Kontakt

Porträt Prof. Dr. Kvashnina, Kristina; FWOS

Prof. Dr. Kristina Kvashnina

Head of the Synchrotron Science Department
Responsible for the BM20 (ROBL) beamline at ESRF
k.kvashnina@hzdr.de
Tel.: +33 476 88 2367

Abteilung für Synchrotronstrahlungsbasierte Forschung

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

Structural and microstructural characterisation of Fission Product phases in MOX nuclear fuel

Caprani, R.; Martin, P.; Prieur, D.; Martinez, J.; Lebreton, F.; Bazarkina, E. F.; Kvashnina, K.; Menut, D.; Alibert, M.; Lecoq, S.; Clavier, N.

Abstract

In the context of spent fuel recycling and valorisation of plutonium, (U,Pu)O2 Mixed Oxides (MOX) have been developed to be used in several French PWR. They also stand as a leading best candidate for some GEN IV reactor concepts, such as Sodium-cooled Fast Reactors (SFR). One of the critical challenges of the nuclear industry is the mastery of the nuclear fuel cycle, and specifically the plutonium multi-recycling. In order to achieve this goal, of the utmost importance is the understanding of the secondary phases that are created as a by-product of irradiation. In this work, (U,Pu)O2 have been doped with 11 stable fission products (FP) (Sr, Y, La, Nd, Ce, Zr, Mo, Pd, Rh, Ru, Ba) to reproduce the FP based-precipitates existing in the real spent fuel. Both structural and microstructural properties of these secondary phases were characterized by coupling SEM-EDS, EPMA, and synchrotron techniques such as XAS and SP-XRD. XAS, SP-XRD and SEM-EDS highlighted the relation between the partial segregation among metallic FP (Mo, Pd, Rh, Ru) and the exhibited crystallographic structures, as well as the speciation shift of several FP induced by the addition of Ba in the system. Therefore, the synthesized SIMMOX samples present secondary phases representative of irradiated MOX and can therefore be used as an effective model material to safely study spent nuclear fuel.

Beteiligte Forschungsanlagen

Verknüpfte Publikationen

  • Open Access Logo Inorganic Chemistry (2026)

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-41498

Mehr Publikationen

Team

Leitung

NameGeb./Raum+49 351 260Email
Prof. Dr. Kristina KvashninaROBL/21.6.04+33 476 88 2367
k.kvashnina@hzdr.de

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
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
Dr. Sami Juhani Vasalas.vasalaAthzdr.de