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Radon isotopes and daughters in the atmosphere

Isotopen und Folgeprodukte des Radons in der Atmosphäre

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Archiv für Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie, Serie A Aims and scope Submit manuscript

Summary

Recent results are given of research on atmospheric radon-222 and radon-220 as well as their decay products. A few particular problems have become objects of increasing attention during the last decade. Extensive studies have been made on atmospheric radon-220 (thoron) detected formerly in a qualitative way only. Knowledge on the behaviour of radon in the marine environment has increased considerably especially with respect to emanation from the air-sea interface. Still rather involved are the questions of disequilibrium between radon isotopes and daughters. Though well known in principle, details of contributions from various atmospheric parameters need further clarification. Investigations on the natural radioactive aerosol have made good progress. The fixation of radioactive atoms and ions to particular matter in the atmosphere meets increasing attention because it represents a valuable tool for research on aerosols and amospheric pollutions.

Zusammenfassung

Es wird über neue Forschungsergebnisse bezüglich der Radon-Isotope 222 und 220 sowie ihrer Folgeprodukte in der Atmosphäre berichtet. Im letzten Jahrzehnt haben einige spezielle Probleme besonderes Interesse gefunden. Sehr eingehend wurde das atmosphärische Radon-220 (Thoron) untersucht, das man früher nur qualitative nachweisen konnte. Über das Radon im Ozean und in der maritimen Atmosphäre wurden wesentliche neue Erkenntnisse gewonnen, besonders bezüglich des Austritts von Radon aus der Meeresoberfläche. Recht verwickelt sind noch immer die Fragen der Gleichgewichtsabweichungen zwischen den Radon-Isotopen und ihren Folgeprodukten. Obgleich diese Abweichungen prinzipiell gut bekannt sind, bedarf die quantitative Abschätzung des Einflusses der verschiedenen atmosphärischen Parameter weiterer Klärung. Die Untersuchungen über das natürliche radioaktive Aerosol machten gute Fortschritte. Die Anlagerung radioaktiver Atome und Ionen an Aerosolteilchen in der Atmosphäre begegnet zunehmendem Interesse; denn sie liefert ein wertvolles Hilfsmittel für die Aerosolforschung und das Studium der atmosphärischen Luftverschmutzung.

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References

  1. Baust, E.: Untersuchung des radioaktiven Aerosols der bodennahen Atmosphäre mittels des Goetz-Spektrometers. D. Sc. Thesis, Univ. Heidelberg, 1966.

  2. Baust, E.: Die Anlagerung von radioaktiven Atomen und Ionen an Aerosolteilchen. Z. Phys.199, 187–206 (1967).

    Google Scholar 

  3. Belekhova, I. G., and I. L. Karol: K teorii rasprostranemia radioaktynykh emanatsii v prizemnon sloye atmosferi. Fiz. Atm. Okeana3 (1967).

  4. Blanc, D., J. Fontan et G. Vedrenne: Une procédé de dosage continu du radon dans l'air atmosphérique. J. Phys. Radium21, 176A-180 A (1960).

    Google Scholar 

  5. Blanc, D., J. Fontan et D. Guedalla: Sur la mesure du flux de thoron sortant du sol. C. R. Paris, B264, 491–493 (1967).

    Google Scholar 

  6. Blifford, I. H., L. B. Lockhart, and H. B. Rosenstock: On the Natural Radioactivity in the Air. J. Geophys. Res.57, 499–509 (1952).

    Google Scholar 

  7. Bogen, J.: Verzögerte Koinzidenz zwischen Tn (Rn-220) und ThA (Po-216) zur kontinuierlichen Messung von atmosphärischem Thoron. Diplomarbeit, II. Physik. Inst. Univ. Heidelberg, 1966.

  8. Bogen, J., M. Sappok, and G. Schumann: Measurements of Atmospheric Radon-220 Using Delayed Alpha-alpha Coincidences. Arch. Met. Geoph. Biokl., A,21, 171–182 (1972).

    Google Scholar 

  9. Bolin, B.: On the Exchange of Carbon Dioxide between the Atmosphere and the Sea, Tellus12, 274–281 (1960).

    Google Scholar 

  10. Bricard, J.: La fixation des petits ions atmosphériques sur les aérosols ultrafins. Geofis. pura appl.51, 237–242 (1962).

