Radiation and radioactivity on earth and beyond

Cover......Page 1
Title Page......Page 2
Copyright Page......Page 3
Preface......Page 6
Authors......Page 10
Table of Contents......Page 12
 The Penetrating Invisible Radiation......Page 22
 Radioactivity and the Curies......Page 24
 Fitting Radioelements and Isotopes into Mendeleev's Periodic Table......Page 26
 Radioactivity and Physics......Page 29
 Artificial Radioactivity and the Joliot-Curie Team......Page 30
 Uranium Fission......Page 31
 The Consequences of Uranium Fission: Nuclear Power......Page 34
 Completion and Extension of the Periodic Table of the Elements......Page 37
 Omnipresence of Radioactivity and Some Implications......Page 40
 Uses and Misuses of Radioelements and Radiations......Page 42
 Radiation Protection Regulations......Page 45
 Nuclear Power for Electricity......Page 46
 Nuclear Weapons......Page 47
 Further Reading......Page 49
 Annex......Page 51
 A Primer of Radioactivity......Page 54
  The Atom......Page 56
  Inside the Atom......Page 57
  Inside the Nucleus......Page 58
  Isotopes......Page 59
  Mass and Energy......Page 60
  The Forces......Page 61
  The Elementary Constituents......Page 64
  Experimental Approaches......Page 67
 Unstable Nuclei and Radioactivity......Page 70
  Modes of Radioactive Decay......Page 72
  Gamma Rays......Page 74
  Probability of Radioactive Decay......Page 75
  Radioactive Equilibrium......Page 77
  Radiocarbon Dating......Page 78
  Other Activities Induced by Cosmic Rays......Page 80
 Isotopic Anomalies and Extinct Radionuclides......Page 81
 Radiogenic Heat......Page 83
 Further Reading......Page 85
 Nature and Energies......Page 88
  Electromagnetic Radiations......Page 89
  Charged Particles......Page 91
  Neutrons......Page 92
  Degradation and Deposit of Energy......Page 93
  Penetrating Power......Page 95
  Detection......Page 96
  Dosimetry......Page 98
  Imaging and Gauging......Page 99
 Chemical Action......Page 101
  Radiolysis of Liquid Water......Page 102
  Radiation Chemical Yields......Page 104
  Spatial Distribution of Events......Page 105
  Ice......Page 106
  Free Radicals......Page 108
  Radiation Processing......Page 110
 Biological Action......Page 111
  Biochemical Molecules......Page 112
  The Cellular Level......Page 113
  The Human Body......Page 114
  Risks......Page 117
  Radiation Sterilization......Page 118
 Large Sources......Page 120
 Further Reading......Page 122
  Nuclear Reactions......Page 126
  Nuclear Fission......Page 130
 The Machinery......Page 132
  Nuclear Recoil......Page 134
  Hot Atoms in Nature......Page 137
  Applied Hot Atom Chemistry......Page 139
 Beta Decay......Page 140
 Electron Capture and Internal Conversion......Page 142
 Dependence of Nuclear Processes on the Chemical Environment......Page 143
 Further Reading......Page 145
 A Look Beyond the Earth......Page 148
 The Expanding Universe and Fossil Radiation......Page 150
  Observations......Page 151
  The Beginning......Page 152
  Forces and Elementary Particles......Page 153
  Nuclei of Deuterium and Helium......Page 154
  The First Atoms and Molecules......Page 155
  Helium......Page 156
  Carbon......Page 158
  Beyond Iron: Reactions with Neutrons......Page 159
 Nucleosyntheses in Supernova Explosions......Page 160
 Cosmic Rays......Page 163
  Primary Cosmic Radiations......Page 164
  Secondary Cosmic Radiation......Page 166
 Antimatter......Page 167
  In the Universe......Page 168
  Artificial......Page 169
 Dark Matter......Page 170
 Further Reading......Page 172
  Space......Page 174
  Gas......Page 175
  Dust......Page 177
  Relics of Presolar Nebula......Page 181
  “Dirty Ice Ball”......Page 184
  The First Close Encounter with a Comet......Page 186
  Bathing in Ionizing Radiation......Page 188
