S T E
V
EN
J . CA
R R , E nv i
r o nm
e n t al
A i
rM
o ni
t o ri
n g Of
T ri
ti
at
ed
W
at
e rV
ap
o r F r om
I
n ci
n e r at
o rE m
i
s si
o n s-C
o nd
u ct
ed
F o rT h
eN
at
i
o n al
I
n st
i
t
ut
eO
f
E n
v
i
r o nm
e n t al
He al t h
S
ci
e n c e s(
U
nd
e rt h
ed
i
r e c ti
o no
f
DR
.A
LV
IS
T U R N E R
AN
D DR
.J A M E S
W A
TS O N
)
A
BS
T RA
C
TS
am
p l i
ng
an d
an
al y
si
sw
a sp
e rf
o rm
ed
on
am b i
en
t ai
rp
o t e nt
i
al l
y
c o nt
am
i
n at
ed
w
i
t
h
t ri
t
i
at
ed
w
at
e rv
ap
o rf
r om
i
n ci
n e r a t o r s t a ck
em
i
s si
o n s .A
s am p l
e rd
e si
g
n ed
f
o rm
o ni
t
o ri
ng
t ri
t
i
um
w
a sm
od
i
f
i
ed
f
o rm
o ni
t
o ri
ng
b
ri
ef
s am p
l i
ng
p
e ri
od
sd
u ri
ng
1
-2
d
ay
l
o ng
i
n
ci
n e r at
o r op
e r a ti
o n s .M
od
el
i
ng
i
nd
i
c a t ed
t
h
a t th
e s am p l
e rp
o t e n ti
al l y
c a nd
e t e c t t ri
ti
um
e
m
i
s si
o n sf
r om
th
ei
n ci
n e r a t o r s t a ck
w h
e n th
ew
i
nd
i
sb l
ow
i
ng
d i
r e ct
l
y
t
ow
a rd
st
h
e s am p l
e r{
±
8
°)
a nd
t h
em
ax
i
m
um
al l
ow
ab
l
e c o n c ent
r a ti
o ni
sb
ei
ng
r e
l
e a s ed
.U
nd
e rt h
e s e c o nd i
ti
o n s , aw
o rk
e r n e a rt h
ep
oi
nt
of
s am p
l i
ng
f
o r aw h
ol
ey
e a r c o ul d
p
ot
e nt
i
al l y
r e c ei
v e .1 %
of
t h
e o c c up
at
i
o n al
d
o s el i
m
i
t
o r2
.5
%
of
t
h
eg
e n e r al
p
ub l
i
cd
o s el
i
m
i
t
.
t
h
em
a xi
m
um
c o n c e n t r a ti
o ni
s n o t c o n ti
n u o u sl y
r e
l
e a s ed
, a ct u
al
d
o s ag
ew
ou
l d
b
em
u ch
l
e s s .T
h
e r e s ul
t sf
r om
a c t u al
s am p l i
ng
ev
e n t si
nd
i
c a t ed
t h
at
t h
e s am p l
i
ng
/
a n al y
si
s sy
st
em
w
a s n ot
s e n si
ti
v
ee n o u
g h
t od
e t e ct
am b i
e n t ai
r c o n c e n t r a ti
o n s .A l t h
o ug h
t h
e s am p l
i
ng
r e s ul t
sw
e r eb
el
ow
d
et
e ct
i
o nl
i
m
i
t
s , a n e x t r a ct
i
o np
r o c ed
u r ew
a sd
ev
el
op
ed
w h
i
ch
m
ay
b
e ut
i
l
i
z ed
i
n o th
e r ap p l
i
c a ti
o n sw h
e r eT
A
B L EO
F CO N
T E NT S
T AB IiE O F C ONT EN TS i
Iil S T O F F I G URE S i i i
L I S T O F TAB L E S iv
L I S T O F EQU AT I ON S V
AC KNOWL E DGEMENT S v i
I . INT RO D UC T I ON 1
I I . BAC K G R O UN D I NF O RMA T I ON ON T R I T I UM 2
A . Ph ysi c a l Ch a r a c t e r i s t i c s o f Tr i t i u m 2
B . Na t ur a l So u r c e s 3
C . Ma n
- m a d e So u r c e s 5
I I I . RA DI O NU CL I D E T R AN SP ORT 8
A . GE N E R A L 8
B . Co m p a r t m e n t s 8
C . ED DIE S 9
D . Stab i l i t y 1 0
E . St ack De t e r m i n ant s 1 1
IV . BAC KGR OU ND T R I T I UM L E VEL S 1 2
A Ge n e r a l 1 2
B . De pos i t i o n 1 3
C . Re c orde d ba c k g r o u n d l ev e l s 1 4
V . TR I T I U M EXP OSUR E 1 8
A . Tr i t i u m In t e rna l i z a t i o n 1 8
B . Bi o l o g i c a l Ha l f
- l i f e 1 9
C . Tr i t i um I n g e s t i o n 2 2
D . Tr i t i u m I n hal a t i o n 2 3
E . Tr i ti u m Sk i n a b s o r p ti o n 2 4
VI . B I O L O G I CAL E F F E C T S O F TRI T I UM EXP O SUR E 2 5
A . I n d i c a t o r s o f B i o l o g i c a l Ef f e c t i v e n e s s 2 5
B . Tr i t i u m Do s e 2 8
C . Mo r b i d i t y /Mo r t a l i t y 3 0
D . Ca n c e r 3 0
E . Mu t a t i o n s 3 1
F . Fa t a l i t i e s 3 2
G . De v e l o p m e n t a l Ef f e c t s 3 3
VI I . TRI TI UM U SAGE AT NI E H S 3 3
A . Ge n e r a l Us e o f I s o t o p e 3 3
V I I I . AI R S A MP L IN G T E CHN I QUES 4 0
A . Ai r Samp l i n g Equ i p m e n t 4 0
B . DI S C R E T E Samp l e r s 4 1
C . Pl a c e m e n t o f Sa m p l e r 4 4
I X . NI E H S AI R MONI TO RIN G P R O JEC T 45
A . PR E V I O U S Em i s s i o n St u d i e s 4 5
B . Fi e l d Me t h o d s 4 7
C . An a l y t i c a l Me t h o d s 51
D . De t e c t i o n l i m i t s 5 8
E . Ga u s s i a n Di s p e r s i o n Ca l c u l a t i o n s 6 2
F . I n d u s t r i a l So u r c e Co m p l e x Sh o r t Te r m I I Di s p e r s i o n mo d e l 7 0
