Előfizetés a lapra

A radioaktív nemesgáz, ami mindenhol felbukkan

A hét kutatója, interjú, radioaktivitás, radon

2016/10/12

A Földünk légterében mindenütt jelen lévő radioaktív háttérsugárzás egyik legfontosabb forrása a radon. Egyes veszélyeztetett térségekben az átlagosnál nagyobb mennyiségben áramlik ki ez a nemesgáz a külső kőzetrétegekből a pincékbe, majd a hálószobákba. Az itt lakóknál emiatt megnövekszik a tüdőrák kockázata. Horváth Ákos, az ELTE Atomfizikai Tanszékének egyetemi docense hallgatóival és kollégáival feltérképezte Pest megye radonpotenciálját. Emellett nemzetközi együttműködések keretében egzotikus atommagokat is kutat.

(Bajomi Bálint felvétele)

– Hol található a radon a periódusos rendszerben? Mit érdemes tudni erről a kémiai elemről?

– A periódusos rendszer utolsó oszlopában található, ami azt jelenti, hogy nemesgáz. Elektronszerkezete lezárt, emiatt nem reagál kémiailag más anyagokkal. Az egyik fő tulajdonsága, hogy mindenféle helyzetből könnyen diffundál, azaz szétterjed. A másik különlegessége, hogy radioaktív. A 238U uránizotóp radioaktív sorának a 6. tagja, és 3,8 nap a felezési ideje.

– Ez pontosan mit jelent?

– Az 238U-ból kiindulva hat bomlás van a radon keletkezése előtt. Az 238U-nak a felezési ideje a Föld életkorával összemérhető, ezért nem bomlott még el az eredendően keletkezett urán. Így most is megtalálható a földkéregben. Mivel az urán énagy méretű atommag, így a geológiai folyamatok során a földkéregben halmozódott fel, és nem a Föld magjában. Ebből következik, hogy nagyjából homogén módon megtalálható a felszínen, a környezetünkben. A lakóházakhoz nagyon közel, a talajban átlagosan 2,2 ppm urántartalom mérhető.

– A bomlási folyamat során radon keletkezik?

– Ez az uránizotóp állandóan bomlik, folyamatosan tölti fel radioaktív sorát. Először 234Th (tórium 234 izotóp) keletkezik alfa-bomlással, aztán béta-bomlások, majd megint alfa-bomlások következnek. Az alfa-bomlás során két protonból és két neutronból álló alfa-részecske szabadul ki az atommagból, ami megfelel a hélium leggyakoribb izotópjának, a hélium 4 atommagjának. A folyamat során az atommag tömegszáma 4-gyel, rendszáma kettővel csökken. A hatodik lépésben keletkezik a 222Rn, a radon 222-es izotópja. Ez nemesgáz, ezért bele tud diffundálni a talaj pórusaiba, a talajlevegőbe. Aztán a talajlevegővel kijut a szabadba, ez adja a szabad levegő radontartalmát, amit elég alacsony, 10-20 Bq/m3. Egy másik eshetőség, hogy a házakba, azoknak is a pincerészébe jut be, konvekcióval vagy diffúzióval. Utána a radon felhalmozódhat a házakban, főleg télen. Akkor alakul ki a legnagyobb ra­don­kon­cent­rá­ció, ha a lakók csukva tartják az ablakokat, és igyekeznek elérni, hogy a levegő (és ezzel a hő) ne menjen ki a házukból. Ebben az esetben fel tud halmozódni a radon. A szoba levegőjében elbomolva a leányelemei keletkeznek. Ezek közül a polóniumatomok odaragadnak az aeroszolokhoz, és a belélegzés során az aeroszolok megragadnak a tüdőnk hörgőin, általában az elágazásoknál. Belélegzés után nem lélegezzük ki a megtapadt aeroszolokat, ezáltal a radioaktív polónium bent marad a tüdőnkben.

Radonmérő műszer (Bajomi Bálint felvétele)

Milyen egészségügyi hatásai vannak ennek a folyamatnak?

– A 218-as polónium is alfa-bomló izotóp. Az alfa-bomlás során a héliumatom magja nagy sebességgel nekiszalad a tüdőnk sejtjeinek, és ott ionizálja a fehérjemolekulákat, és más sejtalkotókat. Ha eltalálja a sejtmagot, akkor felszakíthatja a DNS kötéseit, más esetben megváltoztatja a fehérjék térszerkezetét, vagy szabad gyököket hoz létre. Összességében nagyon sokféle biológiai hatása van a folyamatnak. Minderre válaszolnak a sejtek, és kijavítják a hibákat, tehát nem lesz elváltozás. Egészen addig az esetig, amíg egymás után nagyon gyorsan és sokszor történnek meg ezek a sugárzásos folyamatok. Ilyenkor a sejt már nem tud pozitívan válaszolni, és átalakul a működése. Ennek az lehet az eredménye, hogy meghal a sejt, és akkor megint nincs különösebb probléma. De az is lehet, hogy úgy alakul át, hogy rákos daganat keletkezik. Ennek az átfutási ideje egyébként több év, tehát 5-10 éves időszak alatt tud kialakulni egy daganat. Az Amerikai Egyesült Államok környezetvédelmi hatósága, az EPA (Environmental Protection Agency) és az EU megfelelő szervei szerint, 250 millió emberből egy év alatt 25 ezer ember hal meg tüdőrákban a radon miatt. Tehát ez mindenképp egy fontos egészségügyi problémát jelent. Releváns tehát a téma kutatása, hiszen emberek életét lehet megmenteni vele.

– Még folyamatban van, vagy befejezték ezt a kutatást?

– Az Európa Tanács 2013. december 5-én kiadott Euratom irányelve meghatározza, hogy a radonnak milyen szintjét ajánlják az egyes országoknak. Ezt 2018. februárig kell az egyes országoknak törvénybe iktatni. Ennek nyomán folyamatban van egy magyar Radon Cselekvési Terv elkészítése az Országos Sugárbiológiai és Sugár­egészségügyi Kutató Igazgatóság vezetésével. A terv elkészülte utáni törvényhozási fázisban alakul ki majd, hogy mennyi legyen az új építésű lakásokra és a már felépített lakásokra vonatkozó éves átlagos radontartalom, amely felett valamilyen műszaki megoldás aján­lott. Az ország néhány területén tudományos megalapozottsággal az várható, hogy magas ra­don­tar­ta­lom alakul ki egy-egy szobában, és radoncsökkentő megoldások nélkül, minden éjszaka 8 órán keresztül nagy radontartalmat szippanthatnak be akik ott laknak. Ennek nyomán ők veszélyeztetettnek számítanak a tüdőrák kialakulása szempontjából. Az ilyen helyszíneken építészeti megoldásokkal csökkenteni lehet a radonszintet a szobában. Az a cél ilyenkor, hogy ne a talajból áramoljon be a levegő a lakásba, hanem a szabad levegőből.

– Ezért fontos az a kutatásuk, amelynek során felmérik Pest megye érintett területeit.

– 2011 decemberében már elkészült az európai szintű radontérkép. Néhány éve Szabó Katalin Zsuzsanna kollégám PhD dolgozatában áttekintette Pest megye geológiai ra­don­po­ten­ciálját. 290 helyen megmértük a talajlevegő ra­don­tar­talmát és permeabilitását, és ebből készítettünk egy radonpotenciál-térképet. Maga a térképezési eljárás is a kutatás tárgya: milyen geológiai, talajtani, talajfizikai paraméterek térképeiből lehet a radonpotenciált leíró térképeket megalkotni. Ebből idén januárban Pásztor László vezetésével írtunk a The Science of the Total Environment című lapba egy cikket. A kutatások gyakorlati eredményeképp kiválasztottunk 4 falut Pest megyében, amelyek házaiban érdemes részletesebben megvizsgálni a ra­don­tar­talmat.

– Tételezzük fel, hogy valaki egy Pest megyei családi házban lakik, és kiderül, hogy azon a környéken magas a kockázat. Mit érdemes tenni ilyenkor?

– Érdemes többet szellőztetni – ez a legegyszerűbb, legolcsóbb megoldás. Meg lehet nézni, hogy ténylegesen kialakul-e, és melyik szobában alakul ki ez a magas radontartalom. Hogyha a hálószobában is ténylegesen kialakul, akkor építészeti ra­don­men­tesítési eljárásokat kell alkalmazni, amire szintén van már nemzetközi tapasztalat.

– Van egy másik kutatási iránya is – ez méréstechnikában hasonlít a fentebb vázolt témára.

– A radon mérése nukleáris technológiákat, nukleáris detektorokat igényel. Alapkutatási munkáim is vannak, amik egzotikus atommagok szerkezetével foglalkoznak. Az egzotikus atommag azt jelenti, hogy egy atommagban több neutron van a megszokott, a természetben is megtalálható izotópokhoz képest, ezáltal nagyobb lesz a tömegszáma. Emiatt az alakja, szerkezete is kicsit eltér az átlagtól – ezt hívjuk egzotikus atommagnak. Ezekben sok neutron van, ezért egy-két neutront le is lehet lökni róluk elektromágnesesen. A neutronleszakadással ellentétes folyamat a neutronbefogás, ami viszont az asztrofizikában, a szupernóva robbanásokban valósul meg. Ezért a természet tanulmányozásához az is hozzátartozik, hogy ilyen atommagokat vizsgálunk. Nemzetközi együttműködésben, gyorsítókban végezzük a kutatást.

 BAJOMI BÁLINT

2016/36