Mechanismen der hydrothermalen Alteration von Zirkonolith und Mineralen der Pyrochlorgruppe und ihre Abhängigkeit vom Grad des radioaktiven Strahlenschadens

• Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Geisler-Wierwille
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5429256

Zirkonolit und Minerale der Pyrochlorgruppe wurden als sichere Einbettungsmaterialien zur Entsorgung von hochradioaktivem Abfall (inkl. Waffenplutonium) vorgeschlagen. Ein Verständnis der hydrothermalen Alterationsmechanismen dieser Minerale ist wichtig, um die Mobilität der eingebauten Aktinide im Falle eines Kontakts der Abfallform mit wässrigen Lösungen vorherzusagen. Das beantragte Projekt wurde so konzipiert, dass die Stabilität von strahlengeschädigtem Zirkonolit und Mineralen der Pyrochlorgruppe gegenüber wässrigen Lösungen unter P-T-Bedingungen untersucht werden kann, sie sowohl in tiefen Bohrlöchern als auch in oberflächennahen Endlagern erwartet werden. Ziel ist es die Reaktionsmechanismen an der Grenzfläche FluidMineral unter verschiedenen physikalisch-chemischen Bedingungen sowie ihre Abhängigkeit vom Grad des Strahlenschadens, d.h. von den mikrostrukturellen Änderungen mit progressiver Selbstbestrahlung, zu untersuchen. Im zweiten Schritt soll dann die Kinetik der Alterationsprozesse bestimmt werden. Die Ergebnisse dieses Projekts werden die Basisdaten liefern, um die Langzeitstabilität einer potentiellen Abfallkeramik zu modellieren. Um diese Ziele zu erreichen, soll sowohl das Fluid als auch die Alteration am Festkörper mit verschiedensten Techniken (ICP-MS, TEM, IR und Mikro-Ramanspektroskopie, Röntgendiffraktometrie, SIMS-Ionen-Sonde sowie die Elektronenstrahl-Mikrosonde) untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Andrew Putnis