원자 번호: 86

원소 기호: Rn

라돈

radon

  라돈(radon)은 원자 번호가 86번, 질량이 222인 자연에서 다른 방사성 원소가 붕괴해서

     생기는 방사성 기체이다. 화학적으로 불활성 기체 (inert gas)에 속하지만, 방사성 붕괴를

     하므로 다루기 위험하다.

      라돈이 기체이고 방사성을 띄고 있기 때문에 사람이 호흡해서 폐속으로 들어가면

      건강에 해롭다. 라돈이 기체이고 반감기는 짧으나 라돈이 붕괴해서 생기는 원소들이 

      방사성을 띄고 고체이기 때문에 폐 속에 머물게 된다.  라돈-222의 반감기는 3.8일이다.

      흡연을 하지 않지만, 라돈 가스가 많이 방출되는 지역이나, 라돈이 모여있을 수 있는 

      환기가 잘 되지 않는 주거 환경에서도 폐암이 생기는 주요 원인이 된다.

  라돈 기체의 출처와 검출 및 안전성 - 라돈은 주로 지하에서 올라오게 된다.

      지질 구조에 따라 다르지만, 지하수에도 녹아있다. 환기가 잘 안되는 지하실에는

      라돈 기체가 모여 있을 수 있고, 먼지로 라돈의 분해 생성물도 쌓여 있을 수 있다.

      그래서 주거 공간에 라돈 기체의 존재 여부를 검사하기도 한다.

      방사선 검사에서 항상 나타나는 바탕 방사선은 대부분 라돈에서 연유한다. 라돈은 

      반감기가 아주 긴 우라늄이나 토륨에서 발생하는 것이기 때문에, 수만년 전이나

      지금이나 대기중의 라돈의 양은 일정하다.

  라돈의 동위원소 (isotopes)- 라돈은 질량이 다른 동위원소가 많이 존재한다. 그러나

      대부분 반감기가 매우 짧고, 그 존재량도 상대적으로 적다. 가장 대표적인 동위원소는

      질량이 222인 이다. 이것의 반감기는 3.8일이다.  , , 은 반감기가

      222보다는 짧다.  질량이 220인 의 반감기는 55.6 초, 219인 는 3.96 초이다.

      그래서, 우리의 건강과 관련되는 라돈 가스는  이다.

  라돈의 발견 (discovery)- 라돈은 1900년 독일의 Friedrich Ernst Dorn가 라듐의 분해를

     연구하는 과정에서 기체가 나온다는 것을 발표했다. 자세한 최근 검토에 의하면, 라더포드가

     처음 기체를 발견했다고 한다(참고 자료 1 참조).

  원소 이름의 유래 -  처음에는 라틴어로 반쩍안다는 뜻의 'nitens'에서 유래한 니톤(niton)으로

      불리다가 1923년부터 라돈으로 불리기 시작했다. 아마, 라돈 기체가 라듐의 방사성을 연구하는

      과정에서 발견되었기 때문일 것이다.

  라돈 기체의 붕괴 사슬

라돈의 발생:

  라돈이 생기는 경로는 다양한 경로가 있겠으나, (1) 토륨 분괴 사슬 (thorium series),

  (2) 라듐 붕괴 사슬 (또는 우라늄 붕괴 사슬) (radium series 또는 uranium series),

  (3) 악티늄 붕괴 사슬 (actinium series) 의 세가지 경로가 잘 알려져 있다.

   토륨-232의 반감기는 141억년, 우라늄-238의 반감기는 45억년, 그리고 

  우리늄-235의 반감기는 7억년이다. 몇억년 이상 안정한 원소들이 어느날

  갑자기 붕괴하여 비교적 짧은 시간 동안에 기체인 라돈 원자로 변화해서

  기체가 되었다가 다시 안정한 납 원자로 변한다. 이 무슨 신비한 조화인가?

  우리는 이런 변화를 관찰하면서 무엇을 생각할 수 있는가?

 (1) 토륨 붕괴 사슬 (thorium series)

      (식 1)

(2) 라듐 붕괴 사슬 (또는 우라늄 붕괴 사슬) (radium series 또는 uranium series)

  (식 2)

(3) 악티늄 붕괴 사슬 (actinium series)

  (식 3)

참고자료:

1. J . L. Marshall, Bull. Hist. Chem., Vol. 28, No. 2, pp 76-83 (2003).

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