    Google Scholar 

  11. Bricard, J., J. Pradel, and A. Renoux: Equilibre ionique et spectre granulométrique des aérosols naturels; application aux ions radioactifs. Ann. Géophys.18, 384–387 (1962).

    Google Scholar 

  12. Broecker, W. S.: An Application of Natural Radon to Problems in Ocean Circulation. Symposium on Diffusion in Oceans and Fresh Waters, held in 1964 at Lamont Geological Observatory, Palisades, N. Y., p. 116–145 (1965).

  13. Broecker, W. S., Yuan Hui Li, and J. Cromwell: Radium-226 and Radon-222: Concentration in Atlantic and Pacific Oceans. Science158, 1307–1310 (1967).

    Google Scholar 

  14. Broecker, W. S., and A. Kaufmann: Near-Surface and Near-Bottom Radon Results for the 1969 North Pacific Geosecs Station. J. Geophys. Res.75, 7679–7681 (1970).

    Google Scholar 

  15. Broecker, W. S., and T. H. Peng: The Vertical Distribution of radon in the BOMEX Area. Earth Planet. Sci. Lett.11, 99–108 (1971).

    Google Scholar 

  16. Chamberlain, A. C., and E. D. Dyson: The Dose to the Trachea and Bronchi from the Decay Products of Radon and Thoron. Brit. J. Radiol.29, 317–325 (1956).

    Google Scholar 

  17. Chamberlain, A. C.: Transport of Gases to and from Grass and Grass-like Surfaces. Proc. Roy. Soc. Lond., A290, 236–265 (1966).

    Google Scholar 

  18. Crozier, W. D., and N. Biles: Measurements of Radon-220 (Thoron) in the Atmosphere below 50 Centimeters. J. Geophys. Res.71, 4735–4741 (1966).

    Google Scholar 

  19. Föhlisch, W.: Messung des Thoron in bodennaher Luft mit Hilfe einer Gitterionisationskammer als Detektor. Diplomarbeit, II. Physik. Inst. Univ. Heidelberg, 1965.

  20. Fontan, J., D. Blanc, M. Bonnafous et A. Bouville: Une méthode de dosage direct du radon et du thoron contenus dans l'atmosphère. Nuovo Cim. (X)23 Suppl., 132–143 (1962).

    Google Scholar 

  21. Fontan, J., D. Blanc, A. Bouville, and J. Lacaze: Meteorological Conditions Dependence of Radon Concentration in the Air above the Atlantic Ocean. Nature197, 583–584 (1963).

    Google Scholar 

  22. Fontan, J.: Le dosage des radioéléments gazeux donnant des produits radioactifs de filiation; son application à la mesure de la radioactivité naturelle de l'atmosphère. Thèse Univ. Toulouse, 1964.

  23. Fontan, J., A. Birot, D. Blanc, A. Bouville, and A. Druilhet: Measurement of the Diffusion of Radon, Thoron and Their Radioactive Daughter Products in the Lower Layers of the Earth's Atmosphere. Tellus18, 623–632 (1966).

    Google Scholar 

  24. Gat, J. R., and G. Assaf: Atmospheric Bi-212 Measurements and Some Geophysical Application. Science159, 977–979 (1968).

    Google Scholar 

  25. Gat, J. R., G. Assaf, and A. Miko: Disequilibrium between the Short-Lived Radon Daughter Products in the Lower Atmosphere Resulting from Their Washout by Rain. J. Geophys. Res.71, 1525–1535 (1966).

    Google Scholar 

  26. Giffin, C., A. Kaufmann, and W. S. Broecker: Delayed Coincidence Counter for the Assay of Action and Thoron. J. Geophys. Res.68, 1749–1757 (1963).

    Google Scholar 

  27. Guedalla, D., J. L. Laurent, J. Fontan, D. Blanc, and A. Druilhet: A Study of Radon-220 Emanation from Soils. J. Geophys. Res.75, 357–369 (1970).

    Google Scholar 

  28. Harley, J. H.: Sampling and Measurement of Airborne Daughter Products of Radon. Nucleonics11, 12–15 (1953).

    Google Scholar 

  29. Haxel, O., und G. Schumann: Selbstreinigung der Atmosphäre. Z. Phys.142, 127–132 (1955).

    Google Scholar 

  30. Hoffmann, G.: Alpha-Spektroskopie zur gleichzeitigen quantitativen Bestimmung der Radonisotope Rn-220 und Rn-222, Diplomarbeit, II. Physik. Inst. Univ. Heidelberg, 1970.

  31. Hosler, C. R., and L. B. Lockhart: Simultaneous Measurements of Rn-222, Pb-214, and Bi-214 in Air Near the Ground. J. Geophys. Res.70, 4537–4546 (1965).

    Google Scholar 

  32. Israël, G. W.: Neues Verfahren zur Direktmessung des atmosphärischen Thoron-Gehalts. Naturwiss.51, 134–135 (1964).

    Google Scholar 

  33. Israël, G. W.: Thoron (Rn-220) Measurements in the Atmosphere and Their Application in Meteorology. Tellus17, 383–388 (1965).

    Google Scholar 

  34. Israël, H.: Emanation und Aerosol. Gerlands Beitr. Geophys.42, 385–408 (1934).

    Google Scholar 

  35. Israël, H.: Das Emanationsdosimeter, ein Gerät zur Dauerkontrolle mäßig hoher Emanationskonzentrationen in Luft. Wiss. Abh. Reichsamt Wetterdienst2, No. 10 (1937).

  36. Israël, H.: Radioactivity of the Atmosphere. Compendium of Meteorology (ed. T. Malone), p. 155–161. Boston, 1951.

  37. Israël, H.: Natürliche Radioaktivität. Nuclear Radiation in Geophysics (ed. H. Israël and A. Krebs), p. 77–86. Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1962.

  38. Israël, H.: The Radon-220 Content of the Atmosphere. The Natural Radiation Environment (ed. J. S. S. Adams, W. M. Lowder), p. 313–314. Univ. of Chicago Press, 1964.

  39. Israël, H., and G. W. Israël: Measurements of the Thoron Content of the Atmosphere and Their Application in Meteorology. U. S. Army Contr. Rep. DA-91-591-EUC-3483, 1965.

  40. Israël, H., and G. W. Israël: A New Method of Continuous Measurements of Radon (Rn-222) and Thoron (Rn-220) in the Atmosphere. Tellus18, 557–561 (1966).

    Google Scholar 

  41. Israël, H.: Radioaktivität der Atmosphäre. Experientia Suppl.13, 21–28 (1967).

    Google Scholar 

  42. Israël, H., M. Horbert, and C. de la Riva: The Eddy Transfer of Active and Passive Contaminants in the Atmospheric Boundary Layer, Rep. U. S. Army Contr. No DAJA 37-69-C-1348, 1970.

  43. Jacobi, W., A. Schraub, K. Aurand und H. Muth: Über das Verhalten der Zerfallsprodukte des Radon in der Atmosphäre. Beitr. Phys. Atm.31, 244–257 (1959).

    Google Scholar 

  44. Jacobi, W., and K. André: The Vertical Distribution of Rn-222, Rn-220 and Their Decay Products in the Atmosphere. J. Geophys. Res.68, 3799–3814 (1963).

    Google Scholar 

  45. Keefe, D., P. J. Nolan, and T. A. Rich: Charge Equilibrium in Aerosols According to the Boltzmann Law. Proc. Roy. Irish. Acad., A,60, 27–45 (1959).

    Google Scholar 

  46. Lambert, G.: Etude du comportement des aérosols radioactifs rrtificiels; application à quelques problèmes de ciurclation atmosphérique, Thèse Univ. Paris, 1963, Chapitre II. 2. Aérosols radioactifs naturells loin des continents. P. 53–58.

  47. Lassen, L.: Die Anlagerung von Zerfallsprodukten der natürlichen Emanationen an elektrisch geladene Aerosole. Z. Phys.163, 363–376 (1961).

    Google Scholar 

  48. Lassen, L., und W. Rau: Die Anlagerung radioaktiver Atome an Aerosole. Z. Phys.160, 504–519 (1960).

    Google Scholar 

  49. Lucas, H. F.: Improved Low-Level Alpha Scintillation Counter for Radon. Rev. Sci. Instr.28, 680–683 (1957).

    Google Scholar 

  50. Malakhov, S. G., V. N. Bakulin, G. V. Dmitrieva, L. V. Kriichenko, T. I. Ssissigina, and B. G. Starikov: Diurnal Variations of Radon and Thoron Decay Product Concentration in the Surface Layer of the Atmosphere and Their Washout by Precipitations. Tellus18, 643–654 (1966).

    Google Scholar 

  51. Möller, U., and G. Schumann: Mechanisms of Transport from the Atmosphere to the Earth's Surface. J. Geophys. Res.75, 3913–3019 (1970).

