Radón

El radón es un elemento químico ; su símbolo es Rn y su número atómico es 86. Es un gas noble radiactivo , incoloro e inodoro. De los tres isótopos de radón que se encuentran en la naturaleza , solo el 222Rn ^tiene una vida media suficientemente larga (3,825 días) para liberarse del suelo y las rocas donde se genera. Los isótopos de radón son los productos de desintegración inmediata de los isótopos de radio .

La inestabilidad del ²²² Rn, su isótopo más estable, hace del radón uno de los elementos más raros. El radón estará presente en la Tierra durante varios miles de millones de años más a pesar de su corta vida media, porque se produce constantemente como un paso en las cadenas de desintegración del ²³⁸ U y ^{el 232} Th , ambos nucleidos radiactivos abundantes con vidas medias de al menos varios miles de millones de años. La desintegración del radón produce muchos otros nucleidos de vida corta , conocidos como "hijas del radón", que terminan en isótopos estables de plomo . ^{[ 4 ] El 222} Rn se presenta en cantidades significativas como un paso en la cadena de desintegración radiactiva normal del ²³⁸ U, también conocida como la serie del uranio , que se desintegra lentamente en una variedad de nucleidos radiactivos y finalmente se desintegra en el estable ²⁰⁶ Pb . El 220Rn ^se presenta en cantidades minúsculas como un paso intermedio en la cadena de desintegración del ^232Th , también conocida como la serie del torio , que finalmente se desintegra en el estable ^208Pb .

El radón fue descubierto en 1899 por Ernest Rutherford y Robert B. Owens en la Universidad McGill de Montreal , y fue el quinto elemento radiactivo en ser descubierto. Conocido inicialmente como "emanación", este gas radiactivo fue identificado durante experimentos con radio , óxido de torio y actinio por Friedrich Ernst Dorn , Rutherford y Owens, y André-Louis Debierne , respectivamente. La emanación de cada elemento se consideró una sustancia independiente: radón, torón y actinón. Sir William Ramsay y Robert Whytlaw-Gray consideraron que las emanaciones radiactivas podrían contener un nuevo elemento de la familia de los gases nobles, y aislaron la "emanación de radio" en 1909 para determinar sus propiedades. En 1911, el elemento aislado por Ramsay y Whytlaw-Gray fue aceptado por la Comisión Internacional de Pesos Atómicos , y en 1923, el Comité Internacional de Elementos Químicos y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) eligieron el radón como nombre aceptado para el isótopo más estable del elemento, ²²² Rn; el torón y el actinón también fueron reconocidos por la IUPAC como isótopos distintos del elemento. ^{[ 5 ]}

Una fuente común de radón ambiental son los minerales que contienen uranio en el suelo. El radón también puede encontrarse en aguas subterráneas, como aguas de manantiales y aguas termales. ^{[ 6 ]} El radón atrapado en el permafrost puede liberarse por el deshielo del permafrost inducido por el cambio climático , ^{[ 7 ]} y también puede liberarse en las aguas subterráneas y la atmósfera tras eventos sísmicos que provocan terremotos , lo que ha llevado a su investigación en el campo de la predicción de terremotos . ^{[ 8 ]} Es posible realizar pruebas de radón en edificios y utilizar técnicas como la despresurización bajo la losa para su mitigación . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Los estudios epidemiológicos han demostrado una clara asociación entre la inhalación de altas concentraciones de radón y la incidencia de cáncer de pulmón . ^{[ 11 ]} El radón es un contaminante que afecta la calidad del aire interior en todo el mundo. Debido a que el radón es más denso que el aire, se acumula en sótanos y espacios de acceso restringido debajo de las viviendas. Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), el radón es la segunda causa más frecuente de cáncer de pulmón, después del tabaquismo, causando 21 000 muertes por cáncer de pulmón al año en los Estados Unidos. Alrededor de 2900 de estas muertes ocurren entre personas que nunca han fumado. Si bien el radón es la segunda causa más frecuente de cáncer de pulmón, es la causa principal entre los no fumadores, según las estimaciones de la EPA orientadas a las políticas. ^{[ 12 ]} Existen importantes incertidumbres sobre los efectos en la salud de las exposiciones a bajas dosis. ^{[ 13 ]} Debido a las diferencias geológicas locales, el nivel de exposición al gas radón difiere según la ubicación. ^{[ 14 ]}

El radón es un gas incoloro, inodoro e insípido ^{[ 15 ]} y, por lo tanto, no es detectable solo por los sentidos humanos. A temperatura y presión estándar , forma un gas monoatómico con una densidad de 9,73 kg/m ³ , aproximadamente 8 veces la densidad de la atmósfera terrestre a nivel del mar, 1,217 kg/m ³ . ^{[ 16 ]} Es uno de los gases más densos a temperatura ambiente (algunos son más densos, por ejemplo CF ₃ (CF ₂ ) ₂ CF ₃ y WF ₆ ) y es el más denso de los gases nobles. El radón es incoloro a temperatura y presión estándar. Cuando se enfría por debajo de su punto de ebullición de 211,5 K (−61,6 °C; −79,0 °F), el radón líquido concentrado emite radioluminiscencia de color variable; El radón solidificado emite una luz azul a amarilla a roja cuando se enfría más allá de su punto de congelación de 202 K (−71 °C; −96 °F). ^{[ 17 ]} Debido a los peligros asociados con altas concentraciones de radón, el radón líquido y sólido casi nunca se observa. ^{[ 18 ]} Es poco soluble en agua, pero más soluble que los gases nobles más ligeros. Es considerablemente más soluble en líquidos orgánicos que en agua. Su ecuación de solubilidad es la siguiente: ^{[ 19 ]}

${\displaystyle \chi =\exp(B/TA)}$

donde es la fracción molar del radón, es la temperatura absoluta, y y son constantes del disolvente. ${\displaystyle \chi }$${\displaystyle T}$${\displaystyle A}$${\displaystyle B}$

El radón es un miembro de los elementos de valencia cero llamados gases nobles, y es químicamente poco reactivo . El efecto del par inerte estabiliza la capa 6s, haciéndola inaccesible para la formación de enlaces, una consecuencia que solo se comprende dentro de la química cuántica relativista . ^{[ 20 ] : 66} La vida media de 3,8 días del ²²² Rn lo hace útil en las ciencias físicas como trazador natural . Debido a que el radón es un gas en condiciones estándar, a diferencia de sus progenitores de la cadena de desintegración, puede extraerse fácilmente de ellos para la investigación. ^{[ 21 ]}

Es inerte a la mayoría de las reacciones químicas comunes, como la combustión , porque la capa de valencia externa contiene ocho electrones . Esto produce una configuración estable de energía mínima en la que los electrones externos están fuertemente ligados. ^{[ 22 ]} Su primera energía de ionización —la energía mínima requerida para extraer un electrón— es de 1037 kJ/mol. ^{[ 23 ]} De acuerdo con las tendencias periódicas , el radón tiene una electronegatividad menor que el elemento del período anterior, el xenón , y por lo tanto es más reactivo. Los primeros estudios concluyeron que la estabilidad del hidrato de radón debería ser del mismo orden que la de los hidratos de cloro ( Cl ).₂) o dióxido de azufre ( SO )₂), y significativamente mayor que la estabilidad del hidrato de sulfuro de hidrógeno ( H₂S ). ^{[ 24 ]}

Debido a su coste y radiactividad, rara vez se realizan investigaciones químicas experimentales con radón, y como resultado, existen muy pocos compuestos de radón reportados, todos ellos fluoruros u óxidos . El radón puede oxidarse mediante potentes agentes oxidantes como el flúor , formando así difluoruro de radón ( RnF).₂). ^{[ 25 ]} Se descompone en sus elementos a una temperatura superior a 523 K (250 °C; 482 °F), y se reduce con agua a gas radón y fluoruro de hidrógeno; también puede reducirse a sus elementos con gas hidrógeno . ^{[ 26 ]} Tiene baja volatilidad y se creía que era RnF₂Debido a la corta vida media del radón y la radiactividad de sus compuestos, no ha sido posible estudiar el compuesto en detalle. Los estudios teóricos sobre esta molécula predicen que debería tener una distancia de enlace Rn–F de 2,08  angstroms (Å), y que el compuesto es termodinámicamente más estable y menos volátil que su contraparte más ligera, el difluoruro de xenón ( XeF).₂). ^{[ 27 ]} La molécula octaédrica RnF₆Se predijo que tendría una entalpía de formación aún menor que la del difluoruro. ^{[ 28 ]} Se cree que el ion [RnF] ^{+ se forma mediante la siguiente reacción: [ 29 ]}

