Abteilung für Molekulare Strukturen
Methoden und Forschungsgebiete
Synchrotron-Methoden zu Erforschung der Nahordnung, Oxidationstufe und dem Bindungsverhalten von Actiniden, unter Verwendung dieser Methoden:
- EXAFS: Röntgenabsorptionsspektroskopie zur Aufklärung der Nahordnung eines spezifischen Elements, d.h. der Anzahl, des radialen Abstandes und der Elementart der Atome in der Koordinationsschale und den folgenden Schalen bis ca. 5 Å Abstand.
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HERFD-XANES: Hoch-aufgelöste zur Aufklärung von Oxidationsstufen
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XES and RIXS: Röntgenemissionsspektroskopie und sogenannte "resonant inelastic X-ray spectroscopy" zur Aufklärung des Bindungscharakters (kovalent <-> ionisch)
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P-XRD: Pulver-Diffraktometrie mit wesentlich höherer Aufloesung oder höherer Geschwindigkeit (in-situ und in-operando Studien) im Vergleich zu Laborquellen.
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SX-XRD: Einkristall-Diffraktion
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Oberflächen-sensitive Techniken wie CTR (crystal truncation rods) und RAXR (resonant anomalous X-ray reflectivity)
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EXAFS, HERFD-XANES, XES und RIXS sind nicht beschränkt auf kristalline Festphasen, sondern können auf einen weiten Bereich von Proben angewendet werden, um z. B. die wässrige Speziierung, die Komplexierung mit anorganischen (Chlorid, Sulfat, Nitrat,...) wie organischen Liganden (Acetat, Huminsaeuren,..), die Interaktion mit Bakterien und Pflanzen, oder die Sorption an Mineral- und Gesteinsoberflaechen zu untersuchen.
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Wegen der grossen Penetrationstiefe der verwendetetn harten Röntgenstrahlung können die Methoden eingesetzt werden, um chemische Reaktionen in situ/ in operando zu untersuchen, z. B. bei sehr niedrigen oder hohen Temperaturen, unter spezifischen Atmosphären oder mit elektrochemischen Potenzial.
Neuste Publikation
Grazing incidence synchrotron radiation diffraction studies on irradiated Ce-doped and pristine Y-stabilized ZrO2 at the Rossendorf Beamline
Svitlyk, V.; Braga Ferreira Dos Santos, L.; Niessen, J.; Gilson, S.; Marquardt, J.; Findeisen, S.; Richter, S.; Akhmadaliev, S.; Huittinen, N. M.; Hennig, C.
Ce-doped yttria-stabilized zirconia (YSZ) and pure YSZ phases were subjected to irradiation with 14 MeV Au ions. The irradiation studies were performed to simulate long-term structural and microstructural damage due to self-irradiation in YSZ phases hosting alpha-active radioactive species. It was found that both the Ce-doped YSZ and YSZ phases were rather tolerant to irradiation at high ion fluences and the bulk crystallinity was well preserved. Nevertheless, local microstrain increased in all the studied compounds after the irradiation, with the Ce-doped phases being less affected than pure YSZ. Doping with cerium ions increased the microstructural stability of YSZ phases through a possible reduction in the mobility of oxygen atoms, which limits the formation of structural defects. Doping of YSZ with tetravalent actinide elements is expected to have a similar effect. Thus, YSZ phases are promising for the safe long-term storage of radioactive elements. Using synchrotron radiation diffraction, measurements of the thin irradiated layers of the Ce-YSZ and YSZ samples were performed in grazing incidence (GI) mode. A corresponding module for measurements in GI mode was developed at ROBL and relevant technical details of sample alignment and data collection are also presented.
Verknüpfte Publikationen
- DOI: 10.17815/jlsrf-3-159 is cited by this (Id 37717) publication
- DOI: 10.1107/S1600577520014265 is cited by this (Id 37717) publication
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Journal of Synchrotron Radiation 31(2024)2, 355-362
DOI: 10.1107/S1600577524000304
Alle Publikationen
Equipment
Die Experimente werden an der Rossendorf Beamline (BM20-ROBL), an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, Frankreich, durchgeführt.
Das Team
Die meisten von uns sind permanent an der ESRF in Grenoble.
Leitung | |||||
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
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Prof. Dr. Kristina Kvashnina | ROBL/21.6.01 | +33 476 88 2367 | k.kvashnina@hzdr.de | ||
Mitarbeiter | |||||
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |||
Dr. Lucia Amidani | ROBL/14.1.04 | +33 476 88 1982 | l.amidanihzdr.de | ||
Dr. Nils Baumann | ROBL/21.6.03 | +33 476 88 2849 | n.baumannhzdr.de | ||
Jörg Exner | ROBL/BM20 | +33 476 88 2372 | |||
Dr. Christoph Hennig | ROBL/21.6.02a | +33 476 88 2005 | |||
Dr. Damien Prieur | ROBL/21.6.04 | +33 476 88 2849 | d.prieurhzdr.de | ||
Dr. André Roßberg | 801/P316 | 2758 | |||
Thomas Zimmermann | 801/P254 | 3487 | t.zimmermannhzdr.de |