G . Me t e o r o l o g i c a l Co n d i t i o n s 7 2
H . An a l y t i c a l Re s u l t s 7 6
1. Suw ma ry o f Co un t s 7 6
2 . Sum ma ry o f Con c en t r a ti o n s 7 9
3 . S tu de n t
'
s t - T e s t 8 2
4. Es ti ma t i ng w i n d d i r e c ti o n ef f e c t s o n S e r i es F s am p l i n g 8 3
X . DOS E C ALC U L A T IO N S 8 5
XI . C O N C LU SI ONS 8 7
X I I . R E F E RE NC E S 9 0
X I I . AP P E NDI CE S 9 9
Ap p e n d i x A - Se r i e s A- F Sc i n t i l l a t i o n Co u n t i n g Ta b l e s 9 5 Ap p e n d i x B - In c i n e rat o r St a c k Vo l u m e t r i c Fl o w Ra t e s /r e l eas e rat e c a l c u l a t i o n . . 1 0 2
ap p e n d i x C - Wi n d Ro s e s f o r Sa m p l i n g Ru n s 1 0 4
Ap p e n d i x d - Sc r e e ns & I SCST2 mo d e l Ou t p u t 1 1 6
Ap p e n d i x E - In c i n e rat o r Lo g Sh e e t s 1 2 4
Ap p e n d i x F - Ra l e i g h -D
L I
S
TO
F F IG U R
ES
Fi g u r e 1- n i e h s s o u t h c amp u s 3 8
Fi g u r e 2
-B U I L D I N G S10 5 & 10 6 3 9
Fi g u r e s- a c t- 10 0 t r i t i um /c a r b o n- 14 g a s e o u s e f f l u e n t s amp l e r 4 8
Fi g u r e 4
-qu e n c h c u r v e 5 6
Fi g u r e s- G a u s s i a n o r n o rma l d i s t r i b u t i o n 63
Figu r e 6- G A U S S I A N p l ume d i s p e r s i o n 6 5
Fi g u r e 7 - i n c i n e r a t o r p l ume s i gma z 6 8
Fi g u r e 8- I N C I N E R A T O R P L UME S I GMA Y 7 5
L I
S
TO
FT A
B LE S
T a b l e 1 - B
a c k g r o u n d Tr i t i um Le v e l s 15
Ta b l e 2 - Sa
mp l e/ Co c k t a i l
M
i x t u r e s f o r Ex t r a c t i o n 54T a b l e s - Co u n t s f o r
Q
u e n c h Cu r v e St a n d a r d s 5 5Ta b l e4 - Co u n t s F O REx t r a c t i o n Ef f i c i e n c y Ca l c u l a t i o n s 5 8
T a b l e 5 - Co u n t i n g f o r Dr i e r i t eCo n t r o l s 5 9
T a b l e 6 - IS C ST 2 Co n c e n t r a t i o n s 7 2
T a b l e ? - A
i r Samp l i n g Sum ma r y o f Co u n t s 7 8
T a b l e 8 - C
o n c e n t r a t i o n Es t ima t e s o f Samp l i n g Se r i e s 81
T a b l e 9 - t-Te s t Ca l c u l a t i o n s 8 3
T a b l e 10 -
W
i n d D i r e c t i o n Co r r e c t i o n s- Se r i e sF 8 5Ta b l e 1 1- Ap p e n d i x A - S
e r i e sA Co u n t s 9 6
Ta b l e 12
-Ap p e n d i x A - S
e r i e s B Co u n t s 9 7
Ta b l e 13 - Ap p e n d i x A - Se r i e sC Co u n t s 9 8
Ta b l e 14 - Ap p e n d i x A - Se r i e sD Co u n t s 9 9
Ta b l e 15 - Ap p e n d i x A - Se r i e sE Co u n t s 100
Ta b l e 16 - Ap p e n d i x A - Se r i e sF Co u n t s 10 1
Ta b l e 17 - Ap p e n d i x B - In c i n e r a t o r S
t a c k V o l ume t r i c Fl ow Ra t e s 10 3
L I
S
TO
F EQ
U A
T I ON S
E qu a t i o n 1 - De t e c t i o n Limi t 5 9
E qu a t i o n 2 - Lowe s t D e t e c t a b l e c o n c e n t r a t i o n 6 0 E qu a t i o n s - Ga u s s i a n p l ume e
qu a t i o n 6 2
E qu a t i o n 4 - wi n d d i r e c t i o n - s t a n d a r d d e v i a t i o n 7 4
E qu a t i o n 5 - ma x imum wi n d v a r i a t ion 7 6
A C
KN OW
L E DG E M
E NT S
T
h
e r e a r em
a ny
p e o pl
ew h
oh
av
eb
e e n s oh
el
pf
ul
t h
r o ug h
m y
1 0
-y
e a rj
o u r n ey
a tC h
ap
el
Hi
l l
.M y
w
o nd
e rf
ul
w
i
f
e a nd
ch
i
l d
r e nh
a v eb
e e n s og
r a ci
ou s an d
u
p l
i
f
ti
ng
.M y
p
a r e n t sh
av
e al w
ay
sb
e en th
e r ew
h
e n In e e
d
ed
t
h
em
.C
ow
o rk
e r s a nd
m
ent
o r s s u ch
a sM
r .S
c ot t
M
e rk l
e an d
D
r . Ph
i
l
H am
ri
ck
h
av
eg
i
v
e ng
e n e r o u sl y
of
t h
ei
rt
i
m
e a nd
e n e rg y
. D r .A l
vi
sT
u r n e r 's
f
ai
th f
ul
s u
p p
o rt
a nd
D
r .J
am
e sW
at
s o n'
s
k
e e ni
n si
g h t
a nd
g
ui
d
an
c eh
av
eb
e en
i
n v
al
u ab l
e .A
nd
t
h
e r e a r em
an y
o
t h
e r s ,b
ut
o n e r em
ai
n sw h
oi
si
n a cl
a s sb y
Hi
m
s el
f
.H
ei
s o n ew h
oh
a sd
u ri
ng
m y
j
o u r n ey
b
e e nb y
m y
si
d
ep
e rp
e t u al l y
a nd
w
h
ow
i
l l
al w
ay
s st
i
ck
cl
o s e rt
h
a n ab
r o th
e r • • •J
e s u s.
