라돈은 폐암의 원인 중 하나인데, 우리가 사는 집 주변에서 노출될 수 있는 방사선을 내는 물질이다. 라돈에 노출된 흡연 경험자의 폐암 위험은 노출되지 않은 흡연경험자보다 높지만, 흡연하지 않아도 라돈 노출은 폐암 발생 위험을 높일 수 있다. 라돈 노출에 있어서 이 농도 이하가 인체에 위험하지 않다라는 노출농도는 존재하지 않는다. 하지만 공기 중 라돈 노출농도가 낮을수록 암의 발생 위험은 낮아진다. 공기 중 라돈은 쉽게 측정할 수 있으며 아는 만큼 라돈의 발암 위험으로부터 건강을 지킬 수 있다.
라돈(radon, Rn)은 방사선을 내는 원자번호 86번의 원소이다. 색, 냄새, 맛이 없는 기체로 공기보다 약 8배 무겁다. 라돈은 지각을 구성하는 암석이나 토양 중에 천연적으로 존재하는 우라늄(238U)과 토륨(232Th)의 방사성 붕괴에 의해서 만들어진 라듐(226Ra)이 붕괴했을 때에 생성된다. 따라서 지구상 어디에나 존재하는 자연 방사성 물질이다. 자연에 존재하는 라돈은 거의 모두가 질량수가 222인 222Rn으로 반감기는 3.82일이다. 물에 대한 용해도는 20˚C에서 230 cm3/L이다.
라돈은 우라늄-238(238U)의 붕괴 생성물인 라듐-226(226Ra)이 알파(이하 α) 붕괴하여 생성된다. 라돈은 α선을 방출하고, 이후 폴로늄-218(218Po)으로 붕괴가 된다. 붕괴는 지속되어 폴로늄-218(218Po, 3.05분) → 납-214(214Pb, 26.8분) → 비스무트-214(214Bi, 19.9분) → 폴로늄-214(214Po, 0.00016초) → 납-210 (210Pb, 22.3년)이 된다. 이처럼 라돈이 있으면 방사선을 방출하고 상대적으로 반감기가 짧은 4종의 라돈 딸 핵종이 발생한다.
라돈의 동위원소인 219Rn은 235U(우라늄)의 자연 붕괴에서, 220Rn는 232Th(토륨)의 자연 붕괴에서, 그리고 222Rn는 238U자연 붕괴(우라늄 계열)에서 각각 223Ra, 224Ra, 226Ra의 α붕괴로 생성된다. 생성된 라돈 동위원소들은 모두 α붕괴를 하여 폴로늄(Po)이 되고, 최종적으로는 납(Pb) 동위원소가 된다. 중간 생성물로 여러 방사성 동위원소들이 생기는데, 222Rn의 방사성 중간 생성물로는 218Po, 214Pb, 214Bi, 210Po 등이 있다. 라돈(222Rn)과 이의 중간 생성물들은 높은 에너지의 α입자를 방출하고 최종적으로 안정한 206Pb가 되는데, 이 과정에서 β선과 γ선도 방출된다.
1g의 라듐(226Ra)은 하루에 1/1000 cm3의 라돈(222Rn) 가스를 방출한다. 대지나 지하수에 포함된 라듐에서 라돈이 생성되고, 이것이 환기가 잘되지 않은 건물 내부에 존재하면 축적될 수 있다.
라돈의 전구물질인 라듐은 화강암에는 암석 10억 톤당 0.4 mg의 비율로 들어있으며, 이외에도 인광석, 석회석, 변성암, 흙 등에도 들어있다. 따라서 222Rn은 우라늄광, 인광석, 화성암 및 변성암, 석회석, 흙, 석유 등에서 미량 발견된다.
라돈은 균열된 암반 사이에서 대기 중으로 방출된다. 따라서 환기가 잘 되지 않는 일부 건물의 실내나 지하실에서는 외부 대기에서보다 월등히 높은 농도로 라돈이 축적될 수 있다. 일부 온천수, 광천수, 지하수 등에서도 평균 이상의 라듐과 라돈이 발견된다. 평균 이상의 라듐이나 라돈이 녹아 있는 온천을 라듐 온천 또는 라돈 온천이라 부른다.
사람에 노출되는 방사선은 자연 방사선과 인공 방사선이 있다. 자연 방사선은 지각으로부터 오는 방사선, 우주로부터 오는 방사선, 음식물로 섭취되는 방사선으로 전체 노출량의 85% 정도를 차지한다. 라돈은 인간이 피폭되는 총 방사선 피폭 중에 단일 피폭원으로는 가장 큰 비율을 차지한다. 인간은 우주방사선, 지각 또는 인체 내에서 방출되는 자연 방사선에 항상 노출되어 있다. 한 사람 당 연간 자연 방사선 피폭량은 2.4 mSv 인간이 자연 방사선으로부터 1년간 받는 방사능 노출 선량은 우주선으로부터 0.36 mSv, 음식으로부터 0.33 mSv, 대지로부터 0.41 mSv, 공기 중의 라돈으로부터 1.3 mSv로 합계 2.4 mSv가 된다. 인데 이 중에서 라돈의 비율은 50% 이상인 1.3 mSv 수준으로 추정된다. 이처럼 천연에 존재하는 방사능 피폭 중에서 라돈에 의한 것이 가장 크다.
라돈의 농도는 베크렐(Bq)이나 피코큐리(pCi)로 표현한다. 베크렐 방사선 양의 국제단위(SI)는 베크렐(Bq)인데, 1 Bq는 1초에 원자 1개가 방사성 붕괴할 때 나오는 방사선 양이다. 널리 사용되는 또 다른 단위는 퀴리(Ci)인데, 1 Ci는 1g의 라듐(226Ra)이 1초 동안 붕괴할 때 나오는 방사선 양으로, 1초당 3.7×1010개의 원자가 붕괴할 때 나오는 방사선 양과 같다. 따라서 1 Ci = 3.7×1010 Bq이다. 은 방사성 물질의 국제표준 단위이며, 1초 동안에 하나의 원자 붕괴가 일어날 때 나오는 방사선의 양이다. 공기 중 라돈의 농도는 Bq/m3이나 pCi/L로 표시하며, 1 pCi/L는 37 Bq/m3 에 해당한다. 대기 중의 라돈 농도는 장소에 따라 다르며, 평균적으로 대략 4 Bq/m3이다. 이는 공기 1L에 약 2,000개의 라돈 원자가 들어있는 것에 해당하는데, 공기 1L에 들어 있는 분자의 총 수는 약 2.7×1022개이다.
라돈에서 나오는 방사선 때문에 미국환경보호국(US EPA)은 라돈을 일반 인구집단에서 흡연의 다음 순으로 위험도가 높은 폐암 원인이라고 하여, 국제암연구기구(IARC)는 1군 발암물질로 분류하고 있다. 따라서 흙, 시멘트, 지반의 균열 등에서 방출되는 라돈 가스가 환기가 잘 되지 않은 건물, 특히 지하실에 농축되는 경우가 생기지 않도록 주의해야 한다.
