。[29]

Rn (g) + 2 [O
2]+
[SbF
6]−
(s) → [RnF]+
[Sb
2F
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
2F
2SB
2F
11ウラン鉱山におけるラドンガス除去には、ラドンフッ素化合物の形成が考慮されてきた。[21]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。[26]さらに、[RnF] +陽イオンとSbF陰イオンの塩も、ラドンフッ素化合物の形成に重要な役割を果たしている。−
6、TaF−
6、およびBiF−
6が知られている。[26]ラドンは二フッ化二酸素によってRnFに酸化される。
2173 K（−100 °C; −148 °F）で[26]

ラドン酸化物は、報告されているラドンの他の数少ない化合物の一つである。[30]三酸化物（RnO
3）が確認されている。[2]フッ素含有量の高いRnF
4およびRnF
6安定していると主張されているが、確認されていない。[20]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である可能性がある。
4、RnF
6[26]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]として沈殿したことによるものだ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加水分解溶液のさらなる研究によって、この反応が裏付けられました。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かもしれません。また、電気泳動研究では、弱酸性水溶液（pH > 5）中に陽イオン性の[HRnO 3 ] +と陰イオン性の[HRnO 4 ] −のラドンが存在することが示唆されており、この手順は既に同族の三酸化キセノンを用いた実験によって検証されています。[2]

崩壊法も用いられている。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ラドンの高次フッ化物（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6s2
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見つかっていない。[26]

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分子は、
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[20]（XeF8は熱力学的に不安定である）。

ラドンは液体のハロゲン化物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、ラドンは揮発性がなく、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）の化学反応と類似している。[26] 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] 、水溶液中で安定な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。[26]

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種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、Ra自身も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の娘核種として存在する。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と考えられるが、エネルギー的には可能ではあるものの、この過程はこれまで観測されていない。[41]

他の3つのラドン同位体は半減期が1時間を超えます。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 （トロンとも呼ばれます）は、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）（「アクチノン」と呼ばれます）から生成され、半減期は3.96秒のアルファ線放出体です。[38]

ウラン系列
ラジウムまたはウラン系列

娘たち

222 Rnはラジウムおよびウラン238の崩壊系列に属し、半減期は3.8235日です。最初の4つの生成物（限界崩壊系列を除く）は非常に短寿命であるため、対応する崩壊は初期のラドン分布を示しています。その崩壊は以下の順序で進行します（主要な崩壊枝のみを示しています）。[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 年と非常に長く、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担っている）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状態に達します。平衡係数は、両方の活性が等しい場合、つまり、崩壊生成物が平衡状態に達するのに十分な時間、ラドン親核種の近くに留まった場合（数時間以内）に1になります。このような条件下では、ラドン1 pCi/Lが1増加するごとに、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）増加します。これらの条件は常に満たされるわけではなく、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1 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がラドンと平衡状態に達するまでには、環境要因に依存してはるかに長い時間がかかります。[44]しかし、環境が長期間にわたって塵埃の蓄積を許容する場合、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の比率を用いる方が有用であることが示されています。[45]

ラドン娘核種は静電気を帯びるため、表面や塵埃粒子に付着しますが、気体ラドンは付着しません。付着によりラドン娘核種は空気中から除去され、通常、大気中の平衡係数は1未満になります。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します。疫学研究で示された平衡係数は0.4です。[46]

歴史と語源

ラムゼーとワイトロー＝グレイがラドンを分離するために使用した装置。Mは毛細管で、約0.1 mm ³ のラドンが分離されている。水素と混合されたラドンはサイフォンAから真空システムに入り、水銀は黒で示されている。

ラドンは1899年、モントリオールのマギル大学でアーネスト・ラザフォードとロバート・B・オーエンズによって発見されました。[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した。[48] 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ヶ月間放射能を帯び続けることを観察しました。[49]同年後半、ラザフォードとオーエ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きました。[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（流出する）とemanatio（呼気）に由来）と名付けました。[50]後に「トリウムエマネーション」（Th Em）と名付けました。 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実験結果を報告し、「ラジウムエマネーション」（Ra Em）と名付けました。[51] 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。[52] 1903年、アンドレ＝ルイ・ドビエルヌはアクチニウムからも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。[53]

