Promotionsarbeiten

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Untersuchung der Mobilität von Uran(VI) im Tongestein bei erhöhter Salinität.

Katharina Fritsch
Prof. Dr. G. Bernhard, Dr. K. Schmeide (HZDR)
Grenzflächenprozesse

Als Wirtsgesteine für Endlager von radioaktiven Abfall werden neben Salzstöcken und kristallinem Gestein auch Tongesteine in Betracht gezogen. Infrage kommende Tongesteine befinden sich in Deutschland vor allem in Niedersachsen und Teilen von Sachsen-Anhalt und Mecklenburg-Vorpommern. In diesem Zusammenhang wird die Betrachtung der Mobilität von Uran, das ein bedeutender Bestandteil von radioaktivem Abfall ist, in Tongesteinen notwendig. Dabei muss auch der Einfluss von hohen Ionenstärken auf die Migration von Uran untersucht werden, da die Porenwässer von norddeutschem Tongestein hohe Salzgehalte aufweisen.

Aufbauend auf Untersuchungen in Vorgängerprojekten werden in dieser Arbeit Sorptions- und Diffusionsuntersuchungen von Uran(VI) an den Tonmineralen Illit und Montmorillonit und an natürlichem Opalinuston (gewonnen im Mont-Terri-Felslabor in der Schweiz) durchgeführt. Diese Versuche werden bei Ionenstärken von bis zu 3 mol/l erfolgen. Die Experimente an den Tonmineralen wird der pH-Wert im neutralen und basischen Bereich variiert, um pH-Abhängigkeiten beobachten zu können; bei den Versuchen am Opalinuston wird der pH bei 7,6 konstant gehalten. Als Hintergrundelektrolyte dienen NaCl, MgCl₂, CaCl₂ und natürliches Opalinuston-Porenwasser. Diese Versuche werden sowohl in Abwesenheit als auch in Anwesenheit von endlagerrelevanten organischen Liganden wie Huminsäuren durchgeführt, da diese die Mobilität von Uran durch Komplexierung beeinflussen können. Ausgewählte Versuche werden unter Variation der Temperatur (bis zu 60 °C) durchgeführt. Auch werden die Auswirkungen hoher Salzgehalte auf die Verwitterung der untersuchten Tongesteine und -Minerale betrachtet.

Teil des Verbundprojektes "Rückhaltung endlagerrelevanter Radionuklide im natürlichen Tongestein und in salinaren Systemen" (Projektpartner: Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Karlsruher Institut für Technologie, TU Dresden, TU München, Universität Heidelberg, Universität Potsdam, Universität des Saarlandes)