Promotionsarbeiten

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Wechselwirkung eines tongesteinsrelevanten Mikroorganismus mit Uran und Europium

Stephan Hilpmann

Prof. Dr. Thorsten Stumpf, Dr. Andrea Cherkouk (HZDR)

Biogeochemie

01/2019–12/2021

Neben Steinsalz und Kristallingestein gelten Tongesteinsformationen als mögliche Wirtsgesteine für die Endlagerung hochradioaktiven Abfalls in tiefen geologischen Schichten in Deutschland. Dabei wird ein Multibarrierensystem bevorzugt, welches aus dem Container mit dem Abfall als technischer Barriere, dem Verfüllmaterial (z. B. Bentonit) als geotechnischer und dem Wirtsgestein als geologischer Barriere besteht. Dieses System zielt darauf ab, den radioaktiven Abfall von der Biosphäre zu isolieren.

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass Desulfosporosinus spp. sowohl in verschiedenen Tongesteinen, als auch in Bentonit vorkommen. Desulfosporosinus hippei DSM 8344 ist ein anaerober sulfatreduzierender Mikroorganismus, welcher in dieser Arbeit als phylogenetisch naher Verwandter genutzt wird, um dessen Wechselwirkungen mit Uran und anderen Actiniden näher zu untersuchen und einen möglichen Bioreduktionsprozess nachzuweisen. Dafür sollen verschiedene mikroskopische und spektroskopische Untersuchungsmethoden, wie beispielsweise TEM, XAS, TRLFS und UV/VIS, angewendet werden.

Als weiterer Punkt dieser Arbeit soll die Korrosion von Kupfer- und Stahl-Coupons untersucht werden. Dabei wird sowohl der Einfluss einzelner sulfatreduzierender Mikroorganismen, als auch die Auswirkungen verschiedener mikrobieller Gemeinschaften auf den Korrosions-prozess näher betrachtet. Im Zuge dessen sollen die Coupons vor und nach der Korrosion untersucht, Auflösungsraten bestimmt und verschiedene Charakterisierungsmethoden, wie beispielsweise die Raman-Spektroskopie und REM, angewendet werden.

Die Arbeit ist Teil des iCross-Projekts (Integrität von Endlagersystemen für radioaktive Abfälle – Skalenübergreifendes Systemverständnis und Systemanalyse), welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 02NUK053B und der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren unter dem Förderkennzeichen SO-093 gefördert wird.

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