3つの放射体には、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、エクストリオ、エクサクティニオ[54] 、1918年にはラドン（Ro）、トロン（To）、アクトンまたはアクトン（Ao）[ 55] 、1919年にはラデオン、ソレオン、アクチネオン[56]、そして最終的に1920年にはラドン、トロン、アクチノン[ 57 ]である（ラドンという名称は、オーストリアの数学者ヨハン・ラドンとは無関係である）。 1904年、ウィリアム・ラムゼー卿は、これらの「放射体」には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。[54]

1909年、ラムゼーとロバート・ワイトロー・グレイはラドンを単離し、その融点と臨界点を決定した。[58]予想された周期的傾向に従わないため、彼らが得た融点（唯一の実験値）は1925年にフリードリヒ・パネートとE・ラビノヴィッチによって疑問視されたが、 2018年の第一原理モンテカルロシミュレーションはラムゼーとグレイの結果とほぼ正確に一致した。[59] 1910年に彼らはラドンの密度（既知のガスの中で最も重いことを示した）と周期表における位置を決定した。[58]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）に由来）という新しい名称を提案した。 [60]そして1912年、この名称は国際原子量委員会に承認された。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定した。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。このことは、この元素の発見に関する文献において混乱を引き起こした。なぜなら、ドーンは同位体ラドンを発見したが、元素ラドンを発見したのは彼が初めてではなかったからである。[5]

1960年代まで、この元素は単にエマネーションとも呼ばれていました。[61]ラドンの最初の合成化合物であるフッ化ラドンは1962年に得られました。[62]今日でも、 「ラドン」という言葉は、元素そのもの、またはその同位体であるラドン222を指す場合があり、この曖昧さを回避するために、ラドン220の短縮名としてトロンが使われ続けています。ラドン219のアクチノンという名称は、おそらくその同位体の半減期が短いため、今日ではほとんど見られません。[5]

鉱山におけるラドン被曝の危険性は 古くから知られており、被曝量は1,000,000 Bq /m 3に達することもある。1530年、パラケルススは鉱夫の衰弱病であるマラ・メタロルム（mala metallorum ）について記述し、ゲオルク・アグリコラはこの高山病（ベルクズクト）を避けるために鉱山での換気を推奨した。[63] 1879年、ドイツのシュネーベルクの鉱夫を調査したハーティングとヘッセは、この病気が肺がんであると特定した。[64]ラドンと健康に関する最初の主要な研究は、ボヘミアのヨアヒムスタール地方のウラン鉱山において行われた。[65]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の健康への影響が数十年にわたって明らかになった後、研究と緩和策が講じられた。基準が導入されたのは1971年になってからであった。[66]

20世紀初頭、米国ではラドンの娘核種である鉛210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ラドン2​​22を封入した密封小線源治療用の金シードに由来する。[67]

屋内空気中のラドンの存在は、1950年代初頭から記録されています。1970年代初頭には、屋内ラドンの発生源、濃度の決定要因、健康への影響、そして緩和策に関する研究が開始されました。米国では、1984年に広く報道された事件をきっかけに、屋内ラドンの問題が広く知られるようになり、調査が強化されました。ペンシルベニア州の原子力発電所で行われた定期モニタリング中に、作業員が放射能汚染されていることが判明しました。その後、作業員の自宅に高濃度のラドンが存在していたことが原因であると特定されました。[68] [64]

発生

集中単位

210 Pbは222 Rnの崩壊によって生成されます。これは、日本で観測された210 Pbの沈着率の典型的な例であり、ラドン濃度の変動による時間変化を示しています。[69]

環境中のラドン濃度に関する議論では、ウランとラジウムの崩壊生成物であるラドン222が言及されます。ラドン220 （トリウムの崩壊系列から生成）の平均生成率はラドン222とほぼ同じですが、ラドン220の半減期が短い（それぞれ55秒、3.8日）ため、環境中のラドン220の量はラドン222よりもはるかに少なくなります。[4]

