Náttúrufræðingurinn - 2016, Blaðsíða 55

127
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
Sveinbjörn Björnsson
Geislavirka eðalgasið radon fannst árið 1900 en áður voru þekkt geislavirku
frumefnin úran, þórín, radín og pólon. Á vegum Kaupmannahafnarháskóla
fór Þorkell Þorkelsson eðlisfræðingur í leiðangra til Íslands sumrin 1904 og
1906 til þess að kanna hvort geislavirk efni fyndust þar í hverum. Menn
gátu sér þess til að óvenju mikil geislavirkni í bergi gæti verið varmagjafi
fyrir eldfjöll og jarðhita á Íslandi. Þorkell fann radon í hveragasi og þeim
mun meira sem jarðhitinn var ákafari. Það nægði þó ekki sem varmagjafi
fyrir eldvirkni en benti til þess að á virkustu jarðhitasvæðunum væri radín,
móðurefni radons, í meiri styrk en almennt í íslensku bergi. Jarðhitadeild
raforkumálastjóra endurtók þessar mælingar á árunum 1965 og 1966 og
staðfestu þær niðurstöður Þorkels í megindráttum. Almennt er styrkur
radíns í basalti lítill en nokkru hærri í súru bergi. Í gasi frá hverum og
laugum á lághitasvæðum er yfirleitt lítill radonstyrkur en hann er til muna
hærri í gasi frá háhitasvæðum. Styrkur stöðugustu samsætu radons (222Rn)
helmingast með geislavirkni á 3,8 dögum. Radon nær því ekki að ferðast
langt frá móðurefninu radíni áður en það deyr með geislun og breytist
í málm. Sennilegast er að jarðhitavatnið skoli radínið úr bergi við háan
hita í rótum jarðhitakerfanna og það falli síðan úr vatninu við lægri hita
og safnist í meiri styrk í útfellingum nærri yfirborði í uppstreymisrásum
jarðhitans. Þaðan komi radon í hveragasið. Niðurstöður mælinga á radoni
og skammlífari samsætu þess, þóroni (220Rn), í jarðvegi yfir misgengjum
styrkja þessa tilgátu.
Radon getur nýst sem ferilefni í rannsóknum. Mælingar á radonstyrk
í kvikugasi í Surtsey sýndu að upprunalegt vatn sem losnaði úr kviku
þar nam aðeins 0,67% af þunga kvikunnar (wt%). Gufa í þessu magni
veldur ekki sprengingum þegar hún losnar í gígnum en það gerðist
meðan sjór flæddi inn að auki. Radon hefur einnig komið að gagni sem
forboði jarðskjálfta. Aðstæður til að prófa gildi radonmælinga í því skyni
eru óvenju góðar á jarðskjálftasvæði Suðurlands. Glögg dæmi um tengsl
radons í hverum og aðdraganda stórra skjálfta fengust í skjálftunum 17. og
21. júní árið 2000.
Náttúrufræðingurinn 86 (3–4), bls. 127–135, 2016
Ritrýnd grein
Radon í hveragasi
og bergi
INNGANGSORÐ
Náttúruleg geislavirkni í bergi á
Íslandi er almennt lítil. Ættmæður
geislavirku raðanna, úran og
þórín, eru í mun minni styrk í
basalthraunlögum úthafsskorpu
en súrara bergi meginlandanna.
Þegar menn voru að uppgötva
geislavirkni í lok 19. aldar, og
áttuðu sig á þeim varma sem
hún losaði, var ekki að undra
að þeim dytti í hug að það væri
óvenju mikil geislavirkni í bergi
sem kynti undir eldfjöllum og
goshverum á Íslandi. Þetta varð
til þess að Ísland dróst inn í fyrstu
leit að náttúrulegri geislavirkni
strax í byrjun 20. aldar. Í þessari
grein verður sagt frá mælingum
Þorkels Þorkelssonar á radoni í
hveragasi og endurtekningu þeirra
mælinga á vegum Jarðhitadeildar
raforkumálastjóra á árunum 1965
og 1966. Radon í jarðvegi getur
vísað á hulin misgengi. Einnig
er vikið að mælingum á radoni í
kviku Surtseyjar og tilraunum til
að vara við jarðskjálfta með vöktun
á radoni í jarðhitavatni.
Þorkell Þorkelsson stundaði
nám í eðlisfræði við Kaupmanna-
hafnarháskóla frá 1898 og lauk þar
cand. mag.-prófi 1903. Sama ár
innritaðist Niels Bohr til náms í
eðlisfræði við skólann. Þetta voru
ár mikilla uppgötvana á sviði
geislavirkni og Danir fylgdust vel
með.
Henri Becquerel hafði uppgötvað
geislavirkni árið 1897 og Marie
Curie og Pierre Curie höfðu
einangrað geislavirkt radínklóríð
1898 og dregið af því þá ályktun
að þar væri áður óþekkt geislavirkt
frumefni, radín. Fyrir þessar
rannsóknir hlutu Becquerel og
Curiehjónin nóbelsverðlaun 1903.
Curiehjónin tóku eftir því
1899 að loft í ílátum sem geymt
höfðu radínklóríð hélst geislavirkt
í mánuð eftir að klóríðið var
fjarlægt. Árið 1900 sýndi Dorn
fram á að í loftinu væri áður óþekkt
geislavirk gastegund sem hann
nefndi emanation, seinna kölluð
radium emanation, og virtist koma
úr radínklóríðinu. Þessi gastegund
fékk að lokum heitið radon og
var fimmta þekkta geislavirka
frumefnið, á eftir úrani, þóríni,
radíni og póloni.