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Prof. Dr. Thorsten Stumpf
Director Institute of Resource Ecology
t.stumpf@hzdr.de
Phone: +49 351 260 - 3210
Fax: +49 351 260 - 3553

Institut für Ressourcenökologie


Forschungsthemen

Das IRE betreibt Grundlagen- und angewandte Forschung zum Schutz von Mensch und Umwelt vor technischen Risiken bei der Energie- und Rohstoffgewinnung. Ziel ist es, die Risiken aus dem Kernbrennstoffkreislauf, der Energieerzeugung in Kernkraftwerken und der Entsorgung nuklearer Abfälle zu minimieren. Darüber hinaus befasst sich unsere Forschung mit der Verbesserung der Sicherheit, Effizienz und Umweltverträglichkeit nichtnuklearer technischer Prozesse. Die entsprechenden Themen sind Bestandteil von zwei Programmen im Forschungsbereich "Energie" der Helmholtz-Gemeinschaft.

Nuclear Waste Management and Safety

Programm: Nukleare Entsorgung, Sicherheits- und Strahlenforschung

Entsorgung nuklearer Abfälle.
Die Verhinderung des Übergangs von Radionukliden wie Uran, Americium, Neptunium, Plutonium und Curium sowie Technetium von der Geo- zur Biosphäre erfordert Kenntnisse über ihre Mobilität in der Umwelt und über ihr (radio-)ökologisches Verhalten. Das Verstehen und Modellieren dieser Prozesse auf ihren intrinsisch sehr unterschiedlichen Skalen ist eine anspruchsvolle und hoch interdisziplinäre Aufgabe, die Geowissenschaften, Chemie und Mikrobiologie miteinander verbindet.

Die Ergebnisse werden dazu beitragen, biochemisch und radiochemisch fundierte Risikobewertungsverfahren zu entwickeln, Sanierungsmaßnahmen in den vom Uranbergbau betroffenen Gebieten durchzuführen und die langfristige Sicherheit der Endlagerstätten für nukleare Abfälle in geologischen Formationen zu bewerten.

Das HZDR hat zusammen mit anderen führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Endlagerforschung in Deutschland die Deutsche Gesellschaft für Endlagerforschung (DAEF) gegründet. Sie beabsichtigt, einen Beitrag zur Endlagerung nuklearer Abfälle zu leisten und die entsprechenden Forschungsarbeiten effizient zu koordinieren.

Entsprechend sind die Forschungsaktivitäten in diesem Thema in den beiden Themenbereichen zusammengefasst:

  • Langlebige Radionuklide in Endlagerstätten
    Charakterisierung der wichtigsten Oberflächenreaktionen und Spezies, die die Sorption von Aktiniden und Radionukliden auf Biofilme, Mineralien- und Gesteinsflächen, Böden und Kolloide regeln, einschließlich der Modellierung ihrer Speziation und Migration.
  • Langlebige Radionuklide in Biosystemen
    Untersuchung der biochemischen Wechselwirkungen von Radionukliden, insbesondere Aktiniden mit Bakterien, Archaeen, Pilzen und Pflanzen; Untersuchung der Wechselwirkungen von Radionukliden mit dominanten Mikroorganismen, die aus potentiellen Wirtsgesteinen und Barrierematerialien nuklearer Abfalldeponien stammen, einschließlich der Speziation von Aktiniden in prokaryontischen Mikroorganismen und einzelligen eukaryontischen Organismen.
Reactor Safety

Reaktorsicherheit.
Strategisches Ziel dieses Programmschwerpunktes ist die Erforschung der Sicherheitsaspekte von derzeit in Betrieb befindlichen Kernreaktoren und neuen Reaktortypen, die in den Nachbarländern entwickelt werden. Es umfasst die Entwicklung von Methoden zur Analyse von Transienten und postulierten Unfällen, die Untersuchung von Alterungsphänomenen in Werkstoffen und Integrität von Bauteilen sowie sicherheitsrelevante Aspekte im Zusammenhang mit der thermischen Fluiddynamik von Kühlwasser oder flüssigen Metallströmen.

Die Arbeit wird im folgenden Thema durchgeführt:

  • Sicherheit von Kernreaktoren
    Entwicklung und Anwendung von Methoden der Reaktorphysik und gekoppelten Neutronenkinetik / Thermohydraulik zur Sicherheitsanalyse von Kernreaktoren;
    Untersuchung von Alterungsphänomenen in Strukturmaterialien im Zusammenhang mit schneller Neutronenbestrahlung;
    Untersuchung schwerer Unfälle in Kernreaktoren und Bewertung, Optimierung und Entwicklung von Notfallmanagementverfahren.

Resource Technology

Programm: Energieeffizienz, Materialien und Ressourcen

Ressourcen-Technologie.
Die Forschung in diesem Themenbereich konzentriert sich auf die Beschreibung der umweltrelevanten Effekte auf der Grundlage der Prozesstechnologien der Wertstoffrückgewinnung. Unsere Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die Mobilität jener Elemente in der Umwelt, die bei Prozessen entlang der rohen mineralischen und rohmetallhaltigen Rohstoffkette freigesetzt werden. Hier konzentrieren wir uns auf das Forschungsthema:

  • Partikelvermittelter Transport in Geosystemen:
    Quantifizierung von partikelvermitteltem Transport und Elementmobilität in geologischen Medien mittels Radiotracer-Anwendungen; Verbesserung des Prozessverständnisses für Kosteneffizienz und Risikobewertungsstudien; Etablierung starker Forschungsbindungen mit anderen Aktivitäten im Themenbereich Ressourcentechnologien.

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