Rn (g) + 2 [O₂]⁺[SbF₆]⁻(s) → [RnF]⁺[Sb₂F₁₁]⁻(s) + 2 O₂(gramo)

Por esta razón, el pentafluoruro de antimonio junto con el trifluoruro de cloro y N₂F₂Sb₂F₁₁Se ha considerado el uso de compuestos de radón- flúor para la eliminación de gas radón en minas de uranio . ^{[ 21 ]} Estos compuestos pueden formarse por la desintegración del radio en haluros de radio, una reacción que se ha utilizado para reducir la cantidad de radón que escapa de los blancos durante la irradiación . ^{[ 26 ]} Además, se han considerado sales del catión [RnF] ⁺ con los aniones SbF⁻ ₆, TaF⁻ ₆y BiF⁻ ₆Se conocen. ^{[ 26 ]} El radón también se oxida por el difluoruro de dioxígeno a RnF₂a 173 K (−100 °C; −148 °F). ^{[ 26 ]}

Los óxidos de radón se encuentran entre los pocos otros compuestos de radón reportados; ^{[ 30 ]} solo el trióxido ( RnO₃) se ha confirmado. ^{[ 2 ]} Los fluoruros superiores RnF₄y RnF₆Se ha afirmado que son estables, se calcula que lo son, pero no se ha confirmado. ^{[ 20 ]} Es posible que se hayan observado en experimentos donde se destilaron productos desconocidos que contenían radón junto con hexafluoruro de xenón : estos podrían haber sido RnF₄, RnF₆o ambos. ^{[ 26 ]} Se afirmó que el calentamiento a escala de trazas de radón con xenón, flúor, pentafluoruro de bromo y fluoruro de sodio o fluoruro de níquel también producía un fluoruro superior que se hidrolizaba para formar RnO₃. Si bien se ha sugerido que estas afirmaciones se debieron realmente a que el radón precipitaba como el complejo sólido [RnF]⁺ ₂[NiF ₆ ] ²⁻ , el hecho de que el radón coprecipita de la solución acuosa con CsXeO₃Se ha tomado F como confirmación de que RnO₃ was formed, which has been supported by further studies of the hydrolysed solution. That [RnO₃F]⁻ did not form in other experiments may have been due to the high concentration of fluoride used. Electromigration studies also suggest the presence of cationic [HRnO₃]⁺ and anionic [HRnO₄]⁻ forms of radon in weakly acidic aqueous solution (pH > 5), the procedure having previously been validated by examination of the homologous xenon trioxide.^[2]

The decay technique has also been used. Avrorin et al. reported in 1982 that ²¹²Fr compounds cocrystallised with their caesium analogues appeared to retain chemically bound radon after electron capture; analogies with xenon suggested the formation of RnO₃, but this could not be confirmed.^[31]

It is likely that the difficulty in identifying higher fluorides of radon stems from radon being kinetically hindered from being oxidised beyond the divalent state because of the strong ionicity of radon difluoride (RnF₂) and the high positive charge on radon in RnF⁺; spatial separation of RnF₂ molecules may be necessary to clearly identify higher fluorides of radon, of which RnF₄ is expected to be more stable than RnF₆ due to spin–orbit splitting of the 6p shell of radon (Rn^IV would have a closed-shell 6s²6p²_1/2 configuration). Therefore, while RnF₄ should have a similar stability to xenon tetrafluoride (XeF₄), RnF₆ would likely be much less stable than xenon hexafluoride (XeF₆): radon hexafluoride would also probably be a regular octahedral molecule, unlike the distorted octahedral structure of XeF₆, debido al efecto del par inerte . ^{[ 32 ] [ 33 ]} Debido a que el radón es bastante electropositivo para un gas noble, es posible que los fluoruros de radón adopten estructuras con muchos puentes de flúor y no sean volátiles. ^{[ 33 ]} La extrapolación hacia abajo en el grupo de los gases nobles sugeriría también la posible existencia de RnO, RnO ₂ y RnOF ₄ , así como los primeros cloruros de gases nobles químicamente estables RnCl ₂ y RnCl ₄ , pero ninguno de estos se ha encontrado todavía. ^{[ 26 ]}

Se ha predicho que el carbonilo de radón (RnCO) es estable y tiene una geometría molecular lineal . ^{[ 34 ]} Las moléculas Rn₂y se encontró que el RnXe se estabilizaba significativamente por el acoplamiento espín-órbita . ^{[ 35 ]} Se ha propuesto el radón enjaulado dentro de un fullereno como fármaco para tumores . ^{[ 36 ]} A pesar de la existencia de Xe(VIII), no se ha afirmado que existan compuestos de Rn(VIII); RnF₈debería ser altamente inestable químicamente ^{[ 20 ]} (XeF ₈ es termodinámicamente inestable).

El radón reacciona con los fluoruros de halógeno líquidos ClF, ClF₃, ClF₅, BrF₃, BrF₅y SI₇para formar RnF₂En solución de fluoruro de halógeno, el radón no es volátil y existe como los cationes RnF ⁺ y Rn2 ⁺ ; la adición de aniones fluoruro da como resultado la formación de los complejos RnF⁻ ₃y RnF^2-4_​, en paralelo con la química del berilio (II) y el aluminio (III). ^{[ 26 ]} El potencial de electrodo estándar del par Rn ²⁺ /Rn se ha estimado en +2,0 V, ^{[ 37 ]} aunque no hay evidencia de la formación de iones o compuestos de radón estables en solución acuosa. ^{[ 26 ]}

El radón no tiene isótopos estables . Se han caracterizado treinta y nueve isótopos radiactivos, con números másicos que van desde 193 hasta 231. ^{[ 38 ] [ 39 ]} Seis de ellos, desde 217 hasta 222 inclusive, se encuentran en la naturaleza. El isótopo más estable es el ²²² Rn (vida media de 3,82 días), que es un producto de desintegración del ²²⁶ Ra , este último a su vez un producto de desintegración del ²³⁸ U. ^{[ 40 ]} Una cantidad traza del isótopo (altamente inestable) ²¹⁸ ​​Rn (vida media de aproximadamente 35  milisegundos ) también se encuentra entre los productos de desintegración del ²²² Rn. El isótopo ²¹⁶ Rn se produciría por la desintegración beta doble del ²¹⁶ Po natural ; si bien es energéticamente posible, este proceso nunca se ha observado. ^{[ 41 ]}

Otros tres isótopos de radón tienen una vida media superior a una hora: ²¹¹ Rn (aproximadamente 15 horas), ²¹⁰ Rn (2,4 horas) y ²²⁴ Rn (aproximadamente 1,8 horas). Sin embargo, ninguno de estos tres se produce de forma natural. ^{El 220} Rn, también llamado torón, es un producto de desintegración natural del isótopo más estable del torio ( ²³² Th). Tiene una vida media de 55,6 segundos y también emite radiación alfa . De manera similar, ^{el 219} Rn se deriva del isótopo más estable del actinio ( ²²⁷ Ac) —llamado "actinón"— y es un emisor alfa con una vida media de 3,96 segundos. ^{[ 38 ]}

^{El 222Rn} pertenece a la cadena de desintegración del radio y el uranio-238, y tiene una vida media de 3,8235 días. Sus primeros cuatro productos (excluyendo los esquemas de desintegración marginales ) son de vida muy corta, lo que significa que las desintegraciones correspondientes son indicativas de la distribución inicial del radón. Su desintegración sigue la siguiente secuencia (solo se muestran las ramas de desintegración principales): ^{[ 38 ]}

• ²²² Rn, 3,82 días, desintegración alfa a...
• ²¹⁸ Po , 3,10 minutos, desintegración alfa a...
• ²¹⁴ Pb , 26,8 minutos, desintegración beta a...
• ²¹⁴ Bi , 19,9 minutos, beta decayendo a...
• ²¹⁴ Po, 0,1643 ms, desintegración alfa en...
• ²¹⁰ Pb, que tiene una vida media mucho más larga de 22,3 años, desintegración beta en...
• ²¹⁰ Bi, 5,013 días, beta decayendo a...
• ²¹⁰ Po, 138,376 días, desintegración alfa a...
• ²⁰⁶ Pb, estable

The radon equilibrium factor^[42] is the ratio between the activity of all short-period radon progenies (which are responsible for most of radon's biological effects), and the activity that would be at equilibrium with the radon parent.

