Radon förekommer i naturen och produceras genom sönderfall av uran. Atomer av radon sönderfaller också genom att frigöra atomära partiklar. Själva grundämnet och några av de grundämnen som det sönderfaller i är radioaktiva och kan orsaka sjukdomar hos människor.
Alla grundämnen innehåller protoner och neutroner i sin kärna – förutom väte, som bara har en proton. Tillsammans med nukleinpartiklarna har ett element också elektronpartiklar som kretsar kring kärnan. Grundämnen klassificeras efter mängden protoner de innehåller. Detta nummer är ett grundämnes atomnummer. Radon har till exempel alltid 86 protoner.
Vissa grundämnen kan variera i antalet neutroner i deras kärna. Dessa är kända som isotoper av ett grundämne, och varje isotop är känd genom dess massnummer, vilket är mängden protoner som läggs till mängden neutroner. Till exempel har den vanligaste radonisotopen, radon-222, 86 protoner och 136 neutroner i sin kärna. En mindre vanlig isotop är radon-220.
Element förfaller på två sätt. De kan frigöra två protoner och två neutroner, vilket ändrar både atomnumret och masstalet. Detta är känt som alfasönderfall, och de partiklar som frigörs som en bunt kallas alfapartiklar.
Beta-sönderfall är när en neutron släpper en elektron och förvandlas till en proton. Den frigjorda elektronen är känd som en beta-partikel. Detta ändrar atomnumret eftersom en ny proton finns i grundämnet. Massantalet ändras inte.
Radon i sig är en sönderfallsprodukt av uran-238. Radon sönderfall sker genom en kedja av händelser, där ett element förvandlas till ett annat element. Radioaktiva grundämnen sönderfaller inte alla samtidigt, så forskare använder en halveringstidsmätning för att spåra koncentrationerna av varje grundämne. En halveringstid är den tid som hälften av en kvantitet av ett grundämne tar för att förändras till ett annat grundämne.
Som ett exempel har radon-222 en halveringstid på 3.8 dagar. Efter 3.8 dagar kommer hälften av radonet i ett område att ha släppt ut en alfapartikel och förvandlats till polonium-238. Polonium-238 har en halveringstid på bara tre minuter innan det släpper en alfapartikel och förvandlas till bly-214.
Bly-214, med en halveringstid på 27 minuter, förvandlas till vismut-214 genom att frigöra en beta-partikel. Efter 20 minuter kommer hälften av vismut-214 att ha förvandlats till polonium-214 genom att släppa en annan beta-partikel. Poloniumet, med bara 180 sekunders halveringstid, sönderfaller sedan till bly-210 genom att frigöra en alfapartikel. Grundämnena i kedjan från radon-222 till bly-210 är kortlivade och är farliga eftersom mycket radioaktiva partiklar släpps ut på kort tid.
Radon sönderfall fortsätter långsamt, med bly förvandlas till vismut-210 under en period av decennier. Vismuten tar sedan några dagar på sig att sönderfalla till polonium 210. Beta-partiklar frigörs under dessa steg i kedjan. Slutligen släpper poloniumet en alfapartikel och kedjan slutar i en stabil, icke-radioaktiv bly-206 isotop.
Anledningen till att radonsönderfall är farligt för människor är för att partiklarna som frigörs från de radioaktiva grundämnena i kedjan kan orsaka cancer om de förtärs eller andas in. Radon finns som gas i många hus, särskilt i källare, och det samlas där det inte finns någon ventilation. Gruvarbetare kan också utsättas för höga halter av gasen. Radon i sig kommer från uran-238 som sönderfaller i marken. Radonsönderfallskedjan är därför bara en del av en större sönderfallskedja.