Strukturaufklärung im Submikromolbereich : TRLFS-Untersuchungen zur Cm(III) Sorption an und zum Einbau in Calcit

Die Wechselwirkung von Cm(III) (9E-8 mol/L) mit einer Calcit Suspension (1 g/L) wurde mit Hilfe der zeitaufgelösten Laserfluoreszenzspektroskopie untersucht. Dabei konnte ein Cm(III)/Calcit Oberflächenkomplex nachgewiesen und charakterisiert werden. Das Maximum der Fluoreszenzemission dieser Curium Spezies liegt bei 607.5 nm und entspricht damit dem des Tetracarbonatokomplexes Cm(CO3)45- in Lösung. Während das freie Cm-Aquoion von 9 Wassermolekülen umgeben ist, läßt die für den Oberflächenkomplex ermittelte Fluoreszenzlebensdauer von 314 ± 6 ms auf ein Wassermolekül in der ersten Koordinationssphäre des Curiums schließen. Mit zunehmender Cm(III)/Calcit Kontaktzeit nimmt die Stärke des Signals mit einem Emissionsmaximum bei 607.5 nm sukzessive ab und ein sehr weit rot verschobenes Signal wird sichtbar. Die gemessene extreme Verschiebung zu einem Wert von 619 nm ist bisher einmalig und deutet auf eine starke Veränderung des Cm-Ligandenfeldes hin. Für diese Spezies wurde eine Fluoreszenzlebensdauer von 1302 ± 75 ms gemessen. Das entspricht dem theoretisch bestimmten Wert für wasserfreies Curium. Die ermittelte Fluoreszenzlebensdauer und die starke Verschiebung des Cm-Spektrums mit der Dauer der Kontaktzeit ist der spektroskopische Beweis für den Einbau des Curiums in das Calcitgitter.

Lecture (Conference): GDCh Jahrestagung der Fachgruppe Nuklearchemie 2001 in Würzburg, Sept. 2001 (submitted)