If a closed volume is constantly supplied with radon, the concentration of short-lived isotopes will increase until an equilibrium is reached where the overall decay rate of the decay products equals that of the radon itself. The equilibrium factor is 1 when both activities are equal, meaning that the decay products have stayed close to the radon parent long enough for the equilibrium to be reached, within a couple of hours. Under these conditions, each additional pCi/L of radon will increase exposure by 0.01 working level (WL, a measure of radioactivity commonly used in mining). These conditions are not always met; in many homes, the equilibrium factor is typically 40%; that is, there will be 0.004 WL of daughters for each pCi/L of radon in the air.^[43]210Pb takes much longer to come in equilibrium with radon, dependent on environmental factors,^[44] but if the environment permits accumulation of dust over extended periods of time, ²¹⁰Pb and its decay products may contribute to overall radiation levels as well. Several studies on the radioactive equilibrium of elements in the environment find it more useful to use the ratio of other ²²²Rn decay products with ²¹⁰Pb, such as ²¹⁰Po, in measuring overall radiation levels.^[45]

Because of their electrostatic charge, radon progenies adhere to surfaces or dust particles, whereas gaseous radon does not. Attachment removes them from the air, usually causing the equilibrium factor in the atmosphere to be less than 1. The equilibrium factor is also lowered by air circulation or air filtration devices, and is increased by airborne dust particles, including cigarette smoke. The equilibrium factor found in epidemiological studies is 0.4.^[46]

El radón fue descubierto en 1899 por Ernest Rutherford y Robert B. Owens en la Universidad McGill de Montreal . ^{[ 47 ]} Fue el quinto elemento radiactivo en ser descubierto, después del uranio, el torio, el radio y el polonio. ^{[ 48 ]} En 1899, Pierre y Marie Curie observaron que el gas emitido por el radio permanecía radiactivo durante un mes. ^{[ 49 ]} Más tarde ese año, Rutherford y Owens notaron variaciones al intentar medir la radiación del óxido de torio. ^{[ 47 ]} Rutherford notó que los compuestos de torio emiten continuamente un gas radiactivo que permanece radiactivo durante varios minutos, y llamó a este gas "emanación" (del latín : emanare , fluir hacia afuera, y emanatio , expiración), ^{[ 50 ]} y más tarde "emanación de torio" ("Th Em"). En 1900, Friedrich Ernst Dorn informó sobre algunos experimentos en los que observó que los compuestos de radio emanaban un gas radiactivo al que denominó "emanación de radio" ("Ra ​​Em"). ^{[ 51 ]} En 1901, Rutherford y Harriet Brooks demostraron que las emanaciones eran radiactivas, pero atribuyeron a los Curie el descubrimiento del elemento. ^{[ 52 ]} En 1903, André-Louis Debierne observó emanaciones similares del actinio , a las que denominó "emanación de actinio" ("Ac Em"). ^{[ 53 ]}

Pronto se sugirieron varios nombres abreviados para las tres emanaciones: exradio , exthorio y exactinio en 1904; ^{[ 54 ]} radón (Ro), torón (To) y aktón o acton (Ao) en 1918; ^{[ 55 ]} radeón , toreón y actineón en 1919, ^{[ 56 ]} y finalmente radón , torón y actinón en 1920. ^{[ 57 ]} (El nombre radón no está relacionado con el del matemático austriaco Johann Radon ). La semejanza de los espectros de estos tres gases con los del argón, el criptón y el xenón, y su inercia química observada llevaron a Sir William Ramsay a sugerir en 1904 que las "emanaciones" podrían contener un nuevo elemento de la familia de los gases nobles. ^{[ 54 ]}

En 1909, Ramsay y Robert Whytlaw-Gray aislaron el radón y determinaron su temperatura de fusión y punto crítico . ^{[ 17 ]} Debido a que no se ajusta a las tendencias periódicas esperadas, su punto de fusión obtenido (el único valor experimental) fue cuestionado en 1925 por Friedrich Paneth y E. Rabinowitsch, pero las simulaciones ab initio de Monte Carlo de 2018 coinciden casi exactamente con el resultado de Ramsay y Gray. ^{[ 18 ]} En 1910, determinaron su densidad (que demostró que era el gas más pesado conocido) y su posición en la tabla periódica. ^{[ 17 ]} Escribieron que " L'expression l'émanation du radium est fort incommode " ("la expresión 'emanación de radio' es muy incómoda") y sugirieron el nuevo nombre nitón (Nt) (del latín : nitens , brillante) para enfatizar la propiedad de radioluminiscencia, ^{[ 58 ]} y en 1912 fue aceptado por la Comisión Internacional de Pesos Atómicos . En 1923, el Comité Internacional de Elementos Químicos y la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) eligieron el nombre del isótopo más estable, radón, como nombre del elemento. Los isótopos torón y actinón fueron renombrados posteriormente como ²²⁰ Rn y ²¹⁹ Rn. Esto ha causado cierta confusión en la literatura respecto al descubrimiento del elemento, ya que si bien Dorn había descubierto el isótopo radón, no fue el primero en descubrir el elemento radón. ^{[ 5 ]}

Hasta la década de 1960, el elemento también se denominaba simplemente emanación . ^{[ 59 ]} El primer compuesto sintetizado de radón, el fluoruro de radón, se obtuvo en 1962. ^{[ 60 ]} Incluso hoy en día, la palabra radón puede referirse tanto al elemento como a su isótopo ²²² Rn, y el torón se sigue utilizando como nombre abreviado para ^{el 220} Rn para evitar esta ambigüedad. El nombre actinón para ^{el 219} Rn rara vez se encuentra hoy en día, probablemente debido a la corta vida media de ese isótopo. ^{[ 5 ]}

El peligro de la alta exposición al radón en las minas, donde las exposiciones pueden alcanzar 1.000.000  Bq /m³ ^, se conoce desde hace mucho tiempo. En 1530, Paracelso describió una enfermedad debilitante de los mineros, la mala metalorum , y Georg Agricola recomendó la ventilación en las minas para evitar este mal de montaña ( Bergsucht ). ^{[ 61 ]} En 1879, Harting y Hesse identificaron esta afección como cáncer de pulmón en su investigación de mineros de Schneeberg, Alemania. ^{[ 62 ]} Los primeros estudios importantes sobre el radón y la salud se realizaron en el contexto de la minería de uranio en la región de Joachimsthal , Bohemia . ^{[ 63 ]} En Estados Unidos, los estudios y la mitigación solo se implementaron después de décadas de efectos en la salud de los mineros de uranio del suroeste de Estados Unidos empleados durante los inicios de la Guerra Fría ; las normas no se implementaron hasta 1971. ^{[ 64 ]}

A principios del siglo XX en Estados Unidos, el oro contaminado con el isótopo ^210Pb , descendiente del radón , entró en la industria joyera. Esto se debía a las semillas de oro utilizadas en braquiterapia que contenían ^222Rn , las cuales se fundieron después de que el radón se desintegrara. ^{[ 65 ]}

La presencia de radón en el aire interior se documentó ya en 1950. A partir de la década de 1970, se iniciaron investigaciones para abordar las fuentes de radón en interiores, los factores que determinan su concentración, sus efectos en la salud y las estrategias de mitigación. En Estados Unidos, el problema del radón en interiores recibió amplia difusión y se intensificó la investigación tras un incidente muy conocido en 1984. Durante un monitoreo rutinario en una central nuclear de Pensilvania, se detectó contaminación radiactiva en un trabajador. Posteriormente, se identificó una alta concentración de radón en su hogar como la causa. ^{[ 66 ] [ 62 ]}

