Analyse von aquatischen und sorbierten Actinidspezies mittels Abgeschwächte Totalreflexion (ATR) FT-IR Spektroskopie


Analyse von aquatischen und sorbierten Actinidspezies mittels Abgeschwächte Totalreflexion (ATR) FT-IR Spektroskopie

Gückel, K.; Foerstendorf, H.; Kruse, C.; Müller, K.

1. Motivation
Die Ausbreitung der Actinide in der Umwelt ist in den letzten Jahrzehnten verstärkt in den Fokus der Wissenschaft gerückt, da diese aufgrund ihrer Gewinnung und Wiederaufarbeitung im Zusammenhang mit der zivilen Nutzung der Kernkraft aber auch durch in der Vergangenheit durchgeführten Atomwaffentest sowie durch nukleare Unfälle zu weit verbreiteten Schadstoffen geworden sind.
Das Migrationsverhalten dieser Schwermetalle in Grundwassersystemen wird hauptsächlich von der aquatischen Speziation und von Sorptionsprozessen an der Mineral-Wasser-Grenzfläche bestimmt. Daher ist die Untersuchung der aquatischen Spezies sowie der Wechselwirkungen von Actiniden mit Metalloxiden, die als Modellsyteme für komplexe, natürliche Minerale in wässrigen Lösungen dienen, für die Sicherheitsbewertung von nuklearen Endlagern essentiell. Neben verschiedenen festen Phasen, wie Fe(OOH)x, TiO2, oder SiO2, sind Aluminiumoxide und –hydroxide von besonderem Interesse, da sie Hauptbestandteile von Ton und Tonmineralen sind, die als Wirtsgestein für nukleare Endlager in Frage kommen.

2. Aufgabe
Abgeschwächte Totalreflexion (ATR) FT-IR-Spektroskopie ist eine leistungsfähige Technik zur in-situ und zeitaufgelösten Untersuchung der Speziation und von Sorptionprozessen an der Mineral-Wasser-Grenzflächen bei geringen (µM) Actinylionenkonzentrationen. Die ATR FT IR ermöglicht die Untersu-chung von stark IR-absorbierenden oder optisch dichten Medien und gestattet somit die Analyse von wässrigen Proben.
In dieser Arbeit wird die Wechselwirkung von Uran und Neptunium mit mineralen Modellsystemen, die relevant für das Nah- und Fernfeld von Endlagern sind, in wässrigen Lösungen vorgestellt. Vorrangig konzentriert sich die Arbeit auf den Einfluss von ausgesuchten Anionen auf die Sorptionsprozesse von U und Np. Außerdem wurde die aquatische Speziation von Uran bei erhöhten Temperaturen bestimmt. Die ternären Systeme und der Einfluss der Temperatur auf die Speziation und Sorption wurden untersucht, um strukturelle Informa-tionen über die während der Sorption gebildeten Oberflächenkomplexe zu erhalten.

  • Poster
    7. Workshop RCA; Hürden und Fallstricke bei der Charakterisierung von Abfall-Gebinden, 10.-11.06.2013, Dresden, Deutschland

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-18576
Publ.-Id: 18576