  Extent of Chemical Alterations......Page 190
  Chemical and Physical Implications......Page 191
  Evolutionary Implications......Page 192
  Lumps of Rock and Metal......Page 193
  Composition......Page 194
  Age of Meteorites......Page 196
  Dating Events in the Solar System......Page 198
 Further Reading......Page 199
 Far into the Past......Page 202
  The Planet’s Birth......Page 203
 Atmosphere and Crust......Page 204
  Radiogenic Heat......Page 206
 The Phenomenon of OkLO......Page 208
  Discovery......Page 209
  Chain Fission in Uranium Ore Deposits......Page 210
  Fossil Nuclear Reactors in OkLO......Page 212
 Nuclear Energy in the Earth's  Past......Page 214
  Uranium Accumulation......Page 215
  Constitution of a Typical Natural Nuclear Reactor......Page 216
  Mixed Radiation and Dosimetry......Page 217
  How Many Reactors?......Page 218
 Chemical and Early Biochemical Evolutions......Page 220
  The Beginnings......Page 221
  Ionizing Radiation as an Energy Source......Page 222
 Further Reading......Page 224
  Primordial Radionuclides......Page 228
  Uranium......Page 230
  Radium and Radon......Page 231
  40K......Page 232
  Cosmogenic Radionuclides......Page 233
 Radiation of Extraterrestrial Origin......Page 234
 Man-Made Radioactive Substances......Page 235
  Radionuclides in Nuclear Power Plants......Page 236
  The Tailor-Made Radionuclides and Labeled Compounds......Page 238
 Some Unique Things Radioactive Isotopes Can Do......Page 239
  Specific Irradiation......Page 240
  Tracing......Page 241
  Radioimmunoassay......Page 242
  Diagnostic Imaging......Page 243
  Activation Analysis......Page 245
  Omnipresent Radiation......Page 247
  An Example: Great Britain in the Mid-1980s......Page 248
  Individual Dose Exposures......Page 250
  Accidents......Page 252
  Principles......Page 254
  Instrumentation......Page 255
  Low-Level Radioactive Wastes......Page 256
 Further Reading......Page 258
  Chain Fission of 235U......Page 262
  Criticality......Page 263
  Nuclear Power Plants......Page 264
  Pressurized Water Reactors (PWR)......Page 265
  Boiling Water Reactors (BWR)......Page 267
  Reactor for Plutonium Production......Page 268
  Fast Breeders......Page 269
  Extraction......Page 271
  Enrichment......Page 272
  239Pu......Page 273
  Storage......Page 276
  Reprocessing......Page 278
 Radioactive Wastes and Nuclear Energy......Page 279
  Sources and Amounts......Page 280
  Storage and Disposal......Page 282
  The Search for Long-Term Solutions......Page 283
 Decommissioning of a Nuclear Power Plant......Page 285
  Possible Failures......Page 286
  Major Accidents......Page 288
  What Is Safe Enough?......Page 293
  The Fission Bomb......Page 295
  The Fusion Bomb......Page 296
  Other Uses......Page 297
  Explosives......Page 298
  Electricity......Page 299
 Further Reading......Page 301
  When the Fusion Reactor in the Sun Ceases......Page 304
  Cosmic Showers Due to a Supernova Explosion......Page 305
  Toward the End of the Universe......Page 306
  The Arms Race......Page 307
  A Megaton Nuclear Weapon......Page 309
  Massive Use: Direct Effects......Page 311
  Other Consequences......Page 314
  A Contemporary Outlook......Page 316
  Renewable Sources......Page 317
  Fossil Fuels......Page 319
 Energy From Nuclear Fission — A Reality......Page 321
  The Thermal Neutron Reactor......Page 322
  Inherent Safety......Page 324
  The Fast Neutron Reactor......Page 325
  Muon and Cold Nuclear Fusion......Page 327
  Plasma and High Temperature Fusion......Page 328
  The Break-Even Point......Page 329
  Laser Fusion......Page 330
  An Appealing Goal......Page 331
 Radiation and Man......Page 333
 Further Reading......Page 335
Glossary......Page 338
Index......Page 348