I . I N
T R O
DU C
TI
ON
T
h
eN
a ti
o n al
I n s ti
t u t e of
E nv
i
r o nm
e n t al
H e al
th
S
ci
e n c e s(
N IE H S
)
i
s af
ed
e r al
r e s e a r ch
f
a ci
l
i
t y
l
o c a t ed
i
n Re s e a r ch
T ri
a ng l
e • Pa rk
,
N
o rt h
C
a r ol
i
n a a nd
i
s o n e of
th
eN
a ti
o n al
I n st
i
t u t e s of
H e al
th
(
N
IH
)
. Th
eN
I E HS
's
p
ri
m
a ry
m
i
s si
o ni
st
o s t ud y
th
e ef f
e ct
s of
e nv
i
r o nm
e n t al
ag
e n t s o nh
um
a nh
e al
th
.T o a c c o
m p l
i
sh
th
i
st
a sk
, r ad
i
oi
s ot
o p e s a r e u ti
l
i
z ed
b y
r e s e a r ch
e r s a st
r a c e r st
ob
et t
e rd
ef
i
n et
h
eb
i
om
ed
i
c al
i
m p
a ct
s of
v
a ri
o u s e nv
i
r onm
e nt
al
ag
e nt
s .N
I E HS
's
p
ol
i
cy
i
s th
at
t h
e s e r ad
i
oi
s ot
op
e sb
eu t
i
l
i
z ed
a nd
d
i
sp
o s ed
of
i
n am
a n n e rw
h i
ch
w
i
l l
e n s u r e
t
h
e s af
et y
of
t h
ef
a ci
l
i
t y
p
e r s o n n el
a nd
t h
el
o c al
c om m
u ni
t y
.O
n ew
ay
t
o ev
al
u at
et h
e ef f
e ct
i
v e n e s s of
ar a
d
i
at
i
o n s af
e ty
p
r og
r am
i
st
op
e rf
o rm
e n
v
i
r o nm
e nt
al
m
o ni
t
o ri
ng
w h
i
ch
c a n e n c om p
a s si
nv
e st
i
g
at
i
ng
l
e v el
s of
r ad
i
oi
s ot
op
e sf
o un d
i
ns u r r o u
n d
i
n g
s oi
l
s , s u rf
a c e/
g
r o u nd
w
a t e r ,f
a un
a ,f l
o r a , a nd
ai
r(
i
. e .p
o t e n ti
al
si
nk
sw h
e r er a
d i
oi
s o t op
e s c a nb
ed
ep
o si
t
ed
)
.Pr e
v
i
o u sp
r oj
e ct
sh
av
e ev
al
u at
ed
r ad i
o a ct
i
v
ee
m
i
s si
o n si
nt h
e st
a ck
sf
r om
t h
eN
I E HS
m
ed
i
c al
-p
at h
ol
og
i
c al
i
n ci
n e r a t o r a nd
t h
eN I E H S
ch
em
i
c al
m
ad
ed i
st
a nt
f
r om
th
ei
n
ci
n
e r a t o rb
ui
l d
i
ng
. Th
i
sp
r oj
e ct
f
o c u s ed
o n s am p l
i
ng
a mb
i
e n t ai
rf
r om
a si
t ea
p p
r o xi
m
at
el
y
5
0
m
aw
ay
f
r om
t
h
ei
n ci
n e r at
o r s t a ck
t o
d
e t e rm
i
n ei
f
d
e t e ct
ab l
el
ev
el
s of
t ri
t
i
um
(
T)
c o
u l d
b
em
e a s u r ed
. Th
e s am p l
e rw
a sp l
a c ed
on
al
o c a ti
o n e s ti m
a t ed
t oh
av
e th
eh i g h
e s tp
o t e n ti
al
c o n c e n
t
r a ti
o n sb
a s ed
o n ai
rm
od
el
i
ng
e x e r ci
s e s .A
m
od i f i
ed
R
ad
e c oA C T
-1
0 0
T
ri
t
i
um
&C
a rb
o n -1 4
G
as e o u s
E
f
f l
u e n tS
am p l
e rw
a s u s ed
t
o c ol l
e c t th
e s am p l
e s .I I . B
A C K G R
OU N D
IN
FO
RM
A
T IO N
O N
TR
I T IU M
A
. Ph y
si
c al
C h
a r a ct
e ri
st
i
c s of
T ri
ti
um
S
i
n c ei
t
sd i
s c ov
e ry
i
n1
9 3 9
b
y
A
l
v a r e z a nd
C
o r n og
(
N C R
P6
2
,1
9
7
9
)
,t
h
e r ad i
oi
s ot
op
et
ri
t
i
um
h
a sb
e e nf
o rm
ul
a t ed
i
nt
o v a ri
o u sd
ev
i
c e s s u ch
a s n u cl
e a rb
om b
s a nd
s el f
-l
um
i
n e s c e nt
i
n st
r um
e nt
s(
W
HO
,1 9
8 3
)
.T
ri
ti
um
a nd
t
ri
ti
at
ed
m
ol
e c ul
e sh
av
e al
s op
r ov
e n t ob
ev
e r s at
i
l
et
o ol
s a s t r a c e r si
nt
h
ef
i
el
d
s of
c
h
em
i
s t ry
,b i
o ch
em
i
s t ry
, a nd
p h y
si
ol
og y
(
S t
an
n a rd
,1
9
8
8
)
.T r
i
ti
um
i
s th
e s ol
e r ad
i
o a c ti
v ei
s o t op
e of
h y d
r og
e n(
N C
R P6 2
,1 9 7 9
)
.I
t sd
e c ay
p
r od
u c ti
s^
He
f
o rm
ed
w
h
e nt
ri
t
i
um
r el
e a s e s a n eg
at
i
v
eb
et
ap
a rt
i
cl
ef
r om
i
t
s n u cl
eu s .C
o n si d
e r ed
al
ow
e n e rg y
b
et
a em
i
t t
