Einbau von Radionukliden in Karbonate

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Winkler, seit 8/2019
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329533706

Für eine Modellierung von Prozessen in nuklearen Endlagern in SO4-armen Tonen muß man verstehen, in welchem Umfang Radionuklide in Karbonate eingebaut werden. Dieser Einbau wird durch die strukturellen und thermodynamischen Eigenschaften von Karbonatmischkristallen bestimmt. Hier soll der Einbau von Europium (als Proxy für Am3+ und Cm3+) sowie Radium mit Hilfe von experimentellen und Modelluntersuchungen verstanden werden. Zentral für das Projekt ist unsere Arbeitshypothese, daß Doppelkarbonate aufgrund ihrer strukturellen Flexibilität besonders für die Aufnahme von Radionukliden geeignet sind. Wir werden rekristallisationsversuche mit Radium und Europium durchführen und die Produkte mit zueinander komplementären spektroskopischen Methoden (einschließlich Raman, CARS, TRLFS, FTIR) und Röntgenbeugung charakterisieren. Wir werden unseren skalenübergreifenden Modellansatz, bei dem Wechselwirkungsparameter mit DFT-Rechnungen bestimmt werden, die dann in Monte Carlo Simulationen zur Bestimmung thermodynamischer Größen eingesetzt werden, weiterentwickeln und anpassen. Gibbsche Energieminimierungen werden dann zum Verständnis der Gleichgewichte von Lösungen mit festen Phasen eingesetzt. Das Projekt wird nicht nur dazu dienen, die Rollen von Doppelkarbonaten in Endlagern zu bestimmen, sondern wird auch grundsätzliche Aussagen zum Einbau von Radium und Aktiniden in Karbonate auf der atomaren Längenskale ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Victor Vinograd, bis 8/2019