Las discusiones sobre las concentraciones de radón en el medio ambiente hacen referencia al ^222Rn , producto de la desintegración del uranio y el radio. Si bien la tasa promedio de producción de ^220Rn (proveniente de la serie de desintegración del torio) es similar a la del ^222Rn , la cantidad de ^220Rn en el medio ambiente es mucho menor que la de ^222Rn debido a la corta vida media del ^220Rn (55 segundos, frente a 3,8 días, respectivamente). ^{[ 4 ]}

La concentración de radón en la atmósfera se suele medir en becquerel por metro cúbico (Bq/m³ ⁾ , la unidad derivada del SI . Otra unidad de medida común en EE. UU. son los picocurios por litro (pCi/L); 1 pCi/L = 37 Bq/m³ ^. [ ^{43 ] Las} exposiciones domésticas típicas promedian alrededor de 48 Bq/m³ ^en interiores, aunque esto varía ampliamente, y 15 Bq/m³ ^en exteriores. ^{[ 68 ]}

En la industria minera, la exposición se mide tradicionalmente en nivel de trabajo (WL), y la exposición acumulada en nivel de trabajo por mes (WLM); 1 WL equivale a cualquier combinación de hijos de corta vida del ^{222 Rn ( 218} Po, ²¹⁴ Pb, ²¹⁴ Bi y ²¹⁴ Po) en 1 litro de aire que libera 1,3 × 10 ⁵  MeV de energía alfa potencial; ^{[ 43 ]} 1 WL es equivalente a 2,08 × 10 ⁻⁵ julios por metro cúbico de aire (J/m ³ ). ^{[ 4 ]} La unidad SI de exposición acumulada se expresa en julio-horas por metro cúbico (J·h/m ³ ). Un WLM es equivalente a 3,6 × 10 ⁻³ J·h/m ³ . Una exposición a 1 WL durante 1 mes de trabajo (170 horas) equivale a 1 WLM de exposición acumulada. La Comisión Internacional de Protección Radiológica recomienda un límite anual de 4,8 WLM para los mineros. ^{[ 69 ] : R5} Suponiendo 2000 horas de trabajo al año, esto corresponde a una concentración de 1500 Bq/m ³ .

^{El 222Rn} se desintegra en ^210Pb y otros radioisótopos. Los niveles de ^210Pb se pueden medir. La tasa de deposición de este radioisótopo depende de las condiciones climáticas. ^{[ 70 ]}

Las concentraciones de radón que se encuentran en entornos naturales son demasiado bajas para ser detectadas por medios químicos. Una concentración de 1000 Bq/m³ ⁽ relativamente alta) corresponde a 0,17  picogramos por metro cúbico (pg/m³ ⁾ . La concentración media de radón en la atmósfera es de aproximadamente 6 × 10⁻⁶ Bq/m³.⁻¹⁸ por ciento molar , o aproximadamente 150 átomos en cada mililitro de aire. ^{[ 71 ]} La actividad del radón en toda la atmósfera terrestre se origina a partir de solo unas pocas decenas de gramos de radón, reemplazados constantemente por la desintegración de cantidades mayores de radio, torio y uranio. ^{[ 72 ]}

El radón se produce por la desintegración radiactiva del radio-226, que se encuentra en minerales de uranio, roca fosfática, pizarras, rocas ígneas y metamórficas como granito, gneis y esquisto, y en menor medida, en rocas comunes como la caliza. ^{[ 14 ] [ 73 ]} Cada milla cuadrada de suelo superficial, hasta una profundidad de 6 pulgadas (2,6 km ² hasta una profundidad de 15 cm), contiene aproximadamente 1 gramo de radio, que libera radón en pequeñas cantidades a la atmósfera. ^{[ 4 ]} Se estima que 2.400 millones de curies (90 EBq) de radón se liberan del suelo anualmente en todo el mundo. ^{[ 74 ]} Esto es equivalente a unos 15,3 kilogramos (34 lb).

La concentración de radón puede variar considerablemente de un lugar a otro. Al aire libre, oscila entre 1 y 100 Bq/m³ ^, e incluso es menor (0,1 Bq/m³ ⁾ sobre el océano. En Estados Unidos, se estima que el nivel promedio de radón en exteriores es de 15 Bq/m³ ⁽ 0,4 pCi/L). ^{[ 75 ]} En cuevas, minas ventiladas o viviendas con poca ventilación, su concentración asciende a entre 20 y 2000 Bq/ ^m³ . ^{[ 76 ]}

La concentración de radón puede ser mucho mayor en entornos mineros. Las normas de ventilación exigen mantener la concentración de radón en las minas de uranio por debajo del "nivel de trabajo", con niveles del percentil 95 que alcanzan casi 3 WL (546 pCi ²²² Rn por litro de aire; 20,2 kBq/m³ ^, medidos entre 1976 y 1985). ^{[ 4 ]} La concentración en el aire de la Galería de Sanación de Gastein (sin ventilación) tiene un promedio de 43 kBq/m³ ⁽ 1,2 nCi/L) con un valor máximo de 160 kBq/m³ ⁽ 4,3 nCi/L). ^{[ 77 ]}

El radón aparece principalmente con la serie del radio/ uranio (cadena de desintegración) ( ^222Rn ) y, en menor medida, con la serie del torio ( ^220Rn ). Este elemento emana de forma natural del suelo y de algunos materiales de construcción en todo el mundo, dondequiera que se encuentren trazas de uranio o torio, y particularmente en regiones con suelos que contienen granito o esquisto , los cuales tienen una mayor concentración de uranio. No todas las regiones graníticas son propensas a altas emisiones de radón. Al ser un gas raro, suele migrar libremente a través de fallas y suelos fragmentados, y puede acumularse en cuevas o agua. Debido a su vida media muy corta (cuatro días para el ^222Rn ), la concentración de radón disminuye muy rápidamente a medida que aumenta la distancia a la zona de producción. La concentración de radón varía considerablemente según la estación y las condiciones atmosféricas. Por ejemplo, se ha demostrado que se acumula en el aire si hay una inversión térmica y poco viento. ^{[ 78 ]}

Se pueden encontrar altas concentraciones de radón en algunas aguas de manantial y aguas termales. ^{[ 79 ]} Las ciudades de Boulder, Montana ; Misasa ; Bad Kreuznach , Alemania; y el país de Japón tienen manantiales ricos en radio que emiten radón. Para ser clasificada como agua mineral con radón, la concentración de radón debe ser superior a 2 nCi/L (74 kBq/m³ ⁾ . ^{[ 80 ]} La actividad del agua mineral con radón alcanza los 2 MBq/m³ ^en Merano y los 4 MBq/m³ ^en Lurisia (Italia). ^{[ 77 ]}

Las concentraciones naturales de radón en la atmósfera terrestre son tan bajas que el agua rica en radón en contacto con la atmósfera pierde radón continuamente por volatilización . Por lo tanto, el agua subterránea tiene una mayor concentración de ^222Rn que el agua superficial , debido a que el radón se produce continuamente por la desintegración radiactiva del ^226Ra presente en las rocas. Asimismo, la zona saturada de un suelo suele tener un mayor contenido de radón que la zona no saturada debido a las pérdidas por difusión hacia la atmósfera. ^{[ 81 ]}

En 1971, el Apolo 15 pasó a 110 km (68 millas) sobre la meseta de Aristarco en la Luna y detectó un aumento significativo de partículas alfa que se cree fue causado por la desintegración del ^222Rn . La presencia de ^222Rn se infirió posteriormente a partir de datos obtenidos del espectrómetro de partículas alfa del Lunar Prospector . ^{[ 82 ]}

El radón se encuentra en algunos derivados del petróleo . Debido a que el radón tiene una curva de presión y temperatura similar a la del propano , y las refinerías de petróleo separan los productos petroquímicos según sus puntos de ebullición, las tuberías que transportan propano recién separado en las refinerías pueden contaminarse debido a la descomposición del radón y sus productos. ^{[ 83 ]}

Los residuos de la industria del petróleo y el gas natural suelen contener radio y sus productos de desintegración. La incrustación de sulfato de un pozo petrolífero puede ser rica en radio, mientras que el agua, el petróleo y el gas de un pozo suelen contener radón. El radón se desintegra formando radioisótopos sólidos que recubren el interior de las tuberías. ^{[ 83 ]}