e r ,t
h i
si
s ot
op
e r el
e a s e s el
e ct
r o n sp
o s s e s si
ng
a nr e s
p
e c ti
v el y
(
N C
R P6 2
,1 9 7 9
)
. T ri
ti
um
h
a s ap h y
si
c al
h
al f
-l
i
f
e of
1 2
,3
3
y
e a r s(
r el
a ti
v
el y
l
o ng
c om p
a r ed
t om
a ny
ot h
e r t r a c e r s)
a nd
i
sf
o u nd
i
n th
ef
ol l
ow
i
ng
f
o rm
s :H
T - a s s o ci
a t ed
w
i
t h
a n ot h
e rh y
d
r og
e n at
om
(
t ri
t
i
um
)
;H
TO
- a c om p
o n en
t of
aw
a t e rm
ol
e c ul
e(
t ri
ti
a t ed
w
a t e r)
; a nd
C - T -b
o un d
w
i
th
s om
e o rg
a ni
cm
ol
e c ul
e(
O R B
- o rg
a ni
c al l y
b
o u nd
t ri
ti
um
)
(
M
u r ph y
,1 9 9 3
)
. T ri
ti
um
i
sm
o s t c om m
o nl y
f
o un d
i
nt h
e e nv
i
r o nm
e n t a s t ri
ti
a t ed
w
a t e r(
N C
RP 6 2
,1
9
7
9
)
.He a
l t h
p h y
si
c s r e s e a r ch
h
a sf
o u nd
th
a ti
s o t op
e s of
h y d
r og
e n a r e si
m
i l
a rb
ut
n ot
i
d
e nt
i
c al
i
np h y
si
c al
p
r op
e r ti
e s(
M
u rp h y
,1 9 9 3
)
a nd
o n c e ab
s o rb
ed
i
n t e r n al l y
,t h
e s ei
s o t op
e s a r eb
i
ol
og
i
c al l y
i
n t e r ch
a ng
e ab
l
e(
S
t r aum
e ,1 9 9 3
a)
.A
s t ri
ti
um
t
r a n sm
u t a t e s t oh
el
i
um
, t ri
ti
a t ed
m
ol
e c ul
e si
n
c o rp
o r at
ed
w
i
t
h
b i
ol
og
i
c al
m
at
e ri
al
c o ul d
b
ec
h
em
i
c al l
y
a nd
p h y
si
c al l y
al
t e r ed
,p
o t e nt
i
al l y
c a u s
i
ng
c el l
ul
a rd i
s r up t
i
o n o r c el l
ul
a rd
e at h
(
N C
R P6 3
,1 9 7 9
)
.B
.N
at
u r al
S
o u r c e sN
at
u r al
t
ri
t
i
um
i
sg
e n e r at
ed
d i
r e ct l y
i
nt h
ee a r t
h
's u
p p
e r at m
o sp h
e r eb y
h
i
g h
en e rg
y
c o sm
i
c r ay
i
n t
e r a ct
i
on
si
nw h
i
ch
n u cl
e a rp
a rt
i
cl
e s(
n e ut
r on
so r
p
r o t o n s)
c ol l
i
d
ew
i
th
o xy g
e n/
ni
t r og
e n/
a rg
o n t oI t
i
s al
s op
o st
ul
a t ed
th
a t t ri
t
i
um
g
e n e r a t ed
f
r om
e
x t
r at
e r r e st
ri
al
s o u r c e s s u ch
a s s ol
a rf
l
a r e s c o ul d
m
i
g
r a t ei
n t o th
e e a r th
's a t
m
o sp h
e r e . I ti
se s
t
i
m
at
ed
t h
at
1
.4 8 E
1 7
Bq
of
c o sm
i
c - r ay
d
e ri
v
ed
t r
i
ti
um
a r ep
r od
u c ed
a n n u al l y
w i
th
ag l
ob
al
i
nv
e n t o ry
of
2
.5 9
E1 8
B q(
N C
R P6 2
,1 9 7 9
)
.T
ri
t
i
um
c a n al
s oi
n c o rp
o r at
ei
nt
ow
at
e rm
ol
e c ul
e sb y
v a ri
o u sp
r o c e s s e si
n cl
ud
i
ng
p h
o t o ch
em
i
c al
ox
i
d
a ti
o n , ex
ch
a ng
e r e a ct
i
o n s , a nd
o xi
d
at
i
o nb y
s oi
l
o rg
a ni
sm
s(
O
k
ad
a ,1 9 9 3
)
. T ri
ti
um
(
T)
w h
e nc o
m b
i
n ed
w i
th
ei
th
e rp
r o ti
um
(
"^H)
o rd
e u t e ri
u m
(
^H)
h
a s th
ep
ot
e n ti
al
of
f
o rm
i
ng
i
n o rg
a ni
cm
ol
e c ul
e ssu c
h
a sH T
,D T
,T
2 ,H T O
,D T O
, T 2O
.T
ri
t
i
um
a nd /
o rd
e ut
e ri
um
c a ni
nt
eg
r at
ew
i
t
h
c a rb
o n at
om
st h
r o ug h
p h
o t o sy
nt h
e si
s a nd
ot h
e rb i
ol
og
i
c al
p
r o c e s s e s t of
o rm
o rg
a ni
c c om
b i
n at
i
o n s s u ch
a sC
H 3T ,C H
2DT
,C H D
2T ,C D
3T ,C D
2T
2 , a nd
C D T
3(
Hi
l l
,1 9 9
3
)
.T
ri
t
i
um
g
a s(
H T o r T T)
e nt
e ri
ng
th
e a tm
o sp h
e r e o xi
d
i
z e s t of
o rm
t ri
t
i
at
ed
w
at
e r(
H T O
)
v ap
o rt
h
r o ug
h
a c om p l
e xp
r o c e s s u s u al l y
r eq
ui
ri
ng
c at
al y
s t s .O
n e s ug g
e st
ed
m
e ch
a ni
sm
f
