Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Radioökologie und Strahlenschutz durchgeführt. Als Matrizen für Endlagerung radioaktiver Abfälle kommen zur Zeit hauptsächlich Borosilikatgläser zum Einsatz. Seit Jahrzehnten werden allerdings Alternativen diskutiert, zum Beispiel keramische Materialien, die aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften als erfolgversprechend gelten. Im Rahmen des vorliegenden Projekts werden sowohl Keramiken (hauptsächlich für kationische Radionuklide) als auch Alternativen für Anionenrückhaltung genauer untersucht werden. Das IRS wird in Zusammenarbeit mit dem IEK6 Apatit und Hydrotalcit auf ihre Eignung zum Einbau von Iod, Cs und Tc aus separierten Abfallströmen untersuchen. Mit I, Tc oder Cs dotierten Apatite und Hydrotalcite werden mittels XRD strukturell charakterisiert. Die Einbauplätze von Iod, Technetium oder Caesium Ionen werden mittels EXAFS an der INE Beamline ANKA (KIT) charakterisiert. Homogenität sowohl von Wirtsphase als auch Einbau der Anionen werden mit REM und TEM untersucht. Weiterhin soll mittels nano-TOF SIMS die Struktur der Elementverteilung überprüft werden. Die Auswirkungen von Strahlenschäden auf die Struktur der eingebauten Radionuklide soll untersucht werden. Insbesondere die Ausbildung von Defekten bzw. Rehomogenisierung und deren Einfluss auf die Radionuklidfreisetzung steht im Zentrum des Interesses. Speziation in Lösung gehender Stoffe aufgrund von Auslaugung erfolgt mittels ESI-MS, CE-ICP MS und EXAFS. Besondere Berücksichtigung finden soll die zu erwartende Mobilität.
Das Projekt "Teilprojekt CX" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das wissenschaftliche Ziel des Verbundprojektes ist es, ein Verständnis des Langzeitverhaltens von Radionukliden in keramischen Endlagerungsmatrizes unter endlagerrelevanten Bedingungen abzuleiten. Innerhalb des Teilvorhabens C werden die am FZJ synthetisierten und mit Eu(III), Am(III) oder Cm(III) dotierten Phosphate am KIT-INE mit Hilfe der TRLFS untersucht. Es werden jeweils Excitation- und Emissionsspektren aufgenommen werden. Ferner wird die Detektion der Emissionslebensdauern die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur Hydratisierung des Lanthanid- bzw. Actinidions zu machen. Dadurch kann zwischen Sorption und Einbau unterschieden werden. Dabei soll der Einfluss der Kristallinität auf die Nahordnung des eingebauten Lanthanids oder Actinids betrachtet werden, um aus den Unterschieden Aussagen zur besseren oder schlechteren Auslaugung der Radionuklide treffen zu können. Ferner wird die Veränderung der Punktsymmetrie der inkorporierten dreiwertigen Ionen mit dem Dotierungsgrad spektroskopisch analysiert werden. Dies wird die Möglichkeit eröffnen, Aussagen zur maximalen Beladung der Keramiken mit Fremdionen zu machen. Ferner werden die in Jülich synthetisierten, dotierten Einkristalle an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Kristalle bestimmt. Dadurch sollte es möglich sein, Strukturinformationen zu den in die ersten Lagen des Kristalls eingebauten Fremdionen zu erhalten.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung hochradioaktiven Abfalls zu leisten. In diesem Kontext wollen wir ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen erlangen, um so Retentionsmechanismen auf langen Zeitskalen zu verstehen. Dazu sind innerhalb des Gesamtprojekts folgende Arbeitspakete vorgesehen: a) Dreiwertige Actinide Pu, Am, Cm (Phosphate, Carbonate, Eisen(hydr)oxide) b) Vierwertige Actiniden Th, U, Np, Pu (Silicate, Sulfate, Carbonate, Phosphate, Sulfide, Eisen(hydr)oxide, LDH-Phasen) a) Cm(III), Am(III) und Eu(III) dotierte Calcite werden synthetisiert und die Besetzung der unterschiedlichen 'sites' wird mit Hilfe der TRLFS quantifiziert. Die maximale Beladung der Sekundärphase mit Actiniden wird aus diesen Daten extrapoliert werden. Mit dreiwertigen Actiniden und Lanthaniden dotierte Calcit Einkristalle werden nach ihrer Synthese an der Beamline in Argonne untersucht. Mit diesen Röntgenreflektometriemessungen wird die Struktur der Oberfläche der Calcitkristalle bestimmt. b) Th(IV) und Np(IV) dotierte Calcite werden im MFR synthetisiert. Einbau sowie Freisetzung der Actiniden wird quantifiziert und modelliert. Der Einfluss von Fremdionen auf die Bildung der An(IV):Calcit 'solid solutions' wird mit Hilfe von SEM und AFM untersucht. Durch XAS werden die Strukturparameter der Einbauspezies bestimmt.
