การสลายตัวของเรดอนคืออะไร

เรดอนเกิดขึ้นตามธรรมชาติและเกิดจากการสลายตัวของยูเรเนียม อะตอมของเรดอนก็สลายตัวด้วยการปล่อยอนุภาคอะตอม องค์ประกอบนั้นและองค์ประกอบบางอย่างที่มันสลายตัวนั้นมีกัมมันตภาพรังสีและอาจทำให้เกิดโรคในมนุษย์

องค์ประกอบทั้งหมดประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสของพวกเขายกเว้นไฮโดรเจนซึ่งมีเพียงโปรตอน พร้อมกับอนุภาคนิวเคลียสองค์ประกอบยังมีอนุภาคอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส องค์ประกอบถูกจำแนกตามจำนวนของโปรตอนที่มี หมายเลขนี้เป็นเลขอะตอมขององค์ประกอบ ตัวอย่างเช่นเรดอนมี 86 โปรตอนเสมอ

องค์ประกอบบางอย่างอาจแตกต่างกันไปในจำนวนของนิวตรอนในนิวเคลียส สิ่งเหล่านี้เรียกว่าไอโซโทปของธาตุและไอโซโทปแต่ละอันนั้นรู้จักกันในชื่อมวลซึ่งเป็นจำนวนโปรตอนที่เพิ่มเข้ากับปริมาณของนิวตรอน ยกตัวอย่างเช่นไอโซโทปเรดอนที่พบมากที่สุดคือเรดอน -222 มี 86 โปรตอนและ 136 นิวตรอนในนิวเคลียส ไอโซโทปที่พบได้น้อยคือเรดอน -220

องค์ประกอบสลายตัวในสองวิธี พวกเขาสามารถปล่อยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัวซึ่งเปลี่ยนทั้งเลขอะตอมและเลขมวล สิ่งนี้เรียกว่าการสลายตัวของอัลฟาและอนุภาคที่ถูกปล่อยออกมาเป็นกลุ่มเรียกว่าอนุภาคอัลฟา

การสลายตัวของเบต้าคือเมื่อนิวตรอนปล่อยอิเล็กตรอนและกลายเป็นโปรตอน อิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมานั้นเรียกว่าอนุภาคบีตา สิ่งนี้จะเปลี่ยนหมายเลขอะตอมเนื่องจากมีโปรตอนใหม่ปรากฏอยู่ในองค์ประกอบ จำนวนมวลไม่เปลี่ยนแปลง

เรดอนเองนั้นเป็นผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของยูเรเนียม -238 การสลายตัวของเรดอนเกิดขึ้นผ่านห่วงโซ่ของเหตุการณ์โดยมีองค์ประกอบหนึ่งเปลี่ยนเป็นองค์ประกอบอื่น ธาตุกัมมันตรังสีไม่สลายตัวทันทีดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงใช้การวัดครึ่งชีวิตเพื่อติดตามความเข้มข้นของธาตุแต่ละชนิด Half-life คือระยะเวลาที่ครึ่งหนึ่งของปริมาณองค์ประกอบเปลี่ยนไปเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่ง

ยกตัวอย่างเช่นเรดอน -222 มีอายุครึ่งชีวิต 3.8 วัน หลังจาก 3.8 วันครึ่งหนึ่งของเรดอนในพื้นที่จะปล่อยอนุภาคแอลฟาหนึ่งอนุภาคและกลายเป็นพอโลเนียม -238 พอโลเนียม -238 มีครึ่งชีวิตเพียงสามนาทีก่อนที่จะปล่อยอนุภาคอัลฟาและกลายเป็นตะกั่ว -214

ตะกั่ว -214 ซึ่งใช้เวลาครึ่งชีวิต 27 นาทีเปลี่ยนเป็นบิสมัท-214 โดยการปลดปล่อยอนุภาคบีตา หลังจาก 20 นาทีครึ่งหนึ่งของบิสมัท-214 จะกลายเป็นพอโลเนียม -214 โดยปล่อยอนุภาคบีตาอีกตัว พอโลเนียมที่มีครึ่งชีวิตเพียง 180 วินาทีจากนั้นสลายตัวเป็นตะกั่ว -210 โดยการปลดปล่อยอนุภาคอัลฟา องค์ประกอบในห่วงโซ่จากเรดอน -222 ถึงตะกั่ว -210 นั้นมีอายุสั้นและเป็นอันตรายเพราะอนุภาคกัมมันตรังสีจำนวนมากถูกปล่อยออกมาในช่วงเวลาสั้น ๆ

การสลายตัวของเรดอนดำเนินไปอย่างช้าๆโดยตะกั่วกลายเป็นบิสมัท -210 ในช่วงเวลาหลายทศวรรษ บิสมัทนั้นใช้เวลาสองสามวันในการสลายตัวของพอโลเนียม 210 อนุภาคบีตาจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างขั้นตอนเหล่านี้ในห่วงโซ่ ในที่สุดพอโลเนียมจะปล่อยอนุภาคแอลฟาออกไปและโซ่ก็จะสิ้นสุดลงในไอโซโทปตะกั่ว -195 ที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสีที่เสถียร

เหตุผลที่การสลายตัวของเรดอนเป็นอันตรายต่อมนุษย์เพราะอนุภาคที่เป็นอิสระจากธาตุกัมมันตรังสีในห่วงโซ่สามารถทำให้เกิดมะเร็งหากพวกเขาติดเครื่องหรือหายใจเข้าเรดอนเป็นก๊าซในบ้านหลายหลังโดยเฉพาะอย่างยิ่งในชั้นใต้ดินและมัน รวบรวมในที่ที่ไม่มีการระบายอากาศ คนงานเหมืองยังสามารถสัมผัสกับก๊าซในระดับสูง เรดอนเองนั้นมาจากการสลายตัวของยูเรเนียม -238 ในดิน ห่วงโซ่การสลายเรดอนจึงเป็นเพียงส่วนหนึ่งของห่วงโซ่การสลายตัวที่มีขนาดใหญ่กว่า