o rt
ri
t
i
um
ox
i d
at
i
oni
nv
ol v
e sf
i
r s tt h
ep
r od
u ct
i
o n of
TO
2 ,f
ol l
ow
ed
b
y
p
o s si
b l
ep h
ot
o ch
em
i
c al
d
e c om p
o si
ti
o n t of
o rm
H
TO
(
N C R
P6
2
,1 9 7 9
)
.R
e s e a r ch
e r st
h
e o ri
z ev
a ri
o u s r at
e sf
o rt
h
er e s e a r c
h
e rp
o s t ul
a t e st h
at
l
e s st h
a n1 %
of
t ri
ti
um
c o n
v
e r t s t oH
TO
w i
th
i
n2 4
h
o u r si
nt h
e a tm
o sp h
e r e(
Hi
l l
,1 9 9 3
)
.O
th
e r r e s e a r ch
s up p
o r t s th
ei
d
e at
h
at
t h
ep
ri
m
a ry
r ou t e of
o xi
d
at
i
o n of
H Tt
oH T O
o c c u r s
b y
m
i
c r ob
i
al
p
r o c e s s e si
n th
e s oi
l
(
M
c F a rl
a n e ,1 9 7 8
)
.A
s t ri
ti
a t ed
w
a t e rv
ap
o ri
sg
e n e r at
ed
i
n o r r el
e a s ed
t
ot h
e at m
o sp h
e r e ,i
t c a nm
i
xw
i
th
o c e a n s a nd
l
ak
e sb
e c om
i
ng
a su rf
a c ew
at
e rc o
m
p o n e n ti
nt h
eh y
d
r ol
og
i
c cy
cl
e(
H
i
l l
,1 9 9 3
)
.T
h
e e a r th
's c r u s t c a n a
l
s o sp
aw n
t
ri
t
i
um
(
b y
t
e r n a ry
f
i
s si
o n)
w h
e n r e si d
e n tl
i
t h
i
um
a t om
s a r eb
om
b
a rd
ed
b
y
n e ut
r o n s em
i
t t
ed
b
y
u r a ni
um
f
i
s si
o n s(
K a uf m
a n ,1 9 5 4
)
.C .
S y
n th
e ti
cS
o u r c e sA l t h
o ug h
t
ri
t
i
um
h
a s a n e x t r em
el
y
sm
al l
n at
u r al
a
b
u nd
a n c e r el
at
i
v
et
op
r ot
i
um
a nd
d
e ut
e ri
um
,l
a rg
ea
m
o un
t s of
t ri
t
i
um
(
m
o s tl y
i
n th
ef
o rm
of
H TO
)
h
av
eb
e e nd
i
sp
e r s ed
t h
r o ug h
w
o rl d w i d
e n u cl
e a rw
e ap
o n su s a
g
eb
eg
i
n ni
ng
i
n1 9 4 5
w
i
th
th
em
aj
o ri
ty
of
d
e t o n a ti
o n sb
ei
ng
p
e rf
o rm
ed
b
et w
e en1
9
5 4
a nd
1
9
6 2
(
W H O
,1
9 8
3
)
.U p
t
o1 9 7
9
, c ol l
e ct
ed
d
at
a r ev
e al
ed
t h
a t4 2 2
n u cl
e a r e xp l
o si
o n sh
ad
o c c u r r ed
w
i
th
at o
t
al
y
i
el d
of
2 1 7
M
eg
a t o n(
M
t)
f
r om
f
i
s si
o n a nd
3 2 8
M t
f
r om
f
u si
o n . It
i
s e st
i
m
at
ed
th
at
th
et r
i
ti
um
y
i
el
d
f
o rf
i
s si
o n a nd
f
u si
o nd
e n o t a ti
o n si
sa
p p
r o xi
m
a t el y
2
.6
E1 3
Bq
M
t" ^
a n
d
7
.4
E1 7
Bq
M
t"^
r e s
p
e c ti
v
el y
(
WH O
,1 9 8 3
)
.U
si
ng
t h
e s ef
i
g
u r e sy
i
el d
r a t ef
o rf
u si
on al
o n e a c c o u n t sf
o r a t o t al
of
2
.4
E2 0
Bq
of
t ri
ti
um
. Th
i
sq
u a n ti
ty
i
s al m
o s t1 0 0
ti
m
e s th
e e s ti
m
a t ed
g l
ob
al
i
n v e n t o ry
of
c o sm
i
c r ay
-g
e n e r a t ed
t
ri
t
i
um
(
2
.5 9 E
1 8
B q
)
. It
i
s e s ti
m
at
ed
t
h
a t em
i
s si
o n sf
r om
w
e ap
o n s t e s ti
ng
i
n c o nj
u n c ti
o nw i
th
o th
e r sy
n th
e ti
c s o u r c e sh
av
e a t ti m
e s el
ev
a t ed
t
ri
t
i
um
b i
o sp h
e ri
cl
ev
el
st
o r an g
e s up
t
o a th
o u s and
-f
ol d
ab
ov
et
h
e e s ti
m
at
ed
p
r e - n u cl
e a rt
e s ti
ng
l
ev
el
s of
t
ri
t
i
um
(
D r ob
i
n sk
i
,1
9
6 5
)
. F o r t u n a t el y
si
n c e th
e ad v
e n t of
w
e ap
o n t e s ti
n gb
a n si
n th
e e a rl y
1 9 6 0
' s , t ri
ti
um
c on c e nt
r a ti
on si
n th
ee n
v
i
r o nm
e nt
h
av
eb
e e nd
e c r e a si
ng
(
Hi
l l
,1 9 9 3
)
.E m
i
s si
o n sf
r om
n u cl
e a r el
e c t ri
cg
e n e r at
i
ng
f
a ci
l
i
ti
e s al
s o c o n t ri
b
u t e t o th
eg l
ob
al
i
nv
e n t o ry
o
f
t ri
t
i
um
.I
n1 9 8 0
i
t
w
a s e st
i
m
a t ed
th