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。米国でよく使用されるもう一つ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]一般的な家庭における曝露量は、屋内では平均約48 Bq/m 3ですが、これは大きく変動します。屋外では15 Bq/m 3です。[70]

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）で測定されます。1 WLは、1リットルの空気中に含まれる1.3 × 10 5  MeVの潜在的なアルファエネルギーを放出する短寿命の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相当します。 [43] 1 WLは、空気1立方メートルあたり2.08 × 10 −5ジュール（J/m 3）に相当します。[4]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 ）で表されます。1 WLMは、3.6 × 10 −3 J·h/m 3に相当します。1作業月（170時間）に1 WLに被ばくすると、累積被ばくは1 WLMになります。国際放射線防護委員会は、鉱山労働者の年間限度を4.8WLMと勧告している。[71] : 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やその他の放射性同位元素に崩壊します。210 Pbの濃度は測定可能です。この放射性同位元素の沈着速度は天候に依存します。[72]

自然環境中のラドン濃度は化学的に検出するには低すぎる。1,000 Bq/m 3（比較的高い）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個の原子に相当します。 [73]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。 [74]

自然

ウラン鉱山の隣のラドン濃度

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。[14] [75]表土1平方マイルあたり、深さ6インチ（2.6 km 2から深さ15 cm）の土壌には約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。[4]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。[76]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 ）。洞窟や換気された鉱山、あるいは換気の悪い住宅では、濃度は20～2,000 Bq/m 3にまで上昇します。[77]

鉱山ではラドン濃度がはるかに高くなる可能性があります。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されており、95パーセンタイル値は最大で約3WL（空気1リットルあたり546 pCi 222 Rn、 1976年から1985年の測定値で20.2 kBq/m 3 ）に達します。 [4]ガスタイン・ヒーリング・ギャラリー （換気なし）の空気中のラドン濃度は平均43 kBq/m 3 (1.2 nCi/L)、最大値は160 kBq/m 3 (4.3 nCi/L)です。[78]

ラドンは主にラジウム／ウラン系列（崩壊系列）（222 Rn）に含まれ、トリウム系列（220 Rn）にもわずかに含まれます。この元素は、ウランまたはトリウムの痕跡が見られる世界中の土壌や一部の建築材料から自然に放出されます。特に、ウラン濃度が高い花崗岩や頁岩を含む土壌の地域で顕著です。花崗岩質地域すべてがラドンの放出量が多いわけではありません。ラドンは希ガスであるため、通常は断層や砕け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ります。半減期が非常に短いため（222 Rnの場合4日間）、ラドン濃度は発生地域から離れると急速に減少します。ラドン濃度は季節や大気条件によって大きく変動します。例えば、気象逆転現象が発生し、風が弱い場合、ラドンは大気中に蓄積されることが示されています。[79]

高濃度のラドンは、一部の湧き水や温泉で発見される。[80]モンタナ州ボルダー、三朝町、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る。ラドン鉱泉と分類されるには、ラドン濃度が2 nCi/L（74 kBq/m 3）以上でなければならない。[81]ラドン鉱泉の放射能は、メラーノでは2 MBq/m 3 、ルリジア（イタリア）では4 MBq/m 3に達する。 [78]

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絶えず失います。したがって、岩石中に存在するラドン226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、地下水のラドン222の濃度は表層水よりも高くなります。同様に、土壌の飽和帯では、大気への拡散損失のため、ラドン含有量が不飽和帯よりも高くなることがよくあります。 [82]

1971年、アポロ15号は月面アリスタルコス高原の上空110km（68マイル）を通過した際、222 Rnの崩壊に起因すると考えられるアルファ粒子の顕著な増加を検出した。222 Rnの存在は、後にルナ・プロスペクターの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た。 [83]

