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Maria Poetsch
Reactive Transport
m.poetschAthzdr.de

Promotionsarbeiten


Radiotraceruntersuchungen zum Einfluss der Salinität auf mobilitätsbestimmende Prozesse des diffusiven Transports von radiotoxischen Isotopen in organikhaltigen Tonsystemen

Pic Poetsch
Pic Poetsch 2

Promotionsstudent:
Maria Poetsch
Betreuer:
Dr. Holger Lippold (HZDR)
Abteilung:
Reaktiver Transport
Gutachter:
Prof. B.Kersting, Universität Leipzig


Konzeption:

Die ausgedehnten Unterkreidetonlagerstätten in Norddeutschland, die im Hinblick auf eine mögliche Endlagerung radioaktiver Stoffe untersuchungswürdig sind, zeichnen sich durch hochsaline Grund- und Porenwässer mit Ionenstärken bis zu 4 mol/l aus. Der aktuelle Kenntnisstand zu Sorption und Transport in Tonmatrizes ist jedoch auf Systeme mit moderaten Ionenstärken beschränkt, was auch in der schwierigen experimentellen und analytischen Handhabung hochsaliner Systeme begründet liegt. In Ermangelung von Datenmaterial und Prozessverständnis ist die Übertragbarkeit von niedrigen auf hohe Ionenstärken eine offene Fragestellung.

Für deren Bearbeitung ist der Einsatz von radioaktiven Tracern sehr vorteilhaft. Zum einen ist die Analytik äußerst nachweisstark und unempfindlich gegenüber hochsalinen Bedingungen, zum anderen ermöglicht die Methode der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) ortsaufgelöste Untersuchungen von Transportvorgängen in geologischen Probenkörpern. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf diffusiver Stoffausbreitung als dem einzig möglichen Transportprozess in intaktem Tongestein. Zu diesem Zweck sollen Systeme mit Salinitätsgradienten hergestellt werden. Orts- und zeitaufgelöste Transportuntersuchungen an derartigen Systemen wurden weltweit noch nicht durchgeführt und besitzen damit einen beachtlichen Eigenwert.

Grundsätzlich kann der Transport von Radionukliden durch Wechselwirkung mit mobilen (oder mobilisierbaren) organischen Bestandteilen von Tongestein erheblich beschleunigt werden. Inwiefern die mobilisierende Wirkung von Organika durch hohe Ionenstärken beeinträchtigt wird, soll in Batchversuchen im ternären System Radionuklid/Fulvinsäure/Ton ermittelt werden. Anhand der Datenreihen wird die Gültigkeit der Rekonstruktion eines solchen Systems gemäß des „Linear Additive Model“ überprüft, da dieses in Transportmodellen vorausgesetzt wird.

Die ermittelten Gleichgewichte werden weiterhin durch geeignete Oberflächenkomplexierungsmodelle (SCM) und Huminstoff spezifischen Bindungsmodellen (NICA-Donnan, Tipping VI) beschrieben.


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