a t n u cl
e a rp
ow
e r st
at
i
o n sg
e n e r a t ed
6
.3 E
1 4
Bq
g l
ob
al l y
p
e ry
e a rw h
e n th
e r ew
a s a n e s ti
m
a t ed
1
.2 5
E0 5
M W
(
e)
of
p
ow
e r c ap
a ci
t y
(
W H O
,1
9 8
3
)
.A
1
9
9 5
g l
ob
al
i
nv
e n t o ry
of
n u cl
e a rp
ow
e rp l
a n t si
nd
i
c a t e s th
at
t
h
e op
e r at
i
ng
n u cl
e a rp
ow
e rp l
a nt
sh
ad
2
.7 8
t
i
m
e s th
e1 9 8 0
p
ow
e r c ap
a ci
t y
(
3
.4 2
E0 5
M W
(
e) )
w h i
ch
b y
u si
ng
si
m p
l
em
ul
t
i
p l
i
c a ti
o n ,g
i
v
e s a r o ug h
e s ti
m
a t eo
f
t h
e1 9
9 5
t
ri
t
i
um
a c ti
vi
t y
p
r od
u ct
i
o n at
1
.7 5
E1 5
B q
/
y
r(
N
u cl
e a rN
ew
s ,1 9 9 5
)
. T ob
ri
ng
p
ow
e rp l
an
t si
nt
op
e r sp
e ct
i
v
e ,t
h i
s1
9 9
5
r at
ei
s o nl
y
1 %
of
t
h
eT r
i
ti
um
s o u r c e s al
s oi
n cl
ud
ef
a ci
l
i
ti
e s s u ch
a s s ep
a r a ti
o np l
a nt
s , t ri
ti
um
h
a nd l
i
ng
op
e r a ti
o n s , a nd
f
u el
r ep
r o c e s si
ng
p l
a n t s(
N C R
P6 2
,1
9
7
9
)
.S
om
e of
t
h
ep h y
si
c al
d
y
n am
i
c s c a u si
ng
em
i
s si
o n sw
i
t
h i
n t ri
ti
i im
-g
e n e r a ti
n gf
a ci
l
i
ti
e s a r e :1
)
t e r n a ry
f i
s si
o np
r od
u c t si
nf
u el
el
em
e n t s of
r e a c t o r s ;
2
)
n eut
r o n r e a c ti
o n sw
i
t h
b
o r on o rl
i
th
i
um
p
r e s e n tf
o r r e a ct
i
v
i
ty
;3
)
h
e av y
w
at
e rm
od
e r a t ed
n e u t r o n c ap
t u r ei
nd
e ut
e ri
um
.T
h
eS
av
an
n ah
Ri
v
e rP l
a nt
i
nA
i k
e n ,S
o u th
C
a r ol
i
n ah
i
s t o ri
c al l y
h
a sb
e e n o n e of
th
ep
ri
m
a ry
p
r od
u c ti
o nf
a ci
l
i
ti
e sf
o r t ri
t
i
um
. E st
i
m
a t ed
a n n u al
t ri
ti
um
r e
l
e a s e sf
r om
o n e of
S
a v a n n ah
Ri
v
e r ' s r e a ct
o rb
ui
l d
i
ng
sh
av
eb
e eni
nt h
e o rd
e r of
8
.5
E1 5
Bq
(
t e n -f
ol d
g
r e at
e rt h
a n a1
0
0
0
M w
el
i
g h
tw
at
e rr e a c
t
o r)
(
N C R
P6 2
,1 9 7 9
)
.S
ep
a r a ti
o nf
a ci
l
i
t
i
e s a tS
av
a n n ah
Ri
v
e rh
av
e r el
e a s ed
a n av
e r ag
e of
1
.3 E
1 6
Bq
/
y
r .S i g
ni
f
i
c an
tl
e v el
s of
el
em
e nt
al
h y d
r og
e ng
a s(
H
T)
a
l
s o c on
ti
nu
et
ob
e r el
e a s ed
i
n t
o th
e en v
i
r on m
e nt
d
u et
oi
nd
u s t ri
al
, c om m
e r ci
al
a nd
r e s e a r ch
u s e s of
t
ri
t
i
at
ed
c om p
o u nd
s(
H
i
l l
,1 9
9
3
)
.A p p l
i
c at
i
o n si
nv
ol v
i
ng
c o n s um
e rp
r od
u c t s s u ch
a s s el
f
t r
i
ti
d
e s ,t
ri
ti
a t ed
p
um p
oi
l
s/
s ol
v
e nt
s , an d
v
a ri
o u st
y p
e s of
l
um
i
n ou sp l
a st
i
c s c r e a t e c o n ti n
u o u s s up p l
i
e s of
t
ri
ti
um
(
O k
ad
a ,1 9 9 3
)
.I I I . R
A
D IO N U
C L I D ET
RA
N
S
PO R T
A
.G
e n e r al
T
h
e t r a n sp
o r t an d
f
at
e of
r ad
i
on
u cl
i
d
e sw
i
th
i
n ap
a rt
i
c ul
a r en v
i
r o nm
e nt
a r ei
nf l
u e n c ed
b y
f
a c t o r sw h
i
ch
al t
e rh
ol
d i
ng
ti
m
e s , c o n c e n t r a ti
o n s , a nd
th
eg
e og
r ap
h i
c al
e xt
e n t of
c o nt
am
i
n a ti
o n .S
i
m
i
l
a r t o r ad
i
ol
og
i
c al
l
y
- st
ab
l
e ch
em
i
c al
s , th
ep
h
y
si
c al
a nd
c
h
em
i
c al
ch
a r a c t e ri
st
i
c s of
r ad
i
o a c ti
v
em
at
e ri
al
sd
e t e rm
i
n eh
ow
th
ey
i
nt
e r a ct
w
i
th
a nd
cy
cl
et h
r o ug
h
f
o od
ch
ai
n
s ,v
eg
e t a ti
o n , s oi
l
, su rf
a c ew
a t e r s , e t c .B .