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・温度曲線が似ており、製油所では沸点に基づいて石油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。 [84]

石油・天然ガス産業の残留物には、しばしばラジウムとその娘核種が含まれています。油井の硫酸塩スケールにはラジウムが多く含まれる場合があり、また油井から出る水、油、ガスにはラドンが含まれることがよくあります。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します。[84]

建物内の蓄積

ラドン発見後数十年間のラドン濃度測定は、主に地質調査におけるラジウムとウランの存在を確認するために行われました。1956年には、おそらく最初の屋内ラドン崩壊生成物調査がスウェーデンで実施されました[85]。これは、ラドンとその崩壊生成物への公衆曝露量を推定する目的でした。1975年から1984年にかけて、スウェーデン、オーストリア、アメリカ合衆国、ノルウェーで、屋内および都市部におけるラドン濃度の測定を目的とした小規模な研究が行われました[64] 。

住宅内の典型的な対数正規分布
EPAが推奨する4 pCi/Lを超えるラドン濃度を持つ米国の住宅の割合の予測

1984年、米国ペンシルベニア州モンゴメリー郡の新しいリメリック原子力発電所で行われた厳格な放射線検査で、原子炉に燃料が投入されたことがなく、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、偶然、住宅内で高濃度のラドンが発見された。彼の自宅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箱を吸うのと同じで、彼と家族は肺がんを発症するリスクが13～14%増加すると告げられた。[86]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。[87]ペンシルベニア州での事件以来、米国では数百万件の住宅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、長期にわたって実施されます。[64]

アメリカ合衆国では、典型的な家庭内被曝量は、屋内で約100 Bq/m 3 (2.7 pCi/L)です。あらゆる建物で、ある程度のラドンが検出されます。ラドンは主に、地面に接する建物の最下層から土壌から直接建物内に侵入します。水道水に含まれる高濃度のラドンも、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。建物へのラドンの典型的な侵入経路は、堅固な基礎や壁の亀裂、建築接合部、吊り床や給水管周辺の隙間、壁内の空洞、そして水道管です。[15]同じ場所でも1時間でラドン濃度が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きく異なることもあります。[4]

ラドン濃度の分布は一般的に部屋ごとに異なり、測定値は規制プロトコルに従って平均化されます。屋内ラドン濃度は、特定の地域においては通常、対数正規分布に従うと想定されています。 [88]そのため、ある地域における「平均」ラドン濃度を推定する際には、一般的に幾何平均が用いられます。[89]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。[90]

米国で最もラドンの危険性が高い地域は、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。[91]アイオワ州は、カナダ楯状地の花崗岩を大規模な氷河作用によって粉砕し、土壌として堆積させたため、米国で最も高い平均ラドン濃度を記録しています。この土壌は、アイオワ州の豊かな農地を形成しています。[92]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を義務付けています。アイルランドで2番目に高い数値は、コーク州マロウのオフィスビルで測定され、地元住民に肺がんへの懸念を引き起こしました。[93]

ワルシャワ工科大学に設置された土壌中のラドン濃度を測定するための固定設置型装置

ラドンは無色無臭の気体であるため、空気中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ある。米国では、ホームセンターなどの小売店で家庭用のラドン検査キットが一般に販売されており、検査は資格を持った専門家（多くの場合住宅検査官）を通じて受けることができる。屋内のラドン濃度を下げる取り組みはラドン低減と呼ばれている。米国では、EPA（環境保護庁）はすべての住宅でラドン検査を行うことを推奨している。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る。[94]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ある。[64]

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された後に得られる。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、ルテニウム、CO
2、H
2Oと炭化水素。混合物を993 K（720 °C; 1,328 °F）の銅に通してHを除去することで精製されます。
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。[95]