Das Projekt "Chemische Gradienten in Cu(In,Ga)(Se,S)2: Insitu-Diagnostik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Der vorliegende Antrag des HZB ist Teil des Verbundprojektes GRACIS. (1) Das Gesamtziel des GRACIS Projektes ist im Dachantrag beschrieben. Die wissenschaftlichen und technischen Ziele des HZB Teilantrages lauten (a) Aufklärung der physikochemischen Teilschritte bei der Herstellung von CIS mittels sequentieller Prozesse. Hierzu werden erstmals in-situ Röntgenbeugungsuntersuchungen am 3-Stufenprozess für höchste Wirkungsgrade durchgeführt. (b) Ermittlung der Grenzen des sequentiellen CIS Wachstums bezüglich Wachstumsgeschwindigkeit. Durch Variation der Temperaturrampen und Haltephasen beim Abbau chemischer Gradienten (Chalkogenisierung) und Untersuchung der damit generierten Solarzellen soll der Zusammenhang zwischen Wachstumsgeschwindigkeit und Solarzellenparametern bzw. Defektdichten bestimmt werden und Wachstumspfade für die schnellste CIS Herstellung abgeleitet werden. Die ermittelten Zeitkonstanten sequentieller CIS Bildung sollen mit Grundlagenuntersuchungen, Simulationen und Modellen der Partner verglichen werden. Aus dem Vergleich sollen Handlungsanweisungen für neuartige Wachstumsverfahren abgeleitet werden. (c) Herstellung von Referenzabsorbern für die Projektpartner. Das Ziel besteht darin, durch geeignete Wahl der Prozessbedingungen und Teilschichten (Puffer) der Solarzelle, geeignete Bauelemente für die Analyse bereitzustellen. (d) Mithilfe der Modellbildung soll der Einfluss von lateralen Gradienten der elektronischen Eigenschaften der Zelle bewertet werden. (2) Die Arbeitsplanung sieht eine parallele Bearbeitung der Einzelaufgaben vor. Hierbei spielt eine zeitnahe Koordination mit den Partners eine herausragende Rolle.