La medición de los niveles de radón en las primeras décadas de su descubrimiento se realizó principalmente para determinar la presencia de radio y uranio en estudios geológicos. En 1956, probablemente se llevó a cabo en Suecia el primer estudio en interiores sobre los productos de desintegración del radón, ^{[ 84 ]} con el objetivo de estimar la exposición pública al radón y sus productos de desintegración. Desde 1975 hasta 1984, pequeños estudios en Suecia, Austria, Estados Unidos y Noruega tuvieron como objetivo medir el radón en interiores y en áreas metropolitanas. ^{[ 62 ]}

En 1984, se descubrieron por casualidad altas concentraciones de radón en viviendas tras las rigurosas pruebas de radiación realizadas en la nueva central nuclear Limerick Generating Station, en el condado de Montgomery, Pensilvania, Estados Unidos. Estas pruebas revelaron que Stanley Watras , ingeniero de construcción de la planta, estaba contaminado por sustancias radiactivas, a pesar de que el reactor nunca había recibido combustible y Watras había sido descontaminado cada noche. Se determinó que los niveles de radón en el sótano de su casa superaban los 100 000 Bq/m³ ⁽ 2,7 nCi/L); se le informó de que vivir en esa vivienda equivalía a fumar 135 paquetes de cigarrillos al día, y que él y su familia habían aumentado su riesgo de desarrollar cáncer de pulmón en un 13 o 14 por ciento. ^{[ 85 ]} El incidente puso de manifiesto que los niveles de radón en determinadas viviendas pueden ser, en ocasiones, órdenes de magnitud superiores a lo habitual. ^{[ 86 ]} Desde el incidente en Pensilvania, se han realizado millones de mediciones de radón a corto plazo en viviendas de Estados Unidos. Fuera de Estados Unidos, las mediciones de radón se realizan normalmente a largo plazo. ^{[ 62 ]}

En Estados Unidos, las exposiciones domésticas típicas son de aproximadamente 50 Bq/m³ ⁽ 1,3 pCi/L) en interiores. ^{[ 75 ]} En todos los edificios se encuentra cierto nivel de radón. El radón entra principalmente en un edificio directamente desde el suelo a través del nivel más bajo del edificio que está en contacto con el suelo. Los altos niveles de radón en el suministro de agua también pueden aumentar los niveles de radón en el aire interior. Los puntos de entrada típicos del radón en los edificios son grietas en cimientos y paredes sólidas, juntas de construcción, huecos en pisos suspendidos y alrededor de tuberías de servicio, cavidades dentro de las paredes y el suministro de agua. ^{[ 15 ]} Las concentraciones de radón en el mismo lugar pueden variar hasta el doble o la mitad en una hora, y la concentración en una habitación de un edificio puede ser significativamente diferente de la concentración en una habitación contigua. ^{[ 4 ]}

La distribución de las concentraciones de radón generalmente difiere de una habitación a otra, y las lecturas se promedian según los protocolos reglamentarios. Se suele asumir que la concentración de radón en interiores sigue una distribución log-normal en un territorio determinado. ^{[ 87 ]} Por lo tanto, la media geométrica se utiliza generalmente para estimar la concentración "promedio" de radón en un área. ^{[ 88 ]} La concentración media oscila entre menos de 10 Bq/m³ ^y más de 100 Bq/m³ ^en algunos países europeos. ^{[ 89 ]}

Algunos de los mayores riesgos de radón en los EE. UU. se encuentran en Iowa y en las áreas de los Montes Apalaches en el sureste de Pensilvania. ^{[ 90 ]} Iowa tiene las concentraciones promedio de radón más altas de los EE. UU. debido a la importante glaciación que molió las rocas graníticas del Escudo Canadiense y las depositó como suelos que conforman las fértiles tierras de cultivo de Iowa. ^{[ 91 ]} Muchas ciudades dentro del estado, como Iowa City , han aprobado los requisitos para la construcción resistente al radón en las viviendas nuevas. Las segundas lecturas más altas en Irlanda se encontraron en edificios de oficinas en la ciudad irlandesa de Mallow, Condado de Cork , lo que provocó temores locales con respecto al cáncer de pulmón. ^{[ 92 ]}

Dado que el radón es un gas incoloro e inodoro, la única forma de saber cuánto hay en el aire o el agua es realizar pruebas. En Estados Unidos, los kits de prueba de radón están disponibles para el público en tiendas minoristas, como ferreterías, para uso doméstico, y las pruebas están disponibles a través de profesionales autorizados, que suelen ser inspectores de viviendas . Los esfuerzos para reducir los niveles de radón en interiores se denominan mitigación de radón . En Estados Unidos, la EPA recomienda que todas las viviendas se sometan a pruebas de radón. En el Reino Unido, bajo el Sistema de Clasificación de Salud y Seguridad de la Vivienda, los propietarios tienen la obligación de evaluar los riesgos y peligros potenciales para la salud y la seguridad en una propiedad residencial. ^{[ 93 ]} El monitoreo de la radiación alfa a largo plazo es un método de prueba de radón más común en países fuera de Estados Unidos. ^{[ 62 ]}

El radón se obtiene como subproducto del procesamiento de minerales uraníferos después de transferirlos a soluciones al 1% de ácidos clorhídrico o bromhídrico . La mezcla de gases extraída de las soluciones contiene H₂, O₂Él, Rn, CO₂, H₂O e hidrocarburos . La mezcla se purifica haciéndola pasar por cobre a 993 K (720 °C; 1328 °F) para eliminar el H.₂y el O₂y luego KOH y P₂O₅Se utilizan para eliminar los ácidos y la humedad mediante sorción . El radón se condensa con nitrógeno líquido y se purifica de los gases residuales mediante sublimación . ^{[ 94 ]}

La comercialización del radón está regulada, ^{[ 95 ]} pero está disponible en pequeñas cantidades para la calibración de sistemas de medición de ^{222 Rn. En 2008, su precio era de casi} US$6,000 (equivalente a $8,972 en 2025) por mililitro de solución de radio (que solo contiene unos 15 picogramos de radón real en un momento dado). ^{[ 96 ]} El radón se produce comercialmente mediante una solución de radio-226 (vida media de 1,600 años). El radio-226 se desintegra por emisión de partículas alfa, produciendo radón que se acumula sobre muestras de radio-226 a una tasa de aproximadamente 1 mm ³ /día por gramo de radio; el equilibrio se alcanza rápidamente y el radón se produce en un flujo constante, con una actividad igual a la del radio (50 Bq). El ²²² Rn gaseoso (vida media de unos cuatro días) escapa de la cápsula por difusión . ^{[ 97 ]} También se han producido fuentes de radón con fines científicos mediante la implantación de radio-226 en acero inoxidable sólido . ^{[ 98 ]}

Una forma de charlatanería de principios del siglo XX era el tratamiento de enfermedades en un radiotorio . ^{[ 105 ]} Era una habitación pequeña y sellada donde los pacientes se exponían al radón por sus "efectos medicinales". La naturaleza carcinogénica del radón, debido a su radiación ionizante, se hizo evidente más tarde. La radiactividad del radón, que daña las moléculas, se ha utilizado para matar células cancerosas, ^{[ 106 ]} pero no mejora la salud de las células sanas. La radiación ionizante provoca la formación de radicales libres , lo que produce daño celular y aumenta las tasas de enfermedades, incluido el cáncer . ^{[ 107 ] [ 108 ]}

Se ha sugerido que la exposición al radón puede mitigar enfermedades autoinmunes como la artritis en un proceso conocido como hormesis por radiación . ^{[ 109 ] [ 110 ]} Como resultado, a finales del siglo XX y principios del XXI, las "minas de salud" establecidas en Basin, Montana , atrajeron a personas que buscaban alivio para problemas de salud como la artritis mediante una exposición limitada al agua radiactiva de la mina y al radón. Esta práctica se desaconseja debido a los efectos nocivos bien documentados de las altas dosis de radiación en el cuerpo. ^{[ 111 ]}

Los baños de agua radiactiva se han aplicado desde 1906 en Jáchymov , República Checa, pero incluso antes del descubrimiento del radón se usaban en Bad Gastein , Austria. También se usan manantiales ricos en radio en los onsen tradicionales japoneses en Misasa , Prefectura de Tottori . La terapia de bebida se aplica en Bad Brambach , Alemania, y durante principios del siglo XX, el agua de manantiales con radón en ellos se embotellaba y vendía (esta agua tenía poco o nada de radón cuando llegaba a los consumidores debido a la corta vida media del radón). ^{[ 112 ]} La terapia de inhalación se lleva a cabo en Gasteiner-Heilstollen , Austria; Świeradów-Zdrój , Czerniawa-Zdrój , Kowary , Lądek-Zdrój , Polonia; Harghita Băi , Rumania; y Boulder, Montana . En Estados Unidos y Europa, existen varios "balnearios de radón", donde las personas se sientan durante minutos u horas en una atmósfera con alto contenido de radón, como en Bad Schmiedeberg , Alemania. ^{[ 110 ] [ 113 ]}

El radón se ha producido comercialmente para su uso en radioterapia, pero en su mayor parte ha sido reemplazado por radionúclidos fabricados en aceleradores de partículas y reactores nucleares . El radón se ha utilizado en semillas implantables, hechas de oro o vidrio, empleadas principalmente para tratar el cáncer, en un procedimiento conocido como braquiterapia . Las semillas de oro se producían llenando un tubo largo con radón bombeado desde una fuente de radio; posteriormente, el tubo se dividía en secciones cortas mediante compresión y corte. La capa de oro retiene el radón y filtra las radiaciones alfa y beta, permitiendo que escapen los rayos gamma (que destruyen el tejido enfermo). Las actividades pueden variar de 0,05 a 5 milicurios por semilla (de 2 a 200 MBq). ^{[ 106 ]} Los rayos gamma son producidos por el radón y los primeros elementos de vida corta de su cadena de desintegración ( ^218Po , ^214Pb , ^214Bi , ^214Po ). ^{[ 114 ]}

Después de 11 vidas medias (42 días), la radiactividad del radón se encuentra en 1/2048 de su nivel original. En esta etapa, la actividad residual predominante de la semilla proviene del producto de desintegración del radón, ²¹⁰ Pb, cuya vida media (22,3 años) es 2000 veces mayor que la del radón y sus descendientes ²¹⁰ Bi y ²¹⁰ Po. ^{[ 106 ] [ 114 ]}

^{El 211Rn} se puede utilizar para generar ^211At , que tiene aplicaciones en la terapia alfa dirigida . ^{[ 115 ]}

La emanación de radón del suelo varía según el tipo de suelo y el contenido de uranio en la superficie, por lo que las concentraciones de radón en el exterior pueden utilizarse para rastrear masas de aire hasta cierto punto. ^{[ 116 ] [ a ]} ​​Debido a la rápida pérdida de radón en el aire y su decaimiento relativamente rápido, el radón se utiliza en la investigación hidrológica que estudia la interacción entre el agua subterránea y los arroyos . Cualquier concentración significativa de radón en un río puede ser un indicador de que existen aportes locales de agua subterránea. ^{[ 117 ]}

La concentración de radón en el suelo se ha utilizado para cartografiar fallas geológicas enterradas cerca de la superficie , ya que las concentraciones suelen ser más altas sobre las fallas. ^{[ 118 ]} De manera similar, se ha utilizado de forma limitada en la prospección de gradientes geotérmicos . ^{[ 119 ]}

Algunos investigadores han estudiado los cambios en las concentraciones de radón en el agua subterránea para la predicción de terremotos . ^{[ 120 ] [ 121 ]} Se observaron aumentos de radón antes de los terremotos de Tashkent de 1966 ^{[ 122 ]} y Mindoro de 1994 ^{[ 121 ]} . El radón tiene una vida media de aproximadamente 3,8 días, lo que significa que solo se puede encontrar poco después de haber sido producido en la cadena de desintegración radiactiva. Por esta razón, se ha planteado la hipótesis de que los aumentos en la concentración de radón se deben a la generación de nuevas grietas subterráneas, lo que permitiría una mayor circulación del agua subterránea, arrastrando el radón. No es descabellado suponer que la generación de nuevas grietas precede a los grandes terremotos. En las décadas de 1970 y 1980, las mediciones científicas de las emisiones de radón cerca de fallas encontraron que los terremotos a menudo ocurrían sin señal de radón, y el radón a menudo se detectaba sin que hubiera un terremoto posterior. Entonces fue descartado por muchos como un indicador poco fiable. ^{[ 123 ]} En 2009, la NASA lo investigaba como un posible precursor de terremotos ; ^{[ 8 ]} investigaciones posteriores sobre el tema han sugerido que las anomalías en las concentraciones atmosféricas de radón pueden ser un indicador de movimiento sísmico. ^{[ 124 ]}

El radón es un contaminante conocido emitido por las centrales geotérmicas, ya que está presente en el material bombeado desde las profundidades del subsuelo. Se dispersa rápidamente y no se ha demostrado ningún riesgo radiológico en diversas investigaciones. Además, los sistemas típicos reinyectan el material en las profundidades del subsuelo en lugar de liberarlo en la superficie, por lo que su impacto ambiental es mínimo. ^{[ 125 ]} En 1989, un estudio de la dosis colectiva recibida debido al radón en fluidos geotérmicos se midió en 2 mansieverts por gigavatio -año de electricidad producida, en comparación con los 2,5 mansieverts por gigavatio-año producidos por las emisiones de ^14C en centrales nucleares . ^{[ 126 ]}

En las décadas de 1940 y 1950, el radón producido a partir de una fuente de radio se utilizó para la radiografía industrial . ^{[ 127 ]} Otras fuentes de rayos X, como el ^60Co y el ^192Ir , estuvieron disponibles después de la Segunda Guerra Mundial y rápidamente reemplazaron al radio y, por lo tanto, al radón para este propósito, debido a su menor costo y riesgo. ^{[ 128 ]}

²²²Rn decay products have been classified by the International Agency for Research on Cancer as being carcinogenic to humans,^[129] and as a gas that can be inhaled, lung cancer is a particular concern for people exposed to elevated levels of radon for sustained periods. During the 1940s and 1950s, when safety standards requiring expensive ventilation in mines were not widely implemented,^[130] radon exposure was linked to lung cancer among non-smoking miners of uranium and other hard rock materials in what is now the Czech Republic, and later among miners from the Southwestern US^[131] and South Australia.^[132] Despite these hazards being known in the early 1950s,^[133] this occupational hazard remained poorly managed in many mines until the 1970s. During this period, several entrepreneurs opened former uranium mines in the US to the general public and advertised alleged health benefits from breathing radon gas underground. Health benefits claimed included relief from pain, sinus problems, asthma, and arthritis,^[134] but the government banned such advertisements in 1975,^[135] and subsequent works have debated the truth of such claimed health effects, citing the documented ill effects of radiation on the body.^[136]

Since that time, ventilation and other measures have been used to reduce radon levels in most affected mines that continue to operate. In recent years, the average annual exposure of uranium miners has fallen to levels similar to the concentrations inhaled in some homes. This has reduced the risk of occupationally induced cancer from radon, although health issues may persist for those who are currently employed in affected mines and for those who have been employed in them in the past.^[137] As the relative risk for miners has decreased, so has the ability to detect excess risks among that population.^[138]

Los residuos del procesamiento del mineral de uranio también pueden ser una fuente de radón. El radón resultante del alto contenido de radio en los vertederos y estanques de relaves descubiertos ^{[ 4 ]} puede liberarse fácilmente a la atmósfera y afectar a las personas que viven en las cercanías. ^{[ 140 ]} La liberación de radón puede mitigarse cubriendo los relaves con tierra o arcilla, aunque otros productos de desintegración pueden filtrarse a las reservas de agua subterránea . ^{[ 139 ]}

Las minas que no contienen uranio pueden presentar mayores riesgos de exposición al radón, ya que los trabajadores no son monitoreados continuamente para detectar radiación y no se aplican las regulaciones específicas para las minas de uranio. Una revisión de las mediciones de los niveles de radón en minas que no contienen uranio reveló las concentraciones más altas en minas no metálicas, como las de fósforo y sal . ^{[ 141 ]} Sin embargo, las minas de uranio antiguas o abandonadas sin ventilación aún pueden presentar niveles de radón extremadamente altos. ^{[ 142 ]}