ラドンの商業化は規制されているが[96] 、 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）の価格は、約6,000米ドル（2024年には8,763米ドルに相当）であった。[97]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成される。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。ガス状のラドン222（半減期は約4日）は拡散によってカプセルから逃げる。[98]ラドン源は、ラジウム226を固体ステンレス鋼に埋め込むことで科学的目的のためにも製造されている。[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療法の一つに、放射線照射室での病気治療がありました。[106]これは、患者がラドンの「薬効」を期待してラドンに曝露される、密閉された小さな部屋でした。ラドンの電離放射線による発がん性は、後に明らかになりました。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用されてきましたが、[107]健康な細胞の健康状態を改善することはありません。電離放射線はフリーラジカルの形成を引き起こし、それが細胞を損傷し、がんを含む病気の発生率を高めます。[108] [109]

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によって、関節炎などの自己免疫疾患を軽減すると示唆されている。[110] [111]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「健康鉱山」が設立され、放射性鉱山水とラドンへの限定的な曝露によっ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。しかし、高線量放射線が体に及ぼす悪影響は十分に裏付けられているため、この慣行は推奨されていない。[112]

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以前からオーストリアのバートガシュタインで使われていた。ラジウムを豊富に含む泉は、鳥取県三朝の伝統的な日本の温泉でも使われている。飲用療法はドイツのバート・ブラムバッハで行われ、20世紀初頭にはラドンを含んだ泉の水が瓶詰めされて販売されていた（ラドンの半減期が短いため、消費者に届く頃にはラドンはほとんど含まれていないか、全く含まれていなかった）。[113]吸入療法はオーストリアのガシュタイナー・ハイルシュトレン、ポーランドのシフィエラドウ・ズドルイ、チェルニアヴァ・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。アメリカとヨーロッパには、ドイツのバート・シュミーデベルクのように、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」がいくつかあります。 [111] [114]

核医学

密封小線源治療で使用される222 Rnおよび125 I含有シード

ラドンは放射線療法用に商業的に生産されてきましたが、その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置き換えられています。ラドンは、金またはガラス製の埋め込み型シードに使用され、主に癌治療に用いられ、近接放射線療法として知られています。金シードは、ラジウム源から汲み上げられたラドンを長い管に充填し、その後、管を折り曲げて切断することで短いセクションに分割することで製造されます。金層はラドンを内部に閉じ込め、アルファ線とベータ線を遮断する一方で、ガンマ線（病変組織を死滅させる）を放出します。放射能はシード1個あたり0.05～5ミリキュリー（2～200MBq）の範囲です。[107]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）によって生成されます。[115]

半減期11回（42日）後、ラドンの放射能は元のレベルの2,048分の1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および210 Poの2,000倍です。[107] [115]

211 Rnは211 Atを生成するために使用することができ、これは標的アルファ線治療に使用されます。[116]

科学的

土壌からのラドンの放出量は土壌の種類や地表のウラン含有量によって変化するため、屋外のラドン濃度はある程度まで気団の追跡に利用できる。 [117] [a]ラドンは大気中に急速に放出され、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利用されている。河川におけるラドンの有意な濃度は、その地域に地下水が流入していることを示す指標となる可能性がある。[118]

ラドン土壌濃度は、地下深くに埋もれた地質断層の位置を測るために利用されてきた。なぜなら、断層上ではラドン濃度が一般的に高くなるからである。[119]同様に、地熱勾配の探査にも限定的に利用されてきた。[120]

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。[121] [122] 1966 年のタシケント地震[123]と1994 年のミンドロ地震[122]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、それによって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不当ではないかもしれない。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、地震がラドンの信号なしで発生することが多く、またラドンが検出されても地震が続かないことが多いことがわかった。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。[124] 2009年時点では、 NASAによって地震の前兆現象として調査されていました。[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ます。[125]

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ます。これは、地下深部から汲み上げられた物質中に存在するためです。ラドンは急速に拡散し、様々な調査において放射線による危険性は実証されていません。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、地下深部に再注入するため、環境への影響は最小限に抑えられます。[126] 1989年に行われた地熱流体中のラ​​ドンによる集団線量調査では、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ました。これは、原子力発電所の14C排出による集団線量2.5マンシーベルトと比較して低い数値です。[127]

