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Porträt Prof. Dr. Kvashnina, Kristina; FWOS

Prof. Dr. Kristina Kvashnina

Head of Department "Molecular Structures"
Responsible for the BM20 (ROBL) beamline at ESRF

Tel.: +33 476 88 2367

Abteilung für Molekulare Strukturen

Methoden und Forschungsgebiete

Molecular Structures Uranyl ©Copyright: Dr. habil. Scheinost, Andreas

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.

  • HERFD-XANES: Hoch-aufgelöste zur Aufklärung von Oxidationsstufen

  • XES and RIXS: Röntgenemissionsspektroskopie und sogenannte "resonant inelastic X-ray spectroscopy" zur Aufklärung des Bindungscharakters (kovalent <-> ionisch)

  • P-XRD: Pulver-Diffraktometrie mit wesentlich höherer Auflösung oder höherer Geschwindigkeit (in-situ und in-operando Studien) im Vergleich zu Laborquellen.

  • SX-XRD: Einkristall-Diffraktion

  • Oberflächen-sensitive Techniken wie CTR (crystal truncation rods) und RAXR (resonant anomalous X-ray reflectivity)

  • 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.

  • 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.

Equipment

Die Experimente werden an der Rossendorf Beamline (BM20-ROBL), an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, Frankreich, durchgeführt.

Neuste Publikation

State-of-the-Art report on the understanding of radionuclide retention and transport in clay and crystalline rocks

Maes, N.; Churakov, S.; Glaus, M.; Baeyens, B.; Fernandez Marques, M.; Dähn, R.; Grangeon, S.; Tournassat, C.; Geckeis, H.; Brandt, F.; Poonoosamy, J.; Hoving, A.; Havlova, V.; Scheinost, A.; Fischer, C.; Noseck, U.; Britz, S.; Siitari-Kauppi, M.; Fabritius, O.; Missana, T.; Charlet, L.

Abstract

After isolation of radioactive waste in deep geological formations, radionuclides can enter to the biosphere by slow migration through engineered barriers and host rocks. This process typically takes many thousands to hundreds of thousands of years. The rate of transfer to the biosphere depends on the distance from the repository, dominant transport mechanism (diffusion vs advection), and the interaction of the dissolved radionuclides with minerals present in the host rock and engineered barrier systems.
Within the framework of the European Union’s Horizon 2020 EURAD project (https://www.ejp-eurad.eu/), a series of state of the art reports have been drafted which form the basis of a series of papers. This state-of-the-art paper aims at providing a comprehensive overview of the current understanding of the underlying processes contributing to the radionuclide retention and migration in clay and crystalline host rocks. For each process, a brief theoretical background is provided together with current methodologies used to study these processes as well as references to key data.
Thanks to the innovative research on retention and migration and the extensive knowledge collected for some decades, the process understanding and insights are continuously improving, prompting to adapt and refine conceptual descriptions towards safety assessments. Nevertheless there remain important research questions to be investigated in the future which are enlisted at the end of the manuscript.

Keywords: Nuclear Waste; Geological disposal; radionuclide migration; diffusion; retention; sorption; redox chemistry; clay host rock; crystalline host rock

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-38978

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NameGeb./Raum+49 351 260Email
Prof. Dr. Kristina KvashninaROBL/21.6.04+33 476 88 2367

Mitarbeiter

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Dr. Lucia AmidaniROBL/14.1.04+33 476 88 1982
Dr. Nils BaumannROBL/21.6.03+33 476 88 2849
Dr. Elena BazarkinaROBL/14.1.01+33 476 88 4578
Clara Lisa E SilvaROBL/14.1.04+33 476 88 2044
Jörg ExnerROBL/BM20+33 476 88 2372
Dr. Christoph HennigROBL/21.6.02a+33 476 88 2005
Dr. Eleanor Sophia Lawrence Bright+33 476 88 2462
Dr. Damien PrieurROBL/21.6.03+33 476 88 2463
Dr. André Roßberg801/P3162758
Anne Thielena.thielenAthzdr.de