Además del cáncer de pulmón, los investigadores han teorizado sobre un posible aumento del riesgo de leucemia debido a la exposición al radón. El apoyo empírico de los estudios en la población general es inconsistente; un estudio de mineros de uranio encontró una correlación entre la exposición al radón y la leucemia linfocítica crónica ^{[ 143 ]} , y la investigación actual respalda un vínculo entre la exposición al radón en interiores y malos resultados de salud (es decir, un mayor riesgo de cáncer de pulmón o leucemia infantil) ^{[ 144 ]} . Las acciones legales emprendidas por quienes participan en las industrias nucleares, incluidos mineros, molineros, transportistas, trabajadores de instalaciones nucleares y sus respectivos sindicatos, han dado lugar a compensaciones para los afectados por la exposición al radón y la radiación bajo programas como el esquema de compensación por enfermedades relacionadas con la radiación (en el Reino Unido) ^{[ 145 ]} y la Ley de Compensación por Exposición a la Radiación (en los Estados Unidos) ^{[ 146 ] .}

El radón ha sido considerado la segunda causa principal de cáncer de pulmón en los Estados Unidos y la principal causa ambiental de mortalidad por cáncer por la EPA, ^{[ 147 ]} siendo la primera el tabaquismo . ^{[ 148 ]} Otros han llegado a conclusiones similares para el Reino Unido ^{[ 137 ]} y Francia. ^{[ 149 ]} La exposición al radón en los edificios puede provenir de formaciones rocosas subterráneas y ciertos materiales de construcción (por ejemplo, algunos granitos). ^{[ 150 ]} El mayor riesgo de exposición al radón surge en edificios que son herméticos, insuficientemente ventilados y tienen fugas en los cimientos que permiten que el aire del suelo entre en los sótanos y las habitaciones. ^{[ 151 ]} En algunas regiones, como Niška Banja , Serbia y en Ullensvang , Noruega, las concentraciones de radón en el exterior pueden ser excepcionalmente altas, aunque en comparación con los interiores, donde las personas pasan más tiempo y el aire no se dispersa ni se intercambia con tanta frecuencia, la exposición al radón en el exterior no se considera un riesgo significativo para la salud. ^{[ 152 ]}

La exposición al radón (principalmente a sus descendientes) se ha relacionado con el cáncer de pulmón en estudios de casos y controles realizados en EE. UU., Europa y China. En EE. UU. se producen aproximadamente 21 000 muertes al año (0,0063 % de una población de 333 millones) debido a cánceres de pulmón inducidos por radón. ^{[ 12 ] [ 153 ]} En Europa, el 2 % de todos los cánceres se han atribuido al radón; ^{[ 154 ]} en Eslovenia en particular, un país con una alta concentración de radón, alrededor de 120 personas (0,0057 % de una población de 2,11 millones) mueren anualmente a causa del radón. ^{[ 155 ]} Uno de los estudios más completos sobre el radón realizado en EE. UU. por el epidemiólogo R. William Field y sus colegas encontró un aumento del 50 % en el riesgo de cáncer de pulmón incluso con exposiciones prolongadas al nivel de acción de la EPA de 4 pCi/L. Los análisis combinados de América del Norte y Europa respaldan aún más estos hallazgos. ^{[ 151 ]} Sin embargo, la conclusión de que la exposición a bajos niveles de radón conlleva un mayor riesgo de cáncer de pulmón ha sido cuestionada, ^{[ 156 ]} y los análisis de la literatura apuntan a un mayor riesgo solo cuando el radón se acumula en interiores ^{[ 144 ]} y en niveles superiores a 100 Bq/m ³ . ^{[ 154 ]}

El torón ( ^220Rn ) se ha estudiado menos que el ^222Rn en lo que respecta a la exposición doméstica debido a su vida media más corta. Sin embargo, se han detectado concentraciones relativamente altas en edificios con arquitectura de tierra, como casas tradicionales con entramado de madera y casas modernas con revestimientos de arcilla en las paredes, ^{[ 157 ]} y en regiones con suelos y arenas ricos en torio y monacita . ^{[ 158 ]} El torón contribuye en menor medida a la dosis total de radiación recibida por la exposición al radón en interiores, ^{[ 159 ]} y puede interferir con las mediciones de ^222Rn si no se tiene en cuenta. ^{[ 158 ]}

La OMS presentó en 2009 un nivel de referencia recomendado (el nivel de referencia nacional), 100 Bq/m³ ^, para el radón en viviendas. La recomendación también indica que, cuando esto no sea posible, se debe seleccionar 300 Bq/m³ ^como el nivel máximo. Un nivel de referencia nacional no debe ser un límite, sino que debe representar la concentración media anual máxima aceptable de radón en una vivienda. ^{[ 160 ]}

La concentración de radón que requiere acción en una vivienda varía según la organización que realiza la recomendación; por ejemplo, la EPA recomienda que se tomen medidas a concentraciones tan bajas como 74 Bq/m³ ⁽ 2 pCi/L), ^{[ 68 ]} y la Unión Europea recomienda que se tomen medidas cuando las concentraciones alcancen los 400 Bq/m³ ⁽ 11 pCi/L) para casas antiguas y los 200 Bq/m³ ⁽ 5 pCi/L) para casas nuevas. ^{[ 161 ]} El 8 de julio de 2010, la Agencia de Protección de la Salud del Reino Unido emitió un nuevo consejo que establece un "Nivel objetivo" de 100 Bq/m³ ^mientras mantiene un "Nivel de acción" de 200 Bq/ ^m³ . ^{[ 162 ]} La Autoridad Noruega de Seguridad Radiológica y Nuclear (DSA) publica niveles similares (como en el Reino Unido) ^{[ 163 ]} con un límite máximo para escuelas, jardines de infancia y viviendas nuevas establecido en 200 Bq/m ³ , donde 100 Bq/m ³ se establece como nivel de acción. ^{[ 164 ]}

Los resultados de estudios epidemiológicos indican que el riesgo de cáncer de pulmón aumenta con la exposición al radón residencial. Una fuente potencial de error bien conocida en estos estudios es el tabaquismo , que es el principal factor de riesgo para el cáncer de pulmón. En Estados Unidos, se estima que fumar cigarrillos causa entre el 80 % y el 90 % de todos los casos de cáncer de pulmón. ^{[ 165 ]}

El radón, al igual que otros factores de riesgo externos conocidos o sospechados para el cáncer de pulmón, representa una amenaza para fumadores y exfumadores. Según la EPA, el riesgo de cáncer de pulmón para los fumadores es significativamente mayor cuando se exponen al radón debido a los efectos sinérgicos del radón con el tabaquismo. En esta población, aproximadamente 62 personas de cada 1000 morirán de cáncer de pulmón, en comparación con 7 personas de cada 1000 entre las personas que nunca han fumado. ^{[ 12 ]} Un artículo de revisión de 2005 de Darby y sus colegas, que analizó 13 estudios de caso diferentes en toda Europa, afirmó: "No es apropiado hablar simplemente de un riesgo del radón en los hogares. El riesgo proviene del tabaquismo, agravado por un efecto sinérgico del radón en los fumadores. Sin fumar, el efecto parece ser tan pequeño que resulta insignificante". ^{[ 166 ]} Según Darby, existe una diferencia en el riesgo para los subtipos histológicos de cáncer de pulmón y la exposición al radón. El carcinoma pulmonar de células pequeñas , que tiene una alta correlación con el tabaquismo, presenta un mayor riesgo tras la exposición al radón. Para otros subtipos histológicos, como el adenocarcinoma , el tipo que afecta principalmente a los no fumadores, el riesgo derivado del radón parece ser menor. ^{[ 166 ] [ 167 ]}

Un estudio de 2008 sobre la radiación de la radioterapia posterior a la mastectomía demostró que los modelos simples utilizados anteriormente para evaluar los riesgos combinados e individuales de la radiación y el tabaquismo necesitaban ser desarrollados. ^{[ 168 ]} El modelo lineal sin umbral, de uso frecuente , que describe cómo el cuerpo responde a la radiación y cómo esta lo daña, es uno de estos modelos. ^{[ 169 ]}