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。[128]第二次世界大戦後、 60 Coや192 Irなどの他のX線源が利用可能になり、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。[129]

健康リスク

鉱山では

222 Rn の壊変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[130]、吸入可能なガスであるため、高濃度のラドンに長期間曝露された人にとっては肺がんが特に懸念される。1940 年代から 1950 年代には、鉱山で高額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が[131] 、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[132]や南オーストラリア[ 133]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[134] 、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。この時期に、数人の起業家が米国の旧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よいと宣伝した。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[135]、政府は1975年にそのような広告を禁止し[136]、その後の研究で、放射線が体に及ぼす悪影響が文書化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について議論が交わされた[137] 。

それ以来、操業を継続している影響を受けた鉱山のほとんどにおいて、換気などの対策によりラドン濃度が低下してきました。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まで低下しています。これにより、ラドンによる職業性癌のリスクは減少しましたが、現在影響を受けた鉱山で働いている人々や過去に働いていた人々にとっては、健康問題が依然として残る可能性があります。[138]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向上しました。[139]

コロラド州ライフル近郊の鉱滓池。ウラン鉱山からの廃棄物が沈殿し、大気にさらされることで、ラドンガスが大気中に放出され、崩壊生成物が地下水に流れ込む。[140]

ウラン鉱石の加工処理に伴う残留物もラドンの発生源となり得る。覆っていない廃棄物置き場や鉱滓池[4]にはラジウムが多く含まれており、このラドンは容易に大気中に放出され、周辺住民に影響を与える可能性がある。[141]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。[140]

ウラン鉱山以外の鉱山では、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高くなる可能性があります。ウラン鉱山以外の鉱山におけるラドン濃度測定のレビューでは、リン鉱山や岩塩鉱山などの非金属鉱山で最も高いラドン濃度が見られました。[142]しかし、換気設備のない古いウラン鉱山や廃坑となったウラン鉱山では、依然として極めて高いラドン濃度が見られる可能性があります。[143]

研究者らは、肺がんに加えて、ラドン曝露によって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。一般集団を対象とした研究による実証的裏付けには一貫性がなく、ウラン鉱山労働者を対象とした研究では、ラドン曝露と慢性リンパ性白血病との相関関係が認められた[144]。また、現在の研究では、屋内ラドン曝露と健康状態の悪化（すなわち、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[145] 。鉱山労働者、精錬業者、輸送業者、原子力施設労働者、およびそれぞれの労働組合を含む原子力産業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）[146]や放射線被ばく補償法（米国）などのプログラムに基づき、ラドンおよび放射線被ばくの影響を受けた人々への補償が実現している[147] 。

国内レベルの露出

ラドンは、米国では肺がんの第2位の原因であり、環境保護庁（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[148]。第1位は喫煙である[149] 。他の研究者らは、英国[138]とフランス[150]についても同様の結論に達している。建物内でのラドンへの曝露は、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。[151]ラドンへの曝露の最大のリスクは、気密性が高く、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。[152]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、空気の拡散と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。[153]

米国、ヨーロッパ、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）は肺がんと関連付けられている。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%）が死亡している。[12] [154]ヨーロッパでは、がん全体の2%がラドンに起因するとされており、[155]特にラドン濃度の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る。 [156]疫学者R.ウィリアム・フィールドらが米国で実施した最も包括的なラドン研究の一つでは、EPAの基準値4 pCi/Lで長期曝露した場合でも、肺がんリスクが50%増加することが明らかになった。北米とヨーロッパのプール解析でも、これらの知見が裏付けられている。[152]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、[157]文献の分析では、ラドンが屋内に蓄積し[145]、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る。[155]