Das Projekt "Teilprojekt 2; Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. durchgeführt. Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen Grundlagen für eine Technologie auf photokatalytischer Basis entwickelt werden, die die Nutzung des Sonnenlichtes zur direkten Herstellung von Wasserstoff aus Wasser ermöglicht. In den beiden Unterprojekten der Gruppe Weltmann/Brüser sollen plasmabasierte Variante der Trägerung von Organometallkomplexen auf Halbleitermaterialien erarbeitet werden. Die Plasmatechnik wird hier für die Entwicklung von heterogenen Katalysatoren genutzt. Die Konzeption, Auswahl und Test der Katalysatoren wir in enger Zusammenarbeit mit den Gruppen Beller, Rosenthal und Brückner durchgeführt. Für die Entwicklung heterogener Katalysatoren sind im Wesentlichen zwei Wege vorgesehen:1) plasmagestützte Fixierung von adsorptiv geträgerten Organometallkomplexen2) plasmagestützte Synthese von Katalysatoren aus den Komponenten der jeweiligen Organometallkomplexe. Die Fixierung bzw. Synthese der Katalysatoren soll mit hochfrequenz-angeregten Plasmaquellen teilweise auch in Kombination mit Sputtermagnetronquellen durchgeführt werden. Es sind umfangreiche oberflächenanalytische Untersuchungen geplant hinsichtlich Struktur und chemischer Zusammensetzung mittels XRD, FTIR, Raman, SEM, AFM, XPS, EDX und BET geplant.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung von hochradioaktivem Abfall zu leisten. Ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen soll erarbeitet werden. Schwerpunktmäßig wird dabei untersucht, in wie weit vierwertige Actinide und zweiwertiges Radium durch Mischkristallbildung ihr Mobilitätsverhalten verändern. Durch die Verknüpfung der experimentell gewonnenen Daten mit atomistischen Modellrechnungen sollen dann thermodynamische Modelle entwickelt, mit denen das Verhalten dieser Radionukliden für sehr lange Zeiträume vorhergesagt werden kann. Synthese unterschiedlichster Mischkristallsysteme mit vierwertigen Actiniden und zweiwertigem Radium werden durchgeführt. Die Verbindungen werden analytisch, strukturell und spektroskopisch charakterisiert. Zudem erfolgen kalorimetrische Messungen. Alle Daten dienen zur nachfolgenden thermodynamischen und geochemischen Modellierung.
Das Projekt "Teilvorhaben D: 'Li-S-Si-Batterie'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Elektrochemie durchgeführt. Der Lehrstuhl Technische Elektrochemie (TEC) der Technischen Universität München (TUM) entwickelt im Rahmen dieses Projekts zwei Optionen zur Einbringung von Lithium in Lithium-Schwefel-Silicium (Li-S-Si) Batterien via Verwendung von: 1) stabilisierten Lithiummetallpartikeln (SLMP) in Kombination mit Schwefelkathoden und Siliciumanoden oder 2) Lithiumsulfid (Li2S) Kathoden in Kombination mit Siliciumanoden. Des weiteren werden in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Moniek Tromp an der Universität Amsterdam in-situ Untersuchungen zur SEI Bildung an Siliciumelektroden in verschiedenen Elektrolyten durchgeführt, um die SEI Stabilität an Siliciumanoden für Li-S-Si oder Lithiumionen Batterien zu bestimmen. Die Aktivierung von eingebrachtem SLMP in Li/S Haibzellen wird mittels in-situ XRD und die eventuell auftretende Gasung mittels on-line Massenspektrometrie bestimmt. Im Anschluss wird die Effizienz der in-situ Lithiierung mit SLMP in Li-S-Si Vollzellen untersucht. Alternativ hierzu werden Li2S-Kathoden entwickelt, deren spezifische Kapazität und Zyklenstabilität als Funktion der Li2S Partikelgroesse (via Laserstreuung und Rasterelektronenmikroskopie (REM)) und der durch gezielte Kalandrierung erzeugten Elektrodenporosität untersucht wird. Die Aktivierung der Li2S-Partikel wird mittels in-situ XRD verfolgt. Letztlich wird die Stabilität von Li2S-Silicium Vollzellen in verschiedenen Elektrolyten untersucht. Mittels operando Röntgenabsorptions spektroskopie (XAS) wird die Speziierung der Polysulfide in Elektrolyten mit unterschiedlicher Dielektrizitätskonstante untersucht (in Zusammenarbeit mit Prof. Tromp), um die grundlegenden Alterungsprozesse zu bestimmen. Des Weiteren wird die SEI Bildung und Stabilität an Siliciumanoden in Li-S-Si und Lithiumionen Batterien mittels Röntgenkleinwinkelstreuung bestimmt.