C
om p
a rt m
e nt
sT o
h
el p
c o n c ep t
u al
l
y
d
et
e rm
i
n e th
e t r a n sp
o rt
a nd
f
a t e of
r ad i
on
u cl
i
d
e s , s om
e r e s e a r ch
e r sc o n c e
p
t u al
i
z e th
ei
rm
ov
em
en ti
n
t e rm
s of
c o
m p
a rt m
e nt
s(
W h
i
ck
e r ,1 9 8 2
)
.T h
e s e c om p
a r tm
e n t sm
ay
b
el i
v
i
ng
o r n o n -l
i
vi
ng
a nd
r ep
r e s e n tt h
e sh
o rt
o r
l
o ng
t e rm
r e si
d
e n c ew h
e r et h
ei
s o t op
e sm
ay
b
ef
o u nd
at
d i f
f
e r e n tp
oi
nt
si
nt
h
ei
r cy
cl
e s .F
o re
x
am p
l
ew h
e n r ad i
o n u cl i d
e s a r ef i
r st
r el
e a s ed
f
r om
a p o
i
n t s o u r c e , th
ey
w i l l
t e nd
t od i
sp
e r s ei
n t o ai
rf
o r c e s s u ch
a sg
r av i t
a ti
o n al
s e t tl i n g
o rp
r e ci
p
i
t at
i
o nb
eg
i
nt
o op
e r at
ed
ri
v
i
ng
t
h
ei
s o t op
e si
n t o o th
e r c om p
a rt m
ent
s s u ch
a s th
e s oi l
o rp l
a n t s .H e r
b
i
v
o r e s(
a n o th
e r c om
p a r tm
e n t)
i
ng
e s ti
ng
c o n t a
m
i
n at
ed
p l
a n t s c a r ry
r ad
i
o n u cl
i
d
e s t o th
e c a r ni v
o r e c om p
o n e n t . If
d i
sp l
ay
ed
i
n ad i
a g r am
,
t
h
e c om p
o n en t
s c a nb
e vi
ew
ed
i
n r el
at
i
o n al
t
e rm
s ,a n
d
p
r ed i
ct
i
o n s of
r ad i
o n u cl
i
d
e c o n c e n t r a ti
o n s c a nb
ef
o rm
ul
a t ed
. Th
e o c e a n c om p
a rt m
e n ti
s t ri
ti
a t ed
w
a t e r ' sl
a rg
e st
h
ol d
i
ng
s t a ti
o n ,b
ei
ng
p
r ed
om
i
n a t el y
t
r a n sp
o rt
ed
b
y
ai
r a nd
d
ep
o si
t ed
v
i
av
ap
o r e x ch
a ng
e(
o r t o al
e s s e r e xt
e nt
b
y
p
r e ci
p
i
t at
i
o n)
(
M
u rp h y
,1 9 9 3
)
. I n c on t r a st
t o H TO
,e
l
em
e n t al
t
ri
t
i
um
(
HT
)
i
sq
ui
t ei
n s ol
ub
l
ei
nw
a t e ra n
d
ad i
ag
r am
of
i
t
sd i
st
ri b
ut
i
o n am
o ng
c o
m p
a rt m
e nt
sw
o ul d
l
o ok
q
ui
t
ed i f f
e r e nt
.C
.E
d d i
e sO
n c et
ri
t
i
um
e nt
e r s am
b i
ent
ai
rv
i
ai
n ci
n e r at
o rs
t
a ck
s , th
ei
ni
ti
al
t
r a n sp
o r tf
a ct
o r sd
i
c t a ti
n gi
t sf
a t ew
i
l l
b
ep
ri
m
a ri
l y
w
i
nd
sp
e ed
/
d
i
r e c ti
o n a nd
a
t m
o sp h
e ri
c st
ab
i
l
i
t y
(
G l
oy
n a ,1 9 6 9
)
.W
i
nd
s a r ec r e a t e
d
p
ri
m
a ri
l y
b
y
t h
ep
r e s s u r eg
r ad i
e n t si
nt h
e at m
o sp h
e r e a nd
th
e e a rt
h
's r o t a t
i
o n al
c o ri
ol
i
se
f f
e ct
.W
i
nd
q
u al i
t y
c a nb
em
od i f i
ed
b
y
t
u rb
ul
en t
f
o r c e st
e rm
ed
ed d i
e sw h
i
ch
a r e c r e at
ed
b y
th
ec o
m
b i
n ed
i
nf l
u e n c e of
m
e ch
a ni
c al
sh
e a ri
n g
st
r e s ss
h
e a ri
ng
ed d i
e s a r eg
e n e r a t ed
b y
th
ef
ri
c ti
o nb
e tw
e e nw
i
nd
s a nd
t h
e t op
og
r ap
h
y
of
t h
el
a nd
i
n cl
ud
i
ng
l
a nd
f
e a t u r e s(
m
ou n t ai
n s ,v
al
l
ey
s)
a nd
m
a n -m
ad
e s t r u c t u r e s. B u
i l d
i
ng
d
o wn w
a sh
a nd
w
ak
e ef
f
e c t s c a n c r e at
ed i
s t u rb
a n c e si
n ai
r s t r e am
s a nd
e
i
th
e r c o n c en t r a t e o rd i l
u t e c on t am
i
n a n tc o n c e n
t
r a ti
o n .C
o nv
e c ti
o nf
o r c e s a r e c r e a t ed
b y
t e
m p
e r a t u r ev
a ri
a n c e sw
i
th
t h
ei
r s t r e ng
th
d
ep
e nd
e n to n t
h
e r at
e of
h
e at
i
ng
i
n th
el
ow
e r at m
o sp h
e r e .T
h
e s e tw
o ed
d
y
t y p
e sp
e r t u rb
t
h
e av
e r ag
ew
i
nd
v
el
o ci
t y
p
a r al l
el
t
ot
h
ew
i
nd
d i
r e ct
i
o n(
x)
,i
na
d d i
ti
o nt
o c a u si
ng
t
u rb
ul
e n c ei
nt
h
eh
o ri
z o nt
al
(
y
)
a nd
v
e r ti
c al
p l
a n e s(
z)
(
a c r o s s th
ew
i
nd
d i
r e c ti
on)
. Th
i
s c r e a t e sg
u st y
c o nd
i
ti
o n s a nd
a c
t
u al l
y
f
a ci l i
t at
e st
h
em
i
xi
ng
a ct
i
o n sw h
i
ch
c a nd
i
l
u t e c o n t am
i
n a n t s . L ay
e ri
ng
o c c u r s a td
i
f f
e r e n ta
l
ti
t ud
e s a nd
i
s ev i d
e n c ed
b y
si
t u a ti
on
sw h
e r eb
o th
w
i
nd
sp
e ed
a nd
w
i
nd
d i
r e c ti
o n v a ry
d
r a st
i
c al l y
w
i
th i
n a r ang
e of
af
ew
h
u nd
r ed
f
e et
.G
e n e r al l
y
,w
i
nd
v el
o ci
t
i
e si
n c r e a s e a s al
ti t
ud
ei
n c r e a s e s .D
.S t
ab i
l
i
t y
T
h
eb
u oy
a nt
s t ab
i
l
i
ty
of
th
e a tm
o sp h
e r ed
ep
e nd
s o nt h
e r el
at
i
o nb
e tw
e e nt h
e ad i
ab
a ti
cl
ap
s e r at
e(
t em p
e r a t u r ed
e c r e a s e of
d
ry
ai
rm
ov
i
ng
up w
a rd
)
a nd
t
h
e su r r ou nd
i
ng
ai
rl
ap
s e r a t e(
" a ct
u al
l
ap
s er a
t
e ")
(
G
l
oy n
a ,1 9
6 9
)
.I
f
t h
e ad i
ab
at
i
cl
ap
s e r at
er a t e , a c o n t
i
n u al
up
ri
si
ng
ef f
e c tw
i
l l
o c c u rc a u s
i
ng
u n s t ab l
e at m
o sp h
e ri
c c o nd i
t
i
o n s a nd
m
i
xi
ng
/
d
i
l
ut
i
o n ef f
e c t s o n c o n t am
i
n a n t s . If
t h
es
i
t u a ti
o ni
s r ev
e r s ed
(
ad
i
ab
a ti
c r a t el
e s st h
a na c t u a
l
)
th
en at m
o sp h
e r ei
s c a t eg
o ri
z ed
a s st
ab l
eh i n d
e ri
ng
ai
rm
a s s e sf
r om
cl i m b i
ng
, c r e a ti
ng
ac a
p p
i
ng
ef f
e c t ,f
um
i
g
a ti
o np l
um
e s(
p l
um
e sw h
i
ch
c a nc a r r
y
em
i
s si
o nt
og
r o u nd
l
ev
el
s)
a nd
p
ot
e nt
i
al
h
e al
th
h
a z a rd
s(
Ei
s e nb
ud
,1 9 8 7
)
,O t h
e rc
h
a r a ct
e ri
s ti
cp l
um
e sh
ap
e s s u ch
a sl
o op
i
ng
,c o n
i
ng
,f
a n ni
ng
, a nd
l
of t
i
ng
a r e c r e at
ed
b
y
-d
i
f f
e ri
ng
l
ap
s e r a t e c omb i
n a ti
o n sb
et w
e e n th
ea
d i
ab
at
i
c an
d
t h
e a ct
u al
. F o c u si
ng
o n a sm
al l
e rs c a
l
e ,i
t
i
s c o n c ep t
u al l y
i
m p
o rt
a nt
t
o r em
em
b
e rt
h
at
m
ol
e c ul
a rd i f f
u si
o ni
t
s el
f
w
i
l
l
al
s ot
e nd
t
os
p
r e ad
o ut
th
e c ont
am
i
n
a t e sb
u t u s u al l y
t o am
i
n
o re x t e n
t
.E .
S t
a ck
D
et
e rm
i
n a nt
sT
h
ef
ol l
ow
i
ng
f
a c t o r s s u mm
a ri
z e th
ep
ri
m
a ry
d
et
e rm
i
n a nt
si
nf l
u e n ci
ng
th
ef
at
e of
ch
em
i
c al
o rr a