トロン（220 Rn）は、半減期が短いため、家庭内被曝に関しては222 Rnよりも研究が進んでいません。しかし、伝統的な木骨造りの家屋や粘土壁仕上げの近代的な家屋など、土壁建築の建物では比較的高い濃度で測定されており[158] 、またトリウムやモナザイトを多く含む土壌や砂地の地域でも高濃度で測定されています[159] 。トロンは、屋内ラドン被曝による総放射線量への寄与は小さく[160] 、考慮に入れないと222 Rnの測定に影響を及ぼす可能性があります[159] 。

アクションと参照レベル

WHOは2009年に、住宅内のラドン濃度について、100 Bq/m 3という推奨基準値（国家基準値）を提示しました。この勧告では、この基準値が設定できない場合は、最高基準値として300 Bq/m 3を選択すべきであるとも述べられています。国家基準値は限界値ではなく、住宅における年間平均ラドン濃度の許容最大値を示すものでなければなりません。[161]

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。例えば、EPAは74 Bq/m 3 (2 pCi/L)という低い濃度でも対策を講じることを推奨しています。 [70]また、欧州連合は、古い家屋では400 Bq/m 3 (11 pCi/L)、新しい家屋では200 Bq/m 3 (5 pCi/L)に達した時点で対策を講じることを推奨しています。[162] 2010年7月8日、英国の健康保護庁は、「対策レベル」を200 Bq/m 3に維持しながら、「目標レベル」を100 Bq/m 3に設定するという新しい勧告を発表しました。[163]ノルウェー放射線原子力安全局（DSA）も（英国と同様に）同様の基準値を公表しており[164]、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が行動基準値として設定されている。[165]

吸入と喫煙

疫学研究の結果によると、住宅内ラドンへの曝露によって肺がんのリスクが高ま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例として、肺がんの主な危険因子である喫煙が挙げられます。米国では、喫煙は肺がん全体の80～90%の原因であると推定されています。[166]

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す。喫煙者の場合、1,000人中約62人が肺がんにより死亡するのに対し、喫煙経験のない人の場合は1,000人中7人が死亡します。[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ません。

ラドンは、肺がんの既知または疑われる他の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。これは欧州のプール研究によって実証されました。[167]このプール研究の解説[167]には、「住宅におけるラドンのリスクについて単純に論じ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、喫煙者にとってはラドンの相乗効果によってさらに悪化します。喫煙がない場合、その影響は無視できるほど小さいと考えられます。」と記されています。

欧州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差がある。喫煙との相関が高い小細胞肺がんは、ラドン曝露後にリスクが上昇する。一方、主に非喫煙者に発症する腺がんなどの他の組織学的サブタイプでは、ラドンによるリスクは低いようである。[167] [168]

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および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ます。[169]これは、これまで日常的に使用されてきた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ます。[170]

2001年に実施された研究では、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人を対象とした。その結果、ラドン曝露は非喫煙者の肺がんリスクを高めることが示された。家庭内でタバコの煙に曝露されていたグループはリスクがはるかに高かったのに対し、受動喫煙に曝露されてい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。[171]

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、研究によると生物学的半減期は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、米国国立研究会議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ぼ無視できると考えられていました。[172]地下水源からの水には、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可能性がありますが、地表水源には通常含まれません。[173]ラドンは、温度が上昇したり、圧力が低下したり、水が空気化されたときにも水から放出されます。シャワー中に、家庭での水からのラドンの放出と曝露の最適条件が起こりました。ラドン濃度が10 4  pCi/Lの水は、通常の条件下で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。[75]しかし、汚染された地下水から大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。[174]

海面上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。 [175]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

ラドン検出器
デジタルラドン検出器
ラドン検査キット

ラドンガスの検査は比較的簡便です。一部の国では、系統的ハザードが知られている地域では、これらの検査が体系的に行われています。ラドン検知装置は市販されています。デジタル式ラドン検知器は、日次、週次、短期、長期の平均値の継続的な測定をデジタルディスプレイに表示します。初期スクリーニングに使用される短期ラドン検査装置は安価で、場合によっては無料で入手できます。短期ラドン検査には重要なプロトコルがあり、厳守することが不可欠です。キットには、住宅の最下階に2～7日間吊るす集光器が含まれています。その後、集光器を研究所に送って分析してもらいます。最長1年以上の集光が可能な長期キットも利用可能です。屋外用検査キットは、建設開始前に土地からのラドン放出を検査できます。[12]ラドン濃度は日々変化するため、正確なラドン曝露量を推定するには、個人が長時間過ごす空間における長期平均ラドン測定が必要です。[176]