    Google Scholar 

  52. Mohnen, V., und K. Stierstadt: Die Verteilung der natürlichen Radioaktivität auf das Größenspektrum des natürlichen Aerosols; Messungen bei Beladung mit Thoron-Folgeprodukten. Z. Phys.173, 276–293 (1963).

    Google Scholar 

  53. Mohnen, V. A.: Ph. Thesis München, 1966. Also: Investigation of the Attachment of Neutral and Electrically Charged Emanation Decay Products to Aerosols (Measurement of the Aerosol Size Spectrum, and the Attachment Coefficient of Neutral Decay Products). AERE-Trans 1106, 1967, Her. Maj. Stationary Office London.

  54. Renoux, A.: Etude des noyaux de condensation radioactifs de l'atmosphère. Tellus18, 598–609 (1966).

    Google Scholar 

  55. Sappok, M.: Der Einfluß meteorologischer Meßgrößen auf die Aktivität des Thoron in der Atmosphäre. Diplomarbeit, II. Physik Inst. Univ. Heidelberg, 1971.

  56. Schumann, G.: Untersuchung der Radioaktivität der Atmosphäre mit der Filtermethode. Arch. Met. Geoph. Biokl., A,9, 204–223 (1956).

    Google Scholar 

  57. Schumann, G.: Correction for Tropospheric Storage Times Obtained from Pb-210. Int. Assoc. Met. Atm. Phys. Publ. No. 12/b, p. 128. London, 1960.

    Google Scholar 

  58. Schumann, G.: Investigation of Radon Daughters. J. Geophys. Res.68, 3867–3869 (1963).

    Google Scholar 

  59. Schumann, G.: Nouveaux résultats sur l'étude des retombées des substances radioactives de l'atmosphère. Colloque Electronique et Radioactivité de l'Air, p. 113–118, Toulouse, 1965.

  60. Schumann, G., G. Kegelmann, and E. Baust: The Attachment of Radioactivity to Condensation and Cloud Nuclei. J. Rech. Atmosph.2, 277–283 (1966).

    Google Scholar 

  61. Schumann, G.: Untersuchungen an radioaktiven Aerosolen. Chemie-Ingenieur-Technik39, 966–971 (1967).

    Google Scholar 

  62. Schumann, G.: Measurement of Individual Alpha Emitters in the Environment. Tome 4. Colloque Electronique Nucléaire et Radioprotection, Toulouse, 1968.

  63. Schumann, G., and U. Möller: Fallout und Konzentration aerosolgetragener Radioaktivität auf dem Atlantik. „Meteor”-Forschungsergebnisse, B,3, 40–47 (1969).

    Google Scholar 

  64. Schumann, G., and D. Petrausch: Measurements on Aerosols in the Size Range below 0.1μ. J. Aerosol. Sci.2, 151–159 (1971).

    Google Scholar 

  65. Servant, J.: Le radon et ses dérivés à vie courte dans la basse atmosphère. Thèse, Univ. Paris, 1964.

  66. Servant, J.: Temporal and Spatial Variations of the Concentration of the Short-Lived Decay Products of Radon in the Lower Atmosphere. Tellus18, 663–674 (1966).

    Google Scholar 

  67. Siksna, R.: Oon the Charging of Condensation Nuclei by Air Ions. J. Rech. Atmosph.1, 135–144 (1963).

    Google Scholar 

  68. Staley, D. O.: The Diurnal Oscillations of Radon and Thoron and Their Decay Products. J. Geophys. Res.71, 3357–3367 (1966).

    Google Scholar 

  69. Styra, B. I., T. N. Nedveckaite, and E. E. Senko: New Methods of Measuring Thoron (Radon-220) Exhalation. J. Geophys. Res.75, 3635–3638 (1970).

    Google Scholar 

  70. Wexler, H., L. Machta, D. H. Pack, and F. D. White: Atomic Energy and Meteorology. Internat. Conf. Peaceful Uses of Atomic Energy Geneva, 1956. vol. 13, p. 333–344.

    Google Scholar 

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  1. G. Schumann

    Present address: II. Physikalisches Institut der Universität Heidelberg, Philosophenweg 12, D-6900, Heidelberg, BRD

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    1. G. Schumann
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    Schumann, G. Radon isotopes and daughters in the atmosphere. Arch. Met. Geoph. Biokl. A. 21, 149–170 (1972). https://doi.org/10.1007/BF02247969

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