Kernstrahlung in der Geophysik: = Nuclear radiation in geophysics
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MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
CAMBRIDGE, MASS
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SPRINGER-VERLAG
BERLIN • G Ö TTINGEN • HEIDELBERG
Inhaltsverzeichnis
Seite
Introduction By Dr ROBLYDEVANS, Department oJ Physics, Massachusetts Institute
of Technology, Cambridge, Mass (USA) XIV
Radioactivity of the Lithosphere By Dr JOHNASAHAMS, The Rice Institute, Houston
Texas (USA) (With 1 Figure) 1
Zusammenfassung 1
A General considerations 1
I Sampling 1
II Analytical methods 3
B Abundances of natural radioactive nuclei 3
I Types of natural radioactive nuclei 3
II Direct abundance data 4
III Theoretical considerations 6
C Heat effects 7
D Distribution of radioactive Clements 8
I Distribution on a global scale 8
II - Microdistribution of radioactivity 9
E Radiation damage 10
F Fossil record 11
G Effects on stable isotope abundances 13
H The rock or geochemical cycle 13
Selected bibliography 15
Radioactivity in Oceanography By Dr FFKOCZY and JNROSHOLT, University of
Miami The(Marine Laboratory, Miami, Florida (USA) (VVith 1 Figure) 18
Zusammenfassung 18
A Introduction 19
B Occurrence of radioactive elements in the oceanic envolopc 20
I Primordial radioactive isotopes 20
1 Uranium 20
2 Protactinium 21
3 Thorium 21
4 Radium 22
5 Short-lived daughter products 23
6 Stable lead isotopes 23
7 Rhenium-187 24
8 Rare earths and other heavy elements 24
9 Rubidium-87 24
10 Potassium-40 25
II Cosmic-ray produced radioactive isotopes 25
1 Short half-lived isotopes 25
2 Silicon-32 26
3 Carbon-14 26
4 Beryllium 28
5 Hydrogen-3 29
III Artificial radioactivity 30
1 Strontium-90, cerium-144, promethium-147, and cesium-137 30
2 Chlorine-36 31
C Applications of radioactivity data to oceanogm phic studies 31
I Atmosphere-ocean interface 31
II Continent-ocean interface 32
III Ocean phase 33
IV Ocean-sediment interface 36
D Future application of radioactivity in oceanogi aphy 39
References 42
I nivalis Verzeichnis IX
Seite
Radioactivity in Hydrology By Dr ERIKERIKSSON, International Meteorological
Institute, University of Stockholm (Schweden) (With 2 Figures) 47
Zusammenfassung 4 7
A Natural radioactivity of waters 4 7
I Radioactivity from the uranium and thoriuni series in rocks 47
II Tritium 50
III Carbon-14 51
IV Other cosmic ray produced radioactive isotopes 51
B Artificially produced radioactive isotopes 51
I Bomb produced 51
II Commercially available radioactive isotopes applied to water for tracing pur-
pose 52
C Water bodies as reservoirs and their characterisl ics as revealed by radioactive
tracer studies 52
I General 52
II Stationary addition of a radioactive tracer 54
III Transient additions 55
D Other applications of radioactive tracers to hydrological problems 56
I Groundwater studies 56
II Mixing problems in lakes and rivers, detcrmiuations of stream flow and bed
load transports 57
III Miscellaneous applications 59
E Conclusions 59
F Suggestions on future research 59
References 60
Radioactive Methods of Age Determination By Dr WALTERRECKELMANN, Jersey
Production Research Company, Geological Division, I ulsa, Oklahoma (USA) (With
1 Figure) 61
Zusammenfassung 61
A Introduction 61
B The carbon-14 Chronometer 62
C Potassium-40, argon-40 dating 65
D Rb-Sr dating 68
E Uranium lea|d method of age determination 70
F Conclusion * 72
References 72
Die natürliche und künstliche Radioaktivität der Atmosphäre Von Professor Dr
H ISRAEL, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (Deutschland)
/(Mit 7 Figuren) 76
Summary 76
A Natürliche Radioaktivität 77
I Übersicht 77
II Der atmosphärische radioaktive Kreislauf 77
III Abschätzungen und Bilanz S1
B Künstliche Radioaktivität 86
I Übersicht 86
II Die Spaltprodukte 86
III Zeitliche Variationen 91
Literatur 94
Erzeugung radioaktiver Kernarten durch die kosmische Strahlung Von Professor
Dr O HAXEL und Dr G SCHUMANN, LI Physikalisches Institut der Universität
Heidelberg (Deutschland) (Mit 10 Figuren) 97
Summary 97
A Entstehungs-Prozesse 98
I Kosmische Strahlung in der Atmosphäre 98
II Nukleonen-Kaskade, Neutronen-Einfang und Spallati in 99
III Einfluß der Höhe und der geomagnetischen Breite 102
IV Zeitliche Konstanz der Intensität der kosmischen Strahlung 103
B Der radioaktive Kohlenstoff C14 105
I Natürliche Erzeugung 105
II C14-Reservoir 105
III Industrie-Effekt 109
IV C14 aus Kernwaffen-Explosionen 109
X Inhaltsverzeichnis
Seite
C Beryllium 111
I Wirkungsquerschnitte und Erzeugungsraten III
II Be7 in der Atmosphäre 113
III Beryllium-10 114
D Argon-Spallationsprodukte 115
I Erzeugung 115
II Meßergebnisse 117
E Tritium 119
I Natürliche Erzeugung 119
II Tritium im atmosphärischen Wasserstoff 121
III Tritium in HTO 1 2 t
IV Tritium-Bilanz 122
F Radioaktivität in Gesteinen und Meteoriten 124
I Terrestrische Gesteine und Tcktite 124
IT Meteorite 125
III Strahlungsalter 128
Literatur 130
Transfer and Circulation of Radioactivity in the Atmosphere By Professor Dr BI;RT
BoLrx, International Meteorological Institute, Unh ersity of Stockholm (Schweden)
(With 16 Figures) 136
Zusammenfassung 136
A Introduction 137
B Theory of diffusion 139
C Diffusion and transfer of radioactivity in the sin tace layers of the atmosphere 144
I Diffusion from point sources 144
II Diffusion from a distributed source at the Mirface of the cartli 146
D Small- and intermediate-scale diffusion and circnlation of radioactivity in the free
atmosphere 149
E Global transfer and circulation of radioactivity in the atmosphere 151
I The general circulation of the atniosphere 151
II Daughter produets of radon in the upper tropospherc and stratosphere 1 54
III Radioactivity formed by cosmic radiation jii the atniosphere 156
IV The global circulation of the atmosphere as »leduced from the distribution and
fall-öut of artificial radioactivity 160
V Final remarks 165
References 166
Radioaktive Aerosole Von Professor Dr CHREJUNGK, Meteorologisches Institut
der Universität Mainz (Deutschland) (Mit 5 Figuren) 169
Summary 169
Einleitung 170
A Die Radioaktivität der Radon- und Thoronzeri dlprodukte und ihre Anlagerung
an troposphärische Aerosole 170
I Die troposphärischen Aerosole 170
II Die Anlagerung der Radon- und Thoronzei fallsprodukte an die troposphäri
schen Aerosole 176
B Die durch kosmische Strahlung erzeugten Radioaktivitäten und ihre Anlagerung
an stratosphärische Aerosole 188
C Die Aerosole der künstlichen Radioaktivitäten 191
I Die Teilchen im Nahausfall von Atomversuchen 192
II Die Teilchen des mittelfristigen Ausfalls 194
III Teilchen des langfristigen Ausfalls 195
IV Radioaktivitäten von Reaktoren 193
Schlußfolgerungen 199
Literatur 199
Radioactive Precipitations and Fallout By Dr L F C Y , Office Nationale Meteorologi-
que, Paris (Frankreich) (With 23 Figures) 202
Zusammenfassung 202
A Introduction 202
I Definition 202
II Dry weather deposition 204
III Wet deposition due to atmospherique moiNtiire 204
Inhaltsverzeichnis XI
Seite
B Dynamics of small particles in dry wuather conditions 205
I Velocity of fall or settling velocity of a small particle 205
1 Expression of the drag resistance 205
2 The terminal velocity 207
a) The CUNNINGHAM S correct ion * 208
b) The shape factor 209
3 Settling of particles under gravity 209
a) Tranquil settling 210
b) Stirred settling 210
II Diffusion processes and non-gravitational forccs 211
1 Brownian movement 212
2 Diffusion coefficient 212
3 Coagulation of particles 213
4 Thermal diffusion and photophoresis 215
5- Electrostatic and sound Vibration actione 216
6 Turbulence as coagulation process 217
I II Scavenging due to particle inertia 218
C Wash out processes or wet removal of radioactive particles 220
T Scavenging due to coagulation particle droplet 222
II Scavcnging due to condensation processes ou cloud droplets 223
III The rain-out of radioactive particles 228
IV Peculiarity of the snow-out processes 230
V Total radioactive balance of wet removal processes 231
1 The specific activity of cloud droplets 231
2 Relation between specific activity and 1he amonnt of rain fall 233
3 The total specific activity of precipitatii ns 234
D General considerations on the turbulent mixing 234
E The direct ground capture of air activity 235
I Coagulation with soil particles and foliar upiake 235
II Water vapour and ground capturcs 237
1 Dew and rime formation 237
2 Capillary condensation on dry surfaces 237
F Near future researchs in the fall out field 238
General bibliography 239
Annoted bibliography 239
Biological Aspects By Professor Dr AKKEBS, Biologv Department, University of
Louisville, Kentucky (USA) and Dr N G STEWART, Head of Health Physics and
Medical Division, Atomic Energy Research Establishment, Harwell, Berks (Great
) Britain) (With 14 Figures) 241
^ Zusammenfassung 241
A Introduction 242
B Nature-given radiations 243
I External radiation sources 243
1 Natural background radiations 243
2 Cosmic radiation 246
II Internal radiation sources 247
C Biological eyaluation of the nature-given radiation doses 251
I General principles 251
II Specific effects 253
1 Somatic effects 253
2 Genetic effects 256
D Man made environmental contamination 260
I Dust from nuclear explosions 260
1 Internal and external sources of radiation 261
2 Movement and deposition of dust from miclear explosions 262
3 Inhalation and Ingestion of fission prodnets from nuclear explosions 264
a) Strontium-90 265
b) Cesium-137 270
c) Iodine-131 271
d) Carbon-14 272
4 External radiation from fission producta 272
5 Total doses to tissue from nuclear explosions 275
II The disposal of radioactive wastes 276
1 High activity wastes 277
XII Inhaltsverzeichnis
Seite
2 Low and medium activity wastes 277
3 Gaseous effluent 280
4 Genetic dose due to effluent discharge^ 282
III Environmental hazards from accidents to reactors or other nuclear plants 283
1 Accidental release of radioactivity int the atmosphere The Windscale
accident 283
2 Maximum permissible doses to the public in an emergency 285
3 Reactor siting 286
Recommendations 288
References 289
Meßmethoden Von Dr GSCHUMANN, II Physikalisches Institut der Universität Hei
delberg (Deutschland) (Mit 9 Figuren) 295
Summary 295
Einleitung 295
I Allgemeine Grundsätze für Messung niedriger Aktivitäten 296
1 Statistik - 296
2 Ansprechwahrscheinlichkeit 297
3 Nulleffekt-Reduktion 29S
4 Elektronik 299
5 Dicke Präparate 300
6 Eichung 302
II Anwendung auf verschiedene Detektoren 303
1 Ionisationskammer 303
2 Geiger-Zähler 304
3 Proportionalzähler 307
4 Szintillationszähler 308
5 Photographische Methoden 312
III Radiochemische Methoden 314
1 Verhalten unwägbarer Substanzmengon 314
2 Arbeitsmethoden 315
3 Spezielle Nuklide - 316
IV Prgbenahme 319
1! Allgemeine Gesichtspunkte 319
2 Gasproben 320
3 Aerosolproben 321
4 Niederschlag und Wasser 324
5 Mineral- und Bodenproben 325
V Messungen an Gasen 325
1 Edelgase 325
2 C14 und H3 327
VI Messungen an Aerosolen und Wasserproben 33
1 Arbeiten mit Aerosolproben 33
2 Messungen an Flüssigkeiten 33 I
3 Anreicherung von Flüssigkeitsproben 332
4 Analyse des Abfalls 333
5 Energiediskriminierung 335
Vll Messungen an Mineral-und Bodenproben 335
1 Messungen von Totalaktivitäten 33 5
2 a- und y-Spektroskopie 337
3 Messungen mit Photoemulsionen 33^
4 Fluorimetrie 330
Literatur 331
Die Kosmische Strahlung in der Geophysik Von Professor Dr AEHMERT, Max-Planck-
Institut für Aeronomic, Lindau, Han (Deutschland) (Mit 23 Figuren) 343
A Einleitung 343
B Die primäre galaktische Kosmische Strahlung 341
C Der Einfluß des Magnetfeldes der Erde auf die galaktische Kosmische Strahlung 34 7
I Die Bewegung der Teilchen 34 7
II Der Breiteneffekt 351
III Der Längeneffekt 353
IV Die Verteilung über die Erde, die Isokormen 353
Inhaltsverzeichnis XIII
Seite
D Die Sekundärstrahlung 355
E Die Meßmethoden 357
F Die Komponenten der galaktischen Strahlung und ihre Sekundärstrahlung in der
Atmosphäre 3 5 S
G Die Modulation der galaktischen Strahlung dur h die Sonnentätigkeit 360
H Isotrope und anisotrope Modulation 365
J Modulation der Kosmischen Strahlung und erdmagnetischem Feld 367
K Die solare Kosmische Strahlung 371
I Beobachtungen 371
II Bewegung der solaren Kosmischen Strahlung im Frdfcld 376
III Solare Kosmische Strahlung geringer Energie 378
IV Die Ausbreitung solarer Kosmischer Strahlung 380
L Schlußbetrachtung 381
Summary 382
Literatur 383
Anhang (Tabellen) 386
Namenverzeichnis 390
Sachverzeichnis (Deutsch-Englisch) 406
• Subject Index (English-German) 418
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| spelling | Nuclear radiation in geophysics Kernstrahlung in der Geophysik = Nuclear radiation in geophysics hrsg. von H. Israël [u.] A[dolph Theodor] Krebs. Mit einer Einführung von R. D. Evans Berlin [u.a.] Springer 1962 XV, 430 S. graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Beitr. teilw. dt., teilw. engl. Geophysik (DE-588)4020252-5 gnd rswk-swf Kernstrahlung (DE-588)4140383-6 gnd rswk-swf Kernstrahlung (DE-588)4140383-6 s Geophysik (DE-588)4020252-5 s DE-604 Israël, Hans 1902-1970 (DE-588)102078238 edt Krebs, Adolf Sonstige oth HEBIS Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=004611784&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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