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、日中の最も涼しい時間帯、つまり気圧差が最も大きい時間帯に最高値となります。[75]したがって、高い結果（4 pCi/L以上）が出た場合は、より高額な除去工事を行う前に、検査を再度実施することが妥当です。4～10 pCi/Lの測定値の場合は、長期的なラドン検査が必要です。10 pCi/Lを超える測定値の場合は、除去工事が不当に遅れないように、短期的な検査のみを実施します。EPAは、売主がラドン濃度を4 pCi/L以下に除去していない場合、不動産購入者に対し、購入を延期または拒否するよう勧告しています。[12]

ラドンの半減期はわずか3.8日であるため、発生源を除去または隔離することで、数週間以内に危険性を大幅に低減できます。ラドン濃度を低減するもう一つの方法は、建物の換気を改善することです。一般的に、換気量が低下すると、室内のラドン濃度は増加します。[4]換気の良い場所では、ラドン濃度は屋外の値（通常は10 Bq/m 3、範囲は1～100 Bq/m 3）と一致する傾向があります。[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] [177]

  • 床下の換気を増やすことで床下の減圧（土壌吸引）を実現します。
  • 家の換気を改善し、地下室からリビングルームへのラドンの移動を防ぎます。
  • 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によると、ラドンを低減する方法は「…主に換気パイプシステムとファンを用いて、家の下からラドンを吸引し、屋外に排出する」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ます。[12]一般的に、屋内のラドンは、床下減圧を行い、ラドンを含んだ空気を窓などの開口部から離れた屋外に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。例えば、土壌吸引は、ラドンを家の下から吸引し、パイプを通して家の上の空気中に排出することで、ラドンが急速に希釈されるため、ラドンが家に入るのを防ぎます」また、「EPAは、ラドンを低減する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。シーリング単独では、ラドン濃度を著しく、または一貫して低下させることが示されていないためです」[178] 。

正圧換気システムは熱交換器と組み合わせることで、屋外との空気交換過程でエネルギーを回収することができます。地下室の空気を単に屋外に排出するだけでは、ラドンガスを住宅内に引き込む可能性があるため、必ずしも現実的な解決策とは言えません。床下空間に建てられた住宅では、「ラドンバリア」（床下空間を覆うプラスチックシート）の下にラドンコレクターを設置することで効果が得られる場合があります。[12] [179] EPAは、床下空間について、「床下空間の住宅におけるラドン濃度を低減する効果的な方法は、高密度プラスチックシートで土間を覆うことです。換気パイプとファンを用いて、シート下からラドンを吸引し、屋外に排出します。この土壌吸引法は膜下吸引法と呼ばれ、適切に適用すれば、床下空間の住宅におけるラドン濃度を低減する最も効果的な方法です。」と述べています。[178]

参照

注記

  1. ^ ラドン嵐を参照。

参考文献

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ウィキバーシティにはラドン原子に関する学習リソースがあります
  • 米国環境保護庁のラドン
  • 世界のラドンマップ
  • ビデオ周期表のラドン（ノッティンガム大学）
  • アメリカ肺協会によるラドンと肺の健康
  • ラドンの地質学、ジェームズ・K・オットン、リンダ・CS・ガンダーセン、R・ランドール・シューマン
  • 住宅購入者と販売者のためのラドンガイド 国際認定住宅検査官協会（InterNACHI）による記事
  • ラドンの毒性プロファイル、パブリックコメントのための草案、毒性物質・疾病登録局、2008年9月