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Radiochemie durchgeführt. Im vorliegenden Verbundprojekt wird ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen erlangt, um so Retentionsmechanismen auf langen Zeitskalen zu verstehen und damit einen Beitrag zur sicheren Endlagerung hochradioaktiven Abfalls zu leisten. An der Actiniden-XAS-Beamline ROBL werden XAFS-spektroskopische Untersuchungen bei niedrigsten Konzentrationen und unter Sauerstoffausschluss durchgeführt. Das IRC wird die Kinetic (2-4 Jahre) der Oberflächenreaktionen (Sorption, Reduktion, Kopräzipitation) von Pu(V) und Pu(III) mit Magnetit und einem Fe-Carbonat (Siderit oder Chukanovit) untersuchen. Das IRC wird die reduktive Reaktion von Np(V) mit Mackinawite (FeS) und Magnetit untersuchen; außerdem die mögliche Inkorporation von Np(IV) in Siderit oder Chukanovit. Das IRC wird die von PSI-LEG hergestellten 'solid solutions' zwischen Se(IV/VI) und LDH und Tc(VII) und LDH, sowie die von KIT-IMG hergestellten 'solid solutions' zwischen Se und Eisensulfiden untersuchen. In allen Fällen wird die Struktur und Oxidationsstufe der mit der Festphase assoziierten Actiniden- bzw. Spaltprodukt-Spezies spektroskopisch mit XAFS und teilweise auch mit XPS untersucht. Die Oberflächenspezies werden mit zu synthetisierenden Kopräzipitaten verglichen. Zudem werden die Lösungsbedingungen (Eh, pH, gelöste Ionen) erfasst, um Stabilitätskonstanten der Sorptionskomplexe und Festphasen zu bestimmen
Das Projekt "Spaetschaeden nach Druckfall im Ueber- und Unterdruckbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, Institut für Flugmedizin durchgeführt. Roentgenologische Skelettuntersuchungen bei Druckluftarbeitern mit der Fragestellung, ob Veraenderungen als Spaetfolge nach Arbeiten im Ueberdurck (Caissonarbeiter) festzustellen sind; Feststellung von Skelettveraenderungen nach Druckfall im Ueber- und Unterdruckbereich im Tierversuch.
Das Projekt "Ermittlung des Korrosionsablaufes an den am Koelner Dom verwendeten Natursteinen - F 26" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstühle für Baustoffkunde und Institut für Bauforschung durchgeführt. Erhaltungsmassnahmen an den verschiedenen am Koelner Dom verwendeten Natursteinvarietaeten sind nur dann erfolgversprechend, wenn der Korrosionsmechanismus fuer die verschiedenen Natursteine in Abhaengigkeit von der oertlichen Lage bekannt ist. Die verwitterten Schichten und Krusten der wichtigsten der mehr als 50 verbauten Natursteine wurden bis zum ungeschaedigten Kernbereich mit Hilfe chemischer und roentgenfluoreszensanalytischer Methoden sowie mit Hilfe der Roentgenbeugung und Lichtmikroskopie untersucht. Die einzigen untersuchten Proben des Drachenfelser und Berkumer Trachyts zeigten keine wesentliche Korrosion. Aus den oben angegebenen frueheren Untersuchungen ist jedoch bekannt, dass diese Gesteine unter Gips- und/oder Natriumsulfat-Bildung stark korrodieren koennen. Die Korrosion von Stenzelberger Andesit fuehrte zu Gips enthaltenden Ausbluehungen bzw. Korrosionsschichten. Die Verwitterungserscheinungen der untersuchten Sandsteine wurden in vier Gruppen eingeteilt: 1. Keine sichtbare Verwitterungserscheinung 2. Ausgewaschene Oberflaeche 3. Salzanreicherung im Gestein bei fester Oberflaeche a) ohne Schalenbildung b) mit Schalenbildung 4. Blaetterteigfoermige Abblaetterungen. Unabhaengig von der Herkunft des Gesteins konnte das Korrosionsverhalten der Sandsteinproben in diesen vier Gruppen gedeutet werden. Die Korrosion besteht im allgemeinen im Abbau des nicht quarzitischen Bindesmittels (Tonminerale und Karbonate) und in der Neubildung von Calcium-, Magnesium- und Natriumsulfat, welche gesteinszerstoerende Druecke entwickeln koennen. Die fuer die Bildung dieser Salze notