Das Projekt "Radiooekologie des Jods; 1. Entwicklung einer Messmethode fuer Jod-129, 2. Untersuchung der chemischen Formen des Jods in Luft, 3. Untersuchungen ueber die Deponierung von Jod an Blattgemuese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Zentrale Technisch-Wissenschaftliche Betriebseinheit, Radiochemie München durchgeführt. Bei der Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen wird Jod-129 freigesetzt. Wegen seiner langen Halbwertszeit von 1,6 . 10 7 Jahren wird einmal in die Umwelt gelangtes Jod-129 permanent dort verbleiben und moeglicherweise ein gesundheitliches Risiko darstellen. Es ist deshalb dringend notwendig, seine Abgabe an und Konzentration in die Biosphaere zu messen sowie sein Verhalten in den verschiedenen Biozyklen und die daraus folgende moegliche Gesundheitsbelastungen zu ermitteln. Dazu muss ein einfaches und ausreichend empfindliches analytisches Verfahren entwickelt werden. Eine aktivierungsanalytische Bestimmung ueber die 129 J (N, Y) 130 J-Reaktion soll dazu ausgearbeitet werden. Die chemischen und physikalischen Formen des Jods in allen wichtigen Stationen des oekologischen Zyklus muessen dann gemessen werden, um die Prozesse der Jodverteilung im Biozyklus zu erkennen.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Department Chemie durchgeführt. Sowohl bei der Freigabe und Entsorgung radioaktiv kontaminierter oder aktivierter Reststoffe als auch für die Sicherheitsanalyse eines möglichen Endlagers für radioaktive Abfälle müssen häufig Radionuklide analysiert werden, die mit radiometrischen Methoden schwer zugänglich sind. In vielen Fällen ist eine ortsaufgelöste Darstellung im Spurenkonzentrationsbereich erforderlich. Mit der resonant Laser Secondary Neutrals Mass Spectrometry (rL-SNMS) können diese Analysen im Ultraspurenkonzentrationsbereich (kleiner als 1E7 Atomen) durchgeführt werden. Z.B. ist eine Speziation einzelner actinidenhaltiger µm-Partikel möglich. Klassisch werden in Sorptionsexperimenten oftmals a) makroskopische Probenmengen eingesetzt oder b) es kommen Radionuklide in Konzentrationen zur Anwendung, die diejenigen beim Versagen eines Endlagers und bei Austrag in die Biosphäre um viele Größenordnungen übersteigen. Als Problem beinhaltet a) immer eine Mittelung über verschiedene Bestandteile des sorbierenden, heterogenen Materials, während bei b) Speziation sowie Art und Stärke der Sorption von der Konzentration der Radionuklide abhängen. Dies verursacht starke Unsicherheiten der Parameter. Daher wird hier ein mikroskopischer Ansatz im Spurenkonzentrationsbereich gewählt, um ein adäquates Prozessverständnis zu erhalten. Nach methodischer Entwicklung im Bereich der Laser und Massenspektrometer soll an Partikeln, die Actiniden bzw. Spaltprodukte enthalten, der Einfluss erodierender Bedingungen auf Speziation und Auslaugungsverhalten studiert werden. Das Migrationsverhalten (Sorption und Diffusion) von Plutonium und Neptunium in Tongestein und hydratisiertem Zement werden mittels TOF-SIMS, rL-SNMS und komplementären Methoden studiert, um Diffusionsparameter und Prozessverständnis auf molekularer Ebene zu erlangen. Beteiligten Promovierenden, M.Sc.- und B.Sc.-Studierenden werden Theorie und Praxis aus Radiochemie und Strahlenschutz vermittelt. Somit trägt SOLARIS zum Kompetenzerhalt in Deutschland bei.
Das Projekt "Entwicklung und Bau einer Ozon-Zusatzsonde zur Messung von Ozonprofilen bis in eine Hoehe von 45 km" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Physikalische Chemie, Theoretische Chemie und Nuklearchemie durchgeführt. Die Ozon-Zusatzsonde wird nach dem Prinzip der Oberflaechenchemiluminiszenz mit einem Farbstoff entwickelt. Der Gasdurchsatz wird duch ein Geblaese so hoch gemacht, dass das Messsignal bis in grosse Hoehen flussratenunabhaengig wird. Der entwickelte Sondentyp wird auf dem Hohenpeissenberg mit einer nasschemischen Sonde am Ballon eingesetzt, was der in-situ Kontrolle der am Boden kalibrierten Zusatzsonde dient. Die Sonde kann wegen ihres geringen Gewichtes (Batteriebetrieb) auch fuer Sondierungen in der Troposphaere eingesetzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Radioökologie und Strahlenschutz durchgeführt. Sowohl bei der Freigabe und Entsorgung radioaktiv kontaminierter oder aktivierter Reststoffe als auch für die Sicherheitsanalyse eines möglichen Endlagers für radioaktive Abfälle müssen häufig Radionuklide analysiert werden, die mit radiometrischen Methoden schwer zugänglich sind. In vielen Fällen ist eine ortsaufgelöste Darstellung im Spurenkonzentrationsbereich erforderlich. Mit der resonant Laser Secondary Neutrals Mass Spectrometry (rL-SNMS) können diese Analysen im Ultraspurenkonzentrationsbereich (kleiner als 1E7 Atomen) durchgeführt werden. Z.B. ist eine Speziation einzelner actinidenhaltiger µm-Partikel möglich. Klassisch werden in Sorptionsexperimenten oftmals a) makroskopische Probenmengen eingesetzt oder b) es kommen Radionuklide in Konzentrationen zur Anwendung, die diejenigen beim Versagen eines Endlagers und bei Austrag in die Biosphäre um viele Größenordnungen übersteigen. Als Problem beinhaltet a) immer eine Mittelung über verschiedene Bestandteile des sorbierenden, heterogenen Materials, während bei b) Speziation sowie Art und Stärke der Sorption von der Konzentration der Radionuklide abhängen. Dies verursacht starke Unsicherheiten der Parameter. Daher wird hier ein mikroskopischer Ansatz im Spurenkonzentrationsbereich gewählt, um ein adäquates Prozessverständnis zu erhalten. Nach methodischer Entwicklung im Bereich der Laser und Massenspektrometer soll an Partikeln, die Actiniden bzw. Spaltprodukte enthalten, der Einfluss erodierender Bedingungen auf Speziation und Auslaugungsverhalten studiert werden. Das Migrationsverhalten (Sorption und Diffusion) von Plutonium und Neptunium in Tongestein und hydratisiertem Zement werden mittels TOF-SIMS, rL-SNMS und komplementären Methoden studiert, um Diffusionsparameter und Prozessverständnis auf molekularer Ebene zu erlangen. Beteiligten Promovierenden, MSc- und BSc Studierenden werden Theorie und Praxis aus Radiochemie und Strahlenschutz vermittelt. Somit trägt SOLARIS zum Kompetenzerhalt in Deutschland bei.
Das Projekt "Ausbreitungspfade von Radionukliden in Luft, Wasser, Boden (Teilprojekt 1) Arbeitspaket 1.4 Wechselwirkung von Uran(VI) mit Biofilmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie, Professur Radiochemie, Radioökologie durchgeführt. Innerhalb des Themenschwerpunkt 'Strahlung und Umwelt' wird das Arbeitspaket 1.4 bearbeitet. Biota spielen eine Schlüsselrolle innerhalb des geo-chemischen Urankreislaufes. Die Sorption/Desorption von Uran an Mineraloberflächen kann durch den Aufwuchs von Biofilmen entscheidend geändert werden. Diese wenig verstandenen Prozesse sind hinsichtlich der Änderung der Metall-Bindungsform zu untersuchen. Die Variation der Bindungsform des Urans innerhalb dediziert erzeugter Biofilme (reduzierend/oxidierend) und der Vergleich zu natürlichen Biofilmen steht dabei im Mittelpunkt. Innovativer Ansatz ist es, innerhalb des Biofilms die Lokalisation des Urans mit der in-situ Bestimmung der Bindungsform zu kombinieren. Mittels modernster Sensorik sollen zugehörig ausgewählte chemisch-physikalische Parameter wie pH und Eh im Biofilm bestimmt und korreliert werden. Die Untersuchungen sind in das Gesamtprojekt eingebunden. Ein Schwerpunkt ist die reproduzierbare Herstellung und Charakterisierung der Biofilme. Nach Kontamination wird das Uran lokalisiert und dessen Bindungsform spektroskopisch bestimmt. Ergebnisse dienen der besseren Beschreibung des Eintrags und Transports von Uran in der Biosphäre.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Kernchemie durchgeführt. Das Thema des Forschungsvorhabens ist die Rückhaltung von Radionukliden (Actiniden) im Nahfeld eines Endlagers für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle in Tonsteinformationen Norddeutschlands gemäß dem Standortmodell NORD. Für den Sicherheitsnachweis eines solchen Endlagers gibt es Wissenslücken zum Einfluss von gelöstem Eisen, das bei der Korrosion der Einlagerungsbehälter freigesetzt wird, sowie von organischen Liganden, die aus der Beton- bzw. Zementkorrosion der technischen Barriere resultieren. Eine Besonderheit des Standortmodells NORD besteht in der mittleren bis hohen Ionenstärke der Formationswässer des Tongesteins. Deshalb soll der Einfluss von Eisen sowie der organischen Liganden auf die Radionuklidrückhaltung an Zementkorrosionsphasen unter hyperalkalinen Bedingungen bei mittleren bis hohen Ionenstärken quantifiziert werden. Dazu werden die Prozesse Sorption, Diffusion, Komplexierung, Redoxtransformation und Löslichkeit experimentell studiert, auf molekularer Ebene aufgeklärt und mit thermodynamischen Modellen beschrieben. Auf der Basis der in diesem Projekt erzielten Ergebnisse soll kritisch bewertet werden, in wieweit vorhandene Befunde für Systeme niedriger Ionenstärke auf die Bedingungen mittlerer bis hoher Ionenstärke gemäß dem Standortmodell NORD anwendbar sind.
Das Projekt "Untersuchung zur Stillegung der Kernanlage AMOR-I des ZFK Rossendorf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Radiochemie durchgeführt. Untersuchung zur Stillegung der Kernanlage AMOR-I des ZFK Rossendorf. In der Anlage AMOR-I werden kurzzeitig bestrahlte und kurzgekuehlte originale Brennelemente des Rossendorfer Forschungsreaktors chemisch aufgearbeitet. Zum 31/12/90 wird diese Anlage stillgelegt. Nach Abschluss des Betriebes soll die Anlage voellig beseitigt werden. Dazu sind als Vorleistung Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu Problemen der gleichzeitigen Wirkung von radioaktiver Strahlung und chemischem Agens, zur Spaltnuklidenverteilung in der Anlage, zur Wirksamkeit von Dekontaminationsmitteln, zur Adsorption der Spaltnuklide an den verschiedenen Konstruktionsmaterialien, der Bilanz des angereicherten Urans, der Entwicklung spezieller Handhabungs- und Trennwerkzeuge auszufuehren.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Strahlenschutz, Analytik & Entsorgung Roßendorf e.V. durchgeführt. Im Fokus des Arbeitspakets 2.3 stehen Untersuchungen zur Freisetzung von Radium an der Grenzfläche Gestein-Wasser. 226Ra und 228Ra sind für die Ingestion von Trinkwasser als expositionsrelevante Nuklide zu berücksichtigen. Außerdem werden sie zur Untersuchung von Transport- und Austauschprozessen im Ozean herangezogen. In hochsalinen Fluiden aus der Nutzung tiefer geothermischer Quellen sind 226Ra, 228Ra und 224Ra mit Aktivitätskonzentrationen von einigen 10 Bq l-1 beobachtet worden. Die Freisetzung von Radium aus dem Gestein in die flüssige Phase erfolgt sowohl durch chemische als auch physikalische (Alpharückstoß) Prozesse. Um den Einfluss des Alpharückstoßes zu quantifizieren und von den chemischen Vorgängen zu unterscheiden, werden hier geeignete Laborexperimente durchgeführt. Dabei werden das Grenzflächensystem Aquifergestein-Fluid durch geeignete Bohrkerne aus Porenspeichern, realen hydrothermalen Tiefenwässern sowie Modellwässern abgebildet und im Experiment verschiedene apparative und chemische Parameter variiert. Der physikalischen, mineralogischen, chemischen und radiochemischen Charakterisierung der Bohrkerne folgen Experimente unter Variation von Druck, Temperatur und chemischer Zusammensetzung der wässrigen Lösungen in Anlehnung an verschiedene Typen von Gesteins-, Grund- bzw. Tiefenwasser-Systemen. Nach definierten Verweilzeiten werden in den Lösungen 226Ra, 224Ra, 223Ra, 228Ra und 222Rn sowie die Elementzusammensetzung analysiert.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Analytische Chemie, Professur Radiochemie, Radioökologie durchgeführt. Das Thema des Verbundvorhabens ist die Rückhaltung von Actiniden im Nahfeld eines Endlagers für Wärme entwickelnde radioaktive Abfälle in Tonsteinformationen Norddeutschlands nach dem Standortmodell NORD. Für den Sicherheitsnachweis eines solchen Endlagers gibt es Wissenslücken zum Einfluss von gelöstem Eisen, das bei der Korrosion der Einlagerungsbehälter freigesetzt wird, sowie von organischen und silicatischen Liganden, die aus der Beton- bzw. Zementkorrosion der technischen Barriere resultieren. In dem Verbundvorhaben soll der Einfluss von Eisen sowie der organischen und silicatischen Liganden auf die Radionuklidrückhaltung an Zementkorrosionsphasen und dem Bentonitpuffer unter hyperalkalinen Bedingungen bei mittleren bis hohen Ionenstärken, die besonders relevant für Formationswässer der norddeutschen Tongesteine sind, quantifiziert werden. Dazu werden die Prozesse Sorption, Diffusion, Komplexierung, Redoxtransformation und Löslichkeit mit experimentellen und quantenchemischen Methoden studiert, auf molekularer Ebene aufgeklärt und mit thermodynamischen Modellen beschrieben. Konkret soll in diesem Projekt das ternäre System Actinid/(Poly)Silicat/Organik betrachtet werden. Es sind grundlegende thermodynamische und strukturelle Untersuchungen zur Wechselwirkung von Actiniden (z.B. Am(III), Th(IV), U(VI)) mit Zementadditiven auf der Basis von Phosphonatpolycarboxylatliganden (z.B. 2-Phosphanobutan-1,2,4-tricarboxylsäure, PBTC) geplant. Der Einfluss der relevanten Zementadditive auf die Actinidenspeziation und -rückhaltung in silicatischen Lösungen/Suspensionen soll unter alkalinen Bedingungen untersucht werden. Der Effekt höherer Ca2+-Konzentrationen und weiterer Konkurrenzionen (Fe2+, Fe3+) soll betrachtet werden. Die erzielten Ergebnisse aus GRaZ I und II sollen kritisch bewertet werden, in wieweit vorhandene Befunde für Systeme niedriger Ionenstärke auf die Bedingungen mittlerer bis hoher Ionenstärke gemäß dem Standortmodell NORD anwendbar sind.
Das Projekt "Einfluss von Fremdstoffen auf die Entzuendung von Zircaloy-Feinteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Fachbereich 8 Anorganische Chemie und Kernchemie, Institut für Kernchemie durchgeführt. Wie andere feinverteilte Metalle besitzt auch Zirkonium pyrophore Eigenschaften, neigt also zur Selbstentzuendung. Fuer Proben, die nur aus Zircaloy-Feinstteilen bestehen, konnte in umfangreichen Untersuchungen ermittelt werden, welche Korrelation zwischen Materialeigenschaften und Entzuendungsverhalten vorliegen. Analoge systematische Untersuchungen ueber Zircaloy-Feinteile enthaltende Gemische, wie sie in Wiederaufarbeitungsanlagen auftreten, wurden bislang noch nicht durchgefuehrt. Im Rahmen des Vorhabens soll nun der Einfluss von Fremdstoffen auf das Zuend- und Brandverhalten von Zircaloy-Feinteilen ermittelt werden. Dabei sollen sowohl fluessige als auch feste Fremdstoffe, wie Wasser, Salpetersaeure, Kerosin, Oxide und Feed-Klarschlamm, untersucht werden. Ziel der Arbeiten ist es, Korrelationen zwischen Gemischeigenschaften und Entzuendungsverhalten zu ermitteln.