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Konrad Molodtsov
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Promotionsarbeiten


Ortsaufgelöste Speziation von Eu3+/Cm3+ an mehrphasigen Systemen mittels zeitaufgelöster Laserfluoreszenzspektroskopie (μTRLFS).


Promotionsstudent:
Konrad Zesewitz
Betreuer:
Prof. Dr. Thorsten Stumpf, Dr. Moritz Schmidt (HZDR)
Abteilung:
Grenzflächenprozesse
Zeitraum:
2/2016–1/2019


Granit ist ein mögliches Wirtsgestein, sowohl für bereits bestehende, als auch für zukünftige Endlager für hochradioaktiven Abfall. Bei einer Zeitskala von bis zu 106 Jahren ist jedoch davon auszugehen, dass es zu einem Wassereinbruch kommen wird und infolgedessen Radionuklide gelöst in Wasser durch das Wirtsgestein transportiert werden. Um die Auswirkungen dieses Szenarios besser verstehen zu können, ist es wichtig die Rückhaltemechanismen des Granits zu untersuchen. Bisherige Arbeiten beschränken sich jedoch auf die quantitative Analyse der Sorptionsprozesse. Qualitative Aussagen werden nur für die isolierten Einzelphasen des Granits getroffen.

Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der bereits vielfach verwendeten zeitaufgelösten laser-induzierten Fluoreszenzspektroskopie (TRLFS) um eine ortsaufgelöste Komponente (μTRLFS), welche eine separate Analyse jeder Phase und deren Spezies ermöglicht. Mithilfe der μTRLFS-Technik kann das Multiphasensystem Granit als Ganzes betrachtet werden um sowohl eine quantitative als auch qualitative Aussage über die vorhandenen Sorptions- und Inkorporationsspezies zu treffen. Dadurch ist es auch möglich zweidimensionale Sorptionskurven aufzunehmen und mögliche Einflüsse wie die Interaktion der Phasen untereinander, oder der Oberflächenbeschaffenheit auf die Rückhaltemechanismen zu untersuchen. Des Weiteren wird auch das Sorptionsverhalten der Einzelphasen des Granits untersucht und mit den μTRLFS-Ergebnissen verglichen. Mithilfe der ortsaufgelösten Röntgenfluoreszenzanalyse (μXRF) wird die Verteilung der untersuchten Radionuklide bzw. deren Homologe auf der Granitoberfläche verifiziert.

Darüber hinaus kommen sowohl Raman-Mikroskopie, Dünnschliffanalyse als auch energie-dispersive Röntgenspektroskopie am Rasterelektronenmikroskop zum Einsatz um die Phasen auf der Probe zu identifizieren, sodass eine Zuordnung der Spezies möglich ist.


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