On radioactive equilibrium in atmospheric aerosols at 700 and 1800 m a.s.l., as influenced by particle size and vertical mixing activity

Summary Data from simultaneous measurements of RaB and RaC concentration in atmospheric aerosols, taken at sites located roughly 700 and 1800 m a.s.l., are used to elucidate the relation of the ratio of the specific activities of RaB and RaC in aerosol particles on the one hand to the intensity of vertical mixing and the size of the aerosol particles on the other. The empirical relationships as found from a 15-month period of uninterrupted measurements are presented. Radioactive equilibrium is more nearly approached in aerosol particles of more than one micron in diameter than in smaller ones (including the smallest measurable sizes); this holds invariably — and for all height levels. The degree of approach to RaB/RaC equilibrium is the lowest for low altitude (700 m) and negligible vertical mixing: 65% to 75%. At the low-altitude site this figure increases to 80%–90% as the intensity of vertical mixing reaches higher levels. At 1800 m a.s.l., the degree of approach to RaB/RaC equilibrium is nearly 100% when vertical mixing is negligible, and declines with increased vertical mixing activity to a level of only 60–70% for conditions involving strong vertical mass exchange.

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Zusammenfassung Simultane Messungen der RaB- und RaC-Konzentration des atmosphärischen Aerosols an benachbarten Stationen in ca 700 und ca 1800 m a.s.l. werden benutzt um die Abhängigkeit des Verhältnisses der spezifischen Aktivitäten RaB/RaC auf Aerosolpartikeln von der Stärke des Vertikalaustausches, und von der Grösse der Aerosolpartikel abzuschätzen. Es werden die während einer 15-monatigen kontinuierlichen Meßperiode gesammelten empirischen Erfahrungen dargestelit. Die Annäherung an das radioaktive Gleichgewicht ist an Aerosolpartikeln vonD>1 m stets und unabhängig von der Seehöhe weiter fortgeschritten, als an den kleineren und kleinsten Partikeln. Der Grad der Gleichgewichtseinstellung RaB/RaC ist in niedriger Höhe (700 m) bei sehr schwachem Austausch am geringsten (65–75%) und steigt mit wachsender Austauschstärke bis zu einem Maximum von 80–90% an. Umgekehrt nimmt in 1800 m der Grad der Gleichgewichts-einstellung RaB/RaC von nahe 100% bei sehr schwachem Austausch bis auf 60–70% bei starkem Austausch ab.

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The research reported in this paper has been sponsored by the European Research Office, United States Army under Contract DAJA 37 67C 0254, and the Department of Defense of the Federal Republic of Germany.

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Physikalisch-Bioklimatische Forschungsstelle of the Fraunhofer Gesellschaft, in Garmisch-Partenkirchen. (Director: Dr.R. Reiter.)