86, Radon (Rn)

lat. radius = Strahl

Das Element Radon:

         
  I Xe Cs  
  At Rn Fr  
  Ts Og  
         
 
   
   
   
   
   
   
   
Natürliche Entstehung von Radon (Nukleosynthese): Radon entsteht natürlich ausschließlich über die Zerfallsketten von Uran-238 (Uran-Radium-Reihe, betreffend die Isotope Rn-222 und Rn-218), jene des Thorium-232 (Thorium-Zerfallsreihe, betreffend das Isotop Rn-220) und die des Uran-235 (Uran-Actinium-Zerfallsreihe, betreffend das Isotop Rn-219). Nimmt man die Neptunium-Zerfallsreihe ebenfalls noch als natürliche Zerfallsreihe hinzu, so käme noch das Rn-217 als sehr kurzlebiges Nuklid hinzu.

Die Radon-Radiogenese:
218Rn-Genese:
(Uran-Radium-Reihe)

238U → 218Rn + 5α + 4β- + 29,97 MeV
(Summe aller Zerfälle)

218Rn → 214Po + α + 7,26 MeV
(T½ = 0,035 s)

219Rn-Genese:
(Uran-Actinium-Reihe)

235U → 219Rn + 4α + 2β- + 22,39 MeV
(Summe aller Zerfälle)

219Rn → 215Po + α + 6,95 MeV
(T½ = 3,96 s)

220Rn-Genese:
(Thorium-Reihe)

232Th → 220Rn + 3α + 2β- + 17,56 MeV
(Summe aller Zerfälle)

220Rn → 216Po + α + 6,41 MeV
(T½ = 55,6 s)

222Rn-Genese:
(Uran-Radium-Reihe)

238U → 222Rn + 4α + 2β- + 21,24 MeV
(Summe aller Zerfälle)

222Rn → 218Po + α + 5,59 MeV
(T½ = 3,823 d)



Das weitaus häufigste Isotop ist, da es mit rund 3 Tagen und 20 Stunden die längste Halbwertszeit hat, das Radon-222. Es hat eine Aktivität von 5,7•1012 Bq/mg.
Vorkommen von Radon: Aufgrund seiner Genese und seiner Kurzlebigkeit stammt alles Radon ursprünglich aus Uran- und Thoriumerzen. Dabei steigt es langsam aus den unterirdischen Lagern an die Oberfläche und gelangt so in die Atmosphäre. Dabei reichert es sich in geschlossenen Räumen (vor allem in Kellerräumen) stärker an. So enthält die Atmosphäre durchschnittlich 4,6•10-13 mg/kg vor (4,6•10-17 Massen-%, 6•10-18 Volumen-%).

Radiumhaltige Mineralien als Radonquelle:

Thorianit, ThO2[1]

Uraninit, Pechblende, UO2[2]


Radon-Gewinnung: Radon kann im Labormaßstab dadurch gewonnen werden, dass man eine Radiumsalzlösung in einem abgeschlossenen Gefäß mit Zuleitung zu einer Vakuumpumpe stehen lässt. Nach dieser Zeit saugt man die Atmosphäre des Gefäßes aus, und kondensiert das vorhandene Radon in einer Kühlfalle ab (mit Trockeneis gekühlt).

Die Gewinnung von Radon

Fotomontage:[1]
Radon in einer Ampulle im Dunkeln

Schema:[1]
Radon-Gewinnung


Chemie von Radon: Radon hat die Elektronenkonfiguration [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4, wodurch es eine abgeschlossene sechste Schale hat. Von allen Edelgasen, die in makroskopischen Mengen vorkommen und daher erforschbar sind, hat es die geringste Elektronegativität. Daher ist Radon das relativ reaktionsfreudigste der Edelgase.

Radonfluoride. Bisher ist nur Radon(II)fluorid synthetisiert worden. Es gibt Anzeichen dafür, dass diese Substanz bereits ionisch aufgebaut ist, es also Rn(II)-Kationen enthält. Seine Bildung ist noch leichter als die des Xenon(II)fluorids, so genügen bereits schwächere Fluorierungsmittel unter Normalbedingungen zur Darstellung. Die Existenz von Radon(IV)fluorid bzw. Radon(VI)fluorid darf als sehr wahrscheinlich angenommen werden, deren Synthese wurde bisher jedoch nicht durchgeführt.

Radonoxide und Radonsäuren. Für diese Verbindugen gilt Gleiches, wie für die höheren Radonfluoride: Die Existenz darf als wahrscheinlich angenommen werden, diesbezügliche Synthesen wurden noch nicht durchgeführt. Wahrscheinlich wird jedoch die Isolierung eines RnO4 nicht mehr möglich sein, da die Oxidationskraft der höchsten Oxidationsstufen innerhalb der Hauptgruppen von oben nach unten stets zunehmen. Das Standardnormalpotenzial von Rn(VI) zu Rn(VIII) wird im sauren Bereich (pH 0) auf +3,4 V, im alkalischen Bereich (pH 14) auf +2,1 V geschätzt.

Weitere Radonchemie. Es steht zu erwarten, dass die Radonchemie noch vielältiger sein wird, als die des Xenons. Aufgrund der immensen Radioaktivität des Radons sind Experimente demensprechend schwer durchzuführen.
Physikalische Besonderheiten von Radon bzw. von seinen Verbindungen: Schwerstes elementares Gas. Radon ist unter Normalbedingungen das schwerste elementare Gas, mit einer spezifischen Dichte von 9,73 g/L.
Verwendung von Radon und seinen Verbindungen :
  • Radonbäder sollen durch die Radioaktivität das Immunsystem anregen und werden daher noch heute gegen verschiedene Leiden eingesetzt.

  • Indikator für seismische Bewegungen der Erdkruste. Hier kann der Radongehalt Aufschluss über seismische Aktivitäten geben: Bei leichteren Erschütterungen tritt mehr Radon aus dem Gestein an die Oberfl&aul;che, so dass aus einem Anstieg einer bekannten Radon-Konzentration eines Gebietes auf Erdaktivitäten geschlossen werden kann.
Biologische Bedeutung von Radon: Radonbelastung. Unter freiem Himmel wird das Radon bestmöglich verdünnt, wodurch es zu einer durchschnittlichen Aktivität von 10 Bq/m3 kommt. In Wohnungen steigt dieser Wert auf 50 Bq/m3 an, in Kellerräumen können schnell 300 Bq/m3 erreicht werden. Während Radon selber nur an Bronchien und Lungengewebe Schäden hervorrufen kann, stellen die Zerfallsprodukte - insbesondere das Polonium - eine viel größere Gefahr dar: Polonium verteilt sich im gesamten Körper. Beide Elemente sind starke Karzinogene.

Radon und Lungenkrebs. Es wird geschätzt, dass Radon für 10% aller Lungenkrebs-Fälle verantwortlich ist. Es ist damit nach dem Rauchen die zweithäufigste Ursache für diese Krebsart.
Quellen: [1] Bildquelle: Eigenes Bild. Dieses Bild darf unter den Bedingungen der Creative Commons Lizenz frei verwendet werden. Bei Verwendung bitte einen Link auf mein Web-Angebot setzen.

[2] Bildquelle: Wikimedia Commons. Urheber: Jedrzej Pelka. Das Bild wurde vom Urheber als gemeinfrei veröffentlicht.