Radon

Radon (Rn), chemisch element, een zwaar radioactief gas van groep 18 (edelgassen) van het periodiek systeem, dat ontstaat door het radioactieve verval van radium. (Radon werd oorspronkelijk radiumemissie genoemd.) Radon is een kleurloos gas, 7,5 maal zwaarder dan lucht en meer dan 100 maal zwaarder dan waterstof. Het gas wordt vloeibaar bij -61,8 °C (-79,2 °F) en bevriest bij -71 °C (-96 °F). Bij verdere afkoeling gloeit vast radon met een zachtgeel licht dat oranjerood wordt bij de temperatuur van vloeibare lucht (-195 °C ).

Britannica Quiz

118 Namen en Symbolen van het Periodiek Systeem Quiz

Het Periodiek Systeem bestaat uit 118 elementen. Hoe goed ken je hun symbolen? In deze quiz krijg je alle 118 chemische symbolen te zien, en moet je de naam kiezen van het chemische element waar elk symbool voor staat.

Radon is zeldzaam in de natuur omdat zijn isotopen allemaal kortlevend zijn en omdat zijn bron, radium, een schaars element is. De atmosfeer bevat sporen van radon in de buurt van de grond als gevolg van het doorsijpelen van grond en gesteente, die beide minieme hoeveelheden radium bevatten. (Radium komt voor als een natuurlijk vervalproduct van uranium dat aanwezig is in verschillende soorten gesteenten.)

Tegen het einde van de jaren tachtig werd natuurlijk voorkomend radongas erkend als een potentieel ernstig gevaar voor de gezondheid. Radioactief verval van uranium in mineralen, vooral graniet, genereert radongas dat zich door bodem en gesteente kan verspreiden en in gebouwen kan binnendringen via kelders (radon heeft een hogere dichtheid dan lucht) en via de watervoorziening uit putten (radon is zeer goed oplosbaar in water). Het gas kan zich ophopen in de lucht van slecht geventileerde huizen. Bij het verval van radon ontstaan radioactieve “dochters” (polonium-, bismut- en loodisotopen) die kunnen worden opgenomen uit putwater of kunnen worden geabsorbeerd in stofdeeltjes en vervolgens in de longen worden ingeademd. Blootstelling aan hoge concentraties van dit radon en zijn dochters gedurende vele jaren kan het risico op het ontwikkelen van longkanker aanzienlijk verhogen. Radon wordt nu zelfs beschouwd als de belangrijkste oorzaak van longkanker bij niet-rokers in de Verenigde Staten. De radonconcentratie is het hoogst in huizen die gebouwd zijn boven geologische formaties die uranium bevatten.

Geconcentreerde radonmonsters worden synthetisch bereid voor medische en onderzoeksdoeleinden. Gewoonlijk wordt een voorraad radium in een glazen vat bewaard in een waterige oplossing of in de vorm van een poreuze vaste stof waaruit het radon gemakkelijk kan wegvloeien. Om de paar dagen wordt het opgehoopte radon weggepompt, gezuiverd en samengeperst in een klein buisje, dat vervolgens wordt afgesloten en verwijderd. Het buisje met gas is een bron van doordringende gammastralen, die hoofdzakelijk afkomstig zijn van een van de vervalproducten van radon, bismut-214. Dergelijke radonbuisjes zijn gebruikt voor bestralingstherapie en radiografie.

Natuurlijk radon bestaat uit drie isotopen, één uit elk van de drie natuurlijke radioactieve desintegratie-reeksen (de uranium-, thorium- en actiniumreeksen). Radon-222 (halfwaardetijd 3,823 dagen), de langstlevende isotoop, werd in 1900 ontdekt door de Duitse chemicus Friedrich E. Dorn en komt voor in de uraniumreeks. De naam radon wordt soms gereserveerd voor dit isotoop om het te onderscheiden van de andere twee natuurlijke isotopen, thoron en actinon genoemd, omdat ze respectievelijk uit de thorium- en de actiniumreeks afkomstig zijn.

Radon-220 (thoron; halveringstijd van 51,5 seconde) werd voor het eerst waargenomen in 1899 door de Amerikaanse wetenschapper Robert B. Owens en de Britse wetenschapper Ernest Rutherford, die opmerkten dat een deel van de radioactiviteit van thoriumverbindingen door een briesje in het laboratorium kon worden weggeblazen. Radon-219 (actinon; halveringstijd van 3,92 seconden), dat geassocieerd wordt met actinium, werd onafhankelijk van elkaar gevonden in 1904 door de Duitse chemicus Friedrich O. Giesel en de Franse fysicus André-Louis Debierne. Er zijn radioactieve isotopen met massa’s variërend van 204 tot 224 geïdentificeerd, waarvan de langstlevende radon-222 is, met een halveringstijd van 3,82 dagen. Alle isotopen vervallen in stabiele eindproducten van helium en isotopen van zware metalen, meestal lood.

Radonatomen bezitten een bijzonder stabiele elektronische configuratie van acht elektronen in de buitenste schil, hetgeen de karakteristieke chemische inactiviteit van het element verklaart. Radon is echter niet chemisch inert. Zo werd in 1962 het bestaan vastgesteld van de verbinding radon-difluoride, die chemisch blijkbaar stabieler is dan verbindingen van de andere reactieve edelgassen, krypton en xenon. De korte levensduur van radon en zijn hoogenergetische radioactiviteit bemoeilijken het experimentele onderzoek van radonverbindingen.

Wanneer een mengsel van sporen van radon-222 en fluorgas wordt verhit tot ongeveer 400 °C (752 °F), wordt een niet-vluchtig radonfluoride gevormd. De intense α-straling van millicurie- en curiehoeveelheden radon levert voldoende energie om radon in dergelijke hoeveelheden spontaan te laten reageren met gasvormig fluor bij kamertemperatuur en met vloeibaar fluor bij -196 °C (-321 °F). Radon wordt ook geoxideerd door halogeenfluoriden zoals ClF3, BrF3, BrF5, IF7, en 2- in HF-oplossingen om stabiele oplossingen van radonfluoride te geven. De producten van deze fluorisatiereacties zijn niet in detail geanalyseerd vanwege hun kleine massa’s en intense radioactiviteit. Niettemin kon uit een vergelijking van de reacties van radon met die van krypton en xenon worden afgeleid dat radon een difluoride, RnF2, en derivaten van het difluoride vormt. Uit studies blijkt dat in veel van deze oplossingen ionisch radon aanwezig is, waarvan wordt aangenomen dat het Rn2+, RnF+, en RnF3- is. Het chemisch gedrag van radon lijkt op dat van een metaalfluoride en is in overeenstemming met zijn plaats in het periodiek systeem als een metalloïde element.