Le radon est présent dans la nature et est produit par la désintégration de l’uranium. Les atomes de radon se désintègrent également en libérant des particules atomiques. L’élément lui-même et certains des éléments dans lesquels il se désintègre sont radioactifs et peuvent provoquer des maladies chez l’homme.
Tous les éléments contiennent des protons et des neutrons dans leur noyau, à l’exception de l’hydrogène, qui n’a qu’un proton. Outre les particules nucléiques, un élément possède également des particules électroniques en orbite autour du noyau. Les éléments sont classés selon la quantité de protons qu’ils contiennent. Ce nombre est le numéro atomique d’un élément. Par exemple, le radon a toujours 86 protons.
Certains éléments peuvent varier dans le nombre de neutrons dans leur noyau. Ceux-ci sont connus sous le nom d’isotopes d’un élément, et chaque isotope est connu par son nombre de masse, qui est la quantité de protons ajoutée à la quantité de neutrons. Par exemple, l’isotope le plus courant du radon, le radon-222, a 86 protons et 136 neutrons dans son noyau. Un isotope moins courant est le radon-220.
Les éléments se désintègrent de deux manières. Ils peuvent libérer deux protons et deux neutrons, ce qui modifie à la fois le numéro atomique et le nombre de masse. C’est ce qu’on appelle la désintégration alpha, et les particules libérées sous forme de faisceau sont appelées particules alpha.
La désintégration bêta se produit lorsqu’un neutron libère un électron et se transforme en proton. L’électron libéré est connu sous le nom de particule bêta. Cela modifie le numéro atomique car un nouveau proton est présent dans l’élément. Le nombre de masse ne change pas.
Le radon lui-même est un produit de désintégration de l’uranium-238. La désintégration du radon se produit par une chaîne d’événements, un élément se transformant en un autre élément. Les éléments radioactifs ne se désintègrent pas tous en même temps, les scientifiques utilisent donc une mesure de la demi-vie pour suivre les concentrations de chaque élément. Une demi-vie est le temps qu’il faut à la moitié d’une quantité d’un élément pour se transformer en un autre élément.
À titre d’exemple, le radon-222 a une demi-vie de 3.8 jours. Après 3.8 jours, la moitié du radon d’une zone aura libéré une particule alpha et se sera transformée en polonium-238. Le polonium-238 a une demi-vie de seulement trois minutes avant de libérer une particule alpha et de se transformer en plomb-214.
Le plomb-214, avec une demi-vie de 27 minutes, se transforme en bismuth-214 en libérant une particule bêta. Au bout de 20 minutes, la moitié du bismuth-214 se sera transformée en polonium-214 en libérant une autre particule bêta. Le polonium, avec une simple demi-vie de 180 secondes, se désintègre ensuite en plomb-210 en libérant une particule alpha. Les éléments de la chaîne du radon-222 au plomb-210 sont de courte durée et dangereux car de nombreuses particules radioactives sont libérées en peu de temps.
La désintégration du radon se poursuit lentement, le plomb se transformant en bismuth-210 sur une période de plusieurs décennies. Le bismuth met alors quelques jours à se désintégrer en polonium 210. Des particules bêta sont libérées au cours de ces étapes de la chaîne. Enfin, le polonium laisse partir une particule alpha et la chaîne se termine par un isotope plomb-206 stable et non radioactif.
La raison pour laquelle la désintégration du radon est dangereuse pour l’homme est que les particules libérées des éléments radioactifs de la chaîne peuvent provoquer le cancer si elles sont ingérées ou inhalées. Le radon est présent sous forme de gaz dans de nombreuses maisons, en particulier dans les sous-sols, et il s’accumule là où il n’y a pas de ventilation. Les mineurs peuvent également être exposés à des niveaux élevés de gaz. Le radon lui-même provient de la décomposition de l’uranium 238 dans le sol. La chaîne de désintégration du radon n’est donc qu’une partie d’une chaîne de désintégration plus large.