Anionenkonkurrenz und -selektivität bei der Sorption von Radionukliden an Organotonen

• Applicant: Dr. Beate Riebe
• Subject Area: Soil Sciences
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5438662

Wegen ihrer vorteilhaften physikalischen und chemischen Eigenschaften sollen Tonminerale in geotechnischen Barrieren von radioaktiven Endlagern eingesetzt werden. Unter anderem trägt die hohe Kationenaustauschkapazität zur Rückhaltung kationischer Radionuklide im Fall von Leckagen der Abfallgebinde bei. Allerdings haben naturbelassene Tone nur eine sehr geringe Fähigkeit, Anionen festzuhalten, so dass für anionische Radionuklide, wie das sehr langlebige I-129 (Halbwertszeit: 15,7 Mio. Jahre), die geotechnische Barriere nahezu unwirksam ist. Durch Austausch der anorganischen Zwischenschichtkationen gegen bestimmte organische Kationen können Tonminerale jedoch so verändert werden, dass sie zusätzlich auch nennenswerte Mengen an Anionen sorbieren. Die Mechanismen der Anionensorption an diese so genannten Organotone sind noch nicht vollständig bekannt. Es fehlen daher auch Erklärungen für die beobachtete Anionen-Selektivität und für die gegenseitige Beeinflussung verschiedener Anionen untereinander. Die genaue Kenntnis dieser Prozesse ist jedoch von grundlegender Bedeutung für die Optimierung der Sorptionseigenschaften der Organotone, für die Begründung der Langzeitstabilität dieser Barriere und vor allem für die Gewährleistung ihrer Funktion, wenn Grundwasser oder sogar Salzlauge mit extrem hohen Konzentrationen von konkurrierenden Anionen in das Endlager eindringen sollte. Mit ausgewählten Organoton-Systemen und verschiedenen anionischen Radionukliden sollen die Anionen-Eintauschstärken in unterschiedlichen Gleichgewichtslösungen bestimmt werden. Die Ergebnisse sollen mit Hilfe charakteristischer Parameter der Organotone sowie der konkurrierenden Anionen unter Berücksichtigung der jeweiligen Wechselwirkungen interpretiert und systematisiert werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Dr. Claus Bunnenberg; Professor Dr. Rolf Michel