La vida media biológica del radón ingerido oscila entre 30 y 70 minutos, con una eliminación del 90 % a los 100 minutos. En 1999, el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. investigó el problema del radón en el agua potable. El riesgo asociado a la ingestión se consideró prácticamente insignificante. ^{[ 170 ]} La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda un nivel máximo de contaminación del agua de 100 Bq/L, mientras que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. recomienda un máximo de 11,1 Bq/L. La OMS también aconseja una dosis anual máxima de 1 mSv⁻¹ ^inducida por el radón del agua potable. ^{[ 171 ]}

El agua de fuentes subterráneas puede contener cantidades significativas de radón dependiendo de las condiciones de la roca y el suelo circundantes, mientras que las fuentes superficiales generalmente no lo contienen. ^{[ 172 ]} El radón también se libera del agua cuando aumenta la temperatura, disminuye la presión y cuando el agua se airea. Las condiciones óptimas para la liberación y exposición al radón en el hogar a través del agua se dan durante la ducha. El agua con una concentración de radón de 10⁴ ^pCi  /L puede aumentar la concentración de radón en el aire interior en 1 pCi/L en condiciones normales. ^{[ 73 ]} Sin embargo, la concentración de radón liberado al aire desde aguas subterráneas contaminadas se ha medido en 5 órdenes de magnitud menor que la concentración original en el agua. ^{[ 173 ]}

Las concentraciones de radón en la superficie del océano se intercambian con la atmósfera, lo que provoca un aumento del ^{222Rn a través de la interfaz aire-mar. [ 174 ]} Aunque las áreas analizadas eran muy poco profundas, mediciones adicionales en una amplia variedad de regímenes costeros deberían ayudar a definir la naturaleza del ^222Rn observado.

Existen pruebas relativamente sencillas para detectar el gas radón. En algunos países, estas pruebas se realizan metódicamente en áreas con riesgos sistemáticos conocidos. Los dispositivos de detección de radón están disponibles comercialmente. Los detectores digitales de radón proporcionan mediciones continuas, ofreciendo lecturas diarias, semanales, a corto y largo plazo mediante una pantalla digital. Los dispositivos de prueba de radón a corto plazo, utilizados para la detección inicial, son económicos y, en algunos casos, gratuitos. Existen protocolos importantes para realizar pruebas de radón a corto plazo, y es fundamental seguirlos estrictamente. El kit incluye un colector que el usuario cuelga en el piso habitable más bajo de la casa durante dos a siete días. Posteriormente, el usuario envía el colector a un laboratorio para su análisis. También existen kits a largo plazo, que permiten realizar recolecciones durante un año o más. Un kit de prueba para terrenos abiertos permite medir las emisiones de radón del terreno antes de que comience la construcción. ^{[ 12 ]} Las concentraciones de radón pueden variar diariamente, y las estimaciones precisas de la exposición al radón requieren mediciones promedio a largo plazo en los espacios donde una persona pasa una cantidad significativa de tiempo. ^{[ 175 ]}

Los niveles de radón fluctúan naturalmente debido a factores como las condiciones climáticas transitorias, por lo que una prueba inicial podría no ser una evaluación precisa del nivel promedio de radón de una vivienda. Los niveles de radón son máximos durante la parte más fría del día, cuando las diferencias de presión son mayores. ^{[ 73 ]} Por lo tanto, un resultado alto (superior a 4 pCi/L) justifica repetir la prueba antes de emprender proyectos de mitigación más costosos. Las mediciones entre 4 y 10 pCi/L justifican una prueba de radón a largo plazo. Las mediciones superiores a 10 pCi/L justifican únicamente otra prueba a corto plazo para evitar retrasos indebidos en las medidas de mitigación. La EPA ha aconsejado a los compradores de bienes raíces que retrasen o rechacen la compra si el vendedor no ha logrado reducir el radón a 4 pCi/L o menos. ^{[ 12 ]}

Debido a que la vida media del radón es de solo 3,8 días, eliminar o aislar la fuente reducirá considerablemente el riesgo en pocas semanas. Otro método para reducir los niveles de radón es modificar la ventilación del edificio. Generalmente, las concentraciones de radón en interiores aumentan a medida que disminuyen las tasas de ventilación. ^{[ 4 ]} En un lugar bien ventilado, la concentración de radón tiende a alinearse con los valores exteriores (típicamente 10 Bq/m³ ^, con un rango de 1 a 100 Bq/m³ ⁾ . ^{[ 12 ]}

Las cuatro formas principales de reducir la cantidad de radón que se acumula en una casa son: ^{[ 12 ] [ 176 ]}

• Despresurización de la losa inferior (succión del suelo) mediante el aumento de la ventilación bajo el piso;
• Mejorar la ventilación de la casa y evitar el transporte de radón desde el sótano a las salas de estar;
• Instalación de un sistema de bombeo de radón en el sótano;
• Instalación de un sistema de ventilación con presurización positiva o suministro positivo.

Según la EPA, el método para reducir el radón "...principalmente utilizado es un sistema de tuberías de ventilación y un ventilador, que extrae el radón de debajo de la casa y lo ventila al exterior", lo que también se denomina despresurización bajo la losa, despresurización activa del suelo o succión del suelo. ^{[ 12 ]} Generalmente, el radón en interiores se puede mitigar mediante la despresurización bajo la losa y la expulsión del aire cargado de radón al exterior, lejos de las ventanas y otras aberturas del edificio. "[La] EPA generalmente recomienda métodos que impiden la entrada de radón. La succión del suelo, por ejemplo, impide que el radón entre en su hogar extrayéndolo de debajo de la casa y ventilándolo a través de una tubería, o tuberías, al aire sobre la casa donde se diluye rápidamente" y "la EPA no recomienda el uso del sellado por sí solo para reducir el radón porque, por sí mismo, no se ha demostrado que el sellado reduzca los niveles de radón de manera significativa o constante". ^{[ 177 ]}

Los sistemas de ventilación de presión positiva se pueden combinar con un intercambiador de calor para recuperar energía en el proceso de intercambio de aire con el exterior, y simplemente expulsar el aire del sótano al exterior no es necesariamente una solución viable, ya que esto puede introducir gas radón en la vivienda. Las casas construidas sobre un espacio de acceso restringido pueden beneficiarse de un colector de radón instalado bajo una "barrera de radón" (una lámina de plástico que cubre el espacio de acceso restringido). ^{[ 12 ] [ 178 ]} Para los espacios de acceso restringido, la EPA afirma que "[u]n método eficaz para reducir los niveles de radón en las casas con espacio de acceso restringido consiste en cubrir el suelo de tierra con una lámina de plástico de alta densidad. Se utiliza un tubo de ventilación y un ventilador para extraer el radón de debajo de la lámina y ventilarlo al exterior. Esta forma de succión del suelo se denomina succión submembrana y, cuando se aplica correctamente, es la forma más eficaz de reducir los niveles de radón en las casas con espacio de acceso restringido". ^{[ 177 ]}

Se ha utilizado la modelización mediante dinámica de fluidos computacional (CFD) para cuantificar el rendimiento de los sistemas de cámaras de aire bajo losa, tanto en configuraciones de despresurización como de ventilación forzada. Los modelos, validados con datos experimentales de un edificio real, muestran que los sistemas de despresurización reducen las concentraciones de radón en interiores entre un 45 % y un 90 % en comparación con una cámara sellada. Los edificios más pequeños logran las mayores reducciones, mientras que las ganancias de eficiencia disminuyen a mayores caudales de extracción. Por el contrario, los sistemas de ventilación forzada pueden generar sobrepresión dentro de la cámara si el caudal de entrada supera la capacidad de salida, lo que favorece la entrada de radón y puede aumentar las concentraciones en interiores. Estos hallazgos respaldan la optimización del diseño de los sistemas de mitigación, equilibrando la reducción de radón con la complejidad constructiva y el consumo energético . ^{[ 179 ]}

• Proyecto Internacional del Radón
• célula de Lucas
• Halo pleocroico (también conocido como radiohalo)
• Ley de Compensación por Exposición a la Radiación