Korrelative Spektroskopie von f-Elementen im Kristallin

Promotionsstudent:

Raj Sarkar

Betreuer:

Dr. Harald Foerstendorf, PD Dr. Moritz Schmidt (HZDR)

Abteilung:

Thermodynamik der Aktiniden

Zeitraum:

10/2024-09/2027

Beschreibung:

Ziel der Arbeit ist es, für die dreiwertigen f-Elemente Cm(III), Am(III), Eu(III) (letzteres wird als chemisches Analogon verwendet) Oberflächen- und Lösungskomplexe, lokale Ausfällungen und Inkorporationen unter variierenden geochemischen Bedingungen direkt an reinen Mineralen und an Kristallin-Gesteinen zu identifizieren und charakterisieren.

Zur Identifizierung der Reaktionen an der Feststoff-Flüssigkeitsgrenze dienen spektroskopische Methoden wie z. B. zeitaufgelöste laser-induzierte Fluoreszenz­spektroskopie (TRLFS) in Verbindung mit Kraftfeld- (AFM), Raman- oder Raster­elektronen­mikroskopie - Energiedispersive Röntgenspektroskopie (REM-EDX), ebenso wie Autoradiographie und Sorptionsbatchversuche. Für die Versuche werden geochemische Randbedingungen mit Werten für pH, Ionenstärke, Liganden- und/oder Metall-Konzentration definiert, welche relevant sind für potentielle Endlagerstandorte.

Die konkret bestimmten Reaktionen und thermodynamischen Daten leisten wertvolle Beiträge zum Verständnis der Rückhalteprozesse im Wirtsgestein, welche wiederum eine wichtige Rolle bei der Bewertung der Radionuklidmigration im Rahmen eines Langzeitsicherheitsnachweises spielen.

Die Arbeit ist Teil des Verbundprojekts "SPIEG3L" (Räumlich aufgelöste Spektroskopien zur Identifizierung von Grenzflächenprozessen und Spezies 3-wertiger Lanthaniden und Actiniden), welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 02NUK089B gefördert wird.