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1. 라돈의 개요
1.1. 라돈의 정의
라돈(radon)은 원자번호 86번의 원소로, 원소기호는 Rn이다. 주기율표에서 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe)과 함께 비활성(noble) 기체 족으로 불리는 18족(8A족, 과거의 0족)에 속하며, 이 족의 맨 아래에 있는 원소이다. 색, 냄새, 맛이 없는 기체로, 모든 동위원소들이 강한 방사선을 내고 반감기(t1/2)가 짧은 방사성 원소이다.
1.2. 라돈의 특성
라돈은 무색, 무미, 무취의 불활성 기체로, 공기보다 약 7.5배 무겁다. 라돈은 원자번호 86번의 원소로, 화학 반응성이 거의 없으며 다른 물질과 잘 반응하지 않는다. 그러나 산화력이 큰 원소들과는 화합물을 형성할 수 있다. 물에 약간 녹으며, 유기용매에는 보다 잘 녹는다. 라돈은 강한 방사선을 내고 반감기가 짧은 방사성 원소이다. 표준 상태에서의 밀도는 약 9.73g/L로, 공기보다 훨씬 무겁기 때문에 바닥에 가라앉는 성향이 있다. 어는점은 -71.15°C, 끓는점은 -61.85°C이며, 어는점 이하에서는 방사선으로 인해 밝은 노란색 빛을 내다가 온도가 더 낮아지면 주황색으로 변한다. 이러한 라돈의 특성으로 인해 실내 공기 중에서 가라앉아 축적되는 경향이 있어 주의가 필요하다.
1.3. 라돈의 발생
라돈의 발생은 주로 지각을 구성하는 암석이나 토양 중에 천연적으로 존재하는 우라늄(238-U)과 토륨(232-Th) 그리고 235-U이 몇 단계의 방사성붕괴를 거듭한 후 생성된다. 자연계에는 라돈의 3가지 동위원소(Rn-222, Rn-220, Rn-219)가 존재하며, 이들은 각각 우라늄-238, 토륨-232, 우라늄-235의 방사성 붕괴 계열에서 생성된다.
우라늄-238과 토륨-232는 지각암석과 토양 중에 광범위하게 분포되어 있기 때문에, 이들 원소의 방사성 붕괴 과정에서 생성된 라돈-222와 라돈-220은 지표면으로 꾸준히 방출된다. 반면 우라늄-235의 붕괴에 의해 생성되는 라돈-219는 상대적으로 양이 적어 공기 중으로 유입되는 양이 매우 적다. 따라서 일반적인 라돈 관리에서는 주로 라돈-222에 초점을 맞추게 된다.
라돈-222는 우라늄-238의 방사성 붕괴 과정에서 중간생성물로 생성되며, 반감기가 3.82일로 짧은 편이다. 그러나 우라늄-238의 반감기가 45억년에 달하므로, 지각에 존재하는 우라늄-238은 계속해서 라돈을 생성해내게 된다. 이렇게 생성된 라돈은 암석이나 토양 공극을 통해 지표면으로 확산 및 이동하여 대기 중으로 유입된다.
1.4. 라돈 붕괴 생성물
라돈 붕괴 생성물은 라돈이 방사성 붕괴를 거치면서 생성되는 자손 물질들이다. 라돈(222-Rn)이 붕괴되면 폴로늄-218(218-Po), 비스무스-214(214-Bi), 폴로늄-214(214-Po), 납-210(210-Pb) 등의 라돈 붕괴 생성물이 차례로 생성된다. 이러한 라돈 붕괴 생성물들은 모두 방사선을 방출하는 불안정한 동위원소들이다.
특히 폴로늄-218과 폴로늄-214는 강한 알파선을 방출하여 폐암 발생의 주요 원인으로 알려져 있다. 또한 납-210은 반감기가 약 22년으로 상대적으로 길어 오랫동안 인체에 축적될 수 있다. 따라서 실내 공기 중 라돈 농도를 낮추는 것뿐만 아니라 라돈 붕괴 생성물의 농도 관리도 중요하다고 할 수 있다.
2. 라돈 측정 방법
2.1. 차콜캐니스터법
2.1.1. 측정 원리
차콜캐니스터법의 측정 원리는 다음과 같다.
확산에 의해 라돈가스를 흡착할 수 있는 활성탄을 이용한다. 활성탄에 침투한 라돈가스는 짧은 반감기를 지닌 라돈자손으로 붕괴하는데 이 과정에서 214...
