Diplom- & Masterarbeits-Projekte

Interaktion von Eu³⁺ und Cm³⁺ mit Zircaloy und dessen Korrosionsprodukt ZrO₂

ZrO₂ ist eine sehr interessante Matrix im Hinblick auf die Wechselwirkung von abgebranntem Kernbrennstoff mit technischen Barrieren im Falle eines Wassereinbruchs. Zirkaloy, eine Legierung, die überwiegend auf Zirkonium basiert, wird als Hüllmaterial für Brennstäbe verwendet und stellt somit eine der ersten technischen Barrieren dar, wenn es um die Immobilisierung von radiotoxischen Nukliden wie z.B. den Minoren Aktiniden Pu und Cm geht. Während des Betriebs in einem Kernkraftwerk bildet die Legierung an der Oberfläche eine Oxidschicht, ZrO₂. Mein Ziel ist es, die Wechselwirkung von Eu³⁺ und Cm³⁺ als Vertreter für die Lanthaniden und Aktiniden in der Oxidationsstufe +3 zu untersuchen, da sie große Lumineszenzeigenschaften mit Zirkonium(IV)-Oxid haben. Der ehemalige Doktorand Manuel Eibl untersuchte verschiedene Konzentrationseffekte auf die Kristallstruktur von ZrO₂. Ich möchte mit meinen Proben Endlagerbedingungen simulieren, indem ich sie über einen längeren Zeitraum bei leicht erhöhten Temperaturen behandle. Außerdem möchte ich den Mechanismus der Einlagerung durch verschiedene Experimente analysieren. Schließlich möchte ich die gleichen experimentellen Bedingungen auf das eigentliche Material Zircaloy anwenden, um zu sehen, ob die Ergebnisse der reinen ZrO₂-Experimente mit der endgültigen Anwendung übereinstimmen.