Kontakt

Porträt Prof. Dr. Brendler, Vinzenz; FWOA

Prof. Dr. Vinzenz Brendler

Abtei­lungs­leiter
Thermo­dynamik der Actiniden
v.brendler@hzdr.de
Tel.: +49 351 260 2430

Abteilung Thermodynamik der Aktiniden


Forschung

Die Forschungsthemen der Abteilung Thermodynamik der Aktiniden innerhalb des Instituts für Ressourcenökologie gruppieren sich um die Bestimmung thermodynamischer (und kinetischer) Parameter, deren Auswertung, Aufbereitung, Speicherung in entsprechenden Datenbanken und Nutzung für die geochemische Modellierung. Aus chemischer Sicht liegt der Schwerpunkt auf Schwermetallkontaminationen, insbesondere auf langlebigen Radionukliden. Ihr Verbleib in der Umwelt, einschließlich der Migration und des Eintritts in die Nahrungskette, ist von herausragender gesellschaftlicher Bedeutung. Entsprechende Vorsorge-, Entgiftungs-, Abtrennungs- und Sanierungsmaßnahmen müssen auf der Grundlage eines mechanistischen Verständnisses aller relevanten physikalisch-chemischen Prozesse konzipiert werden. Dies wiederum ermöglicht eine realistische, d.h. präzise und robuste Vorhersage ihrer Ausbreitung in der Geo- und Biosphäre und des damit verbundenen Risikos für die menschliche Gesundheit.

Während die Thermodynamik aquatischer Spezies meist recht gut verstanden ist, sieht es bei Oberflächenprozessen wie Oberflächenkomplexierung, Ionenaustausch, Mineralumwandlung und Oberflächenausfällung anders aus - sie alle gelten jedoch als wichtige Rückhaltemechanismen in komplexen Umweltsystemen. Bei den festen Phasen befasst sich unsere Forschung vor allem mit den Mineralen, die in den meisten Gesteinen und Böden vorherrschen. Prominente Beispiele sind die gesteinsbildenden Bestandteile von kristallinen Gesteinen wie Quarz, Feldspat und Glimmer oder Alumosilikate wie Kaolinit, Illit oder Montmorillonit. Interessante eher technologische Systeme sind Eisenminerale und zementartige Verbindungen.

Basierend auf eigenen Untersuchungen, aber auch stark eingebettet in die Forschungsthemen anderer Abteilungen (namentlich Grenzflächenprozesse, Chemie der f-Elemente, Molekulare Strukturen und Biogeochemie) wird mit der Identifizierung von (Oberflächen-)Spezies und der Entwicklung von Molekülmodellen die Grundlage für realistische Speziessätze und deren Reaktionsgleichungen gelegt - üblicherweise als Modellentwicklung bezeichnet. In einem zweiten Schritt werden Bildungskonstanten und andere thermodynamische Parameter durch Versuchsreihen unter variierenden Randbedingungen wie pH-Wert, Redoxpotential, Ionenstärke, Temperatur oder CO2-Partialdruck bestimmt. Dies ermöglicht die Parametrisierung der zuvor abgeleiteten Modelle. Spezies, Reaktionen und Parameter unterstützen dann die Zusammenstellung entsprechender geochemischer Datenbanken, die für die Beurteilung des makroskopischen Migrationsverhaltens der langlebigen Radionuklide benötigt werden. Die entsprechenden Codes werden gemeinsam mit der Abteilung Reaktiver Transport genutzt, deren Team auch viele Aspekte der Oberflächencharakterisierung bereitstellt, die für unsere eigene Modellentwicklung benötigt werden. Ein weiteres übergeordnetes Ziel ist ein abgestufter Ansatz zur Skalierung von der Nano- auf die Makroskala, um die Distanz zwischen atomistischen Untersuchungen und der großmaßstäblichen Prognostik zu überbrücken, die z. B. bei der Risikobewertung von Endlagern für nukleare Abfälle erforderlich ist und Entfernungen von mehreren km über einen Zeitraum von bis zu einer Million Jahren abdeckt.

Die aktuellen Forschungsschwerpunkte unserer Abteilung lassen sich wie folgt zusammenfassen:


Mitarbeiter

Thermodynamik der Actiniden

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Prof. Dr. Vinzenz Brendler801/P2502430
v.brendler@hzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Dinara Abbasova801/P1533373
d.abbasovaAthzdr.de
Dr. Frank Bok801/P2023551
f.bok@hzdr.de
Dr. Jerome Kretzschmar801/P2073136
j.kretzschmarAthzdr.de
Dr. Solveig Pospiech801/P2052011
s.pospiechAthzdr.de
Dr. Anke Richter801/P2022426
anke.richterAthzdr.de
Dr. Katja Schmeide801/P2082436
2513
k.schmeideAthzdr.de
Salim Shams Aldin Azzam801/P3482386
s.shamsAthzdr.de
Susanne Zechel801/P3523328
s.zechelAthzdr.de

Analytik

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Harald Foerstendorf801/P2513664
2504
h.foerstendorfAthzdr.de

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Sabrina Beutner801/P2032429
2528
s.beutnerAthzdr.de
Dominik Goldbach801/P2033198
d.goldbachAthzdr.de
Karsten Heim801/P2012434
2504
k.heimAthzdr.de
Sylvia Schöne801/P2033198
2526
s.schoene@hzdr.de, s.guertlerAthzdr.de


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Prof. Dr. Vinzenz Brendler

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Thermo­dynamik der Actiniden
v.brendler@hzdr.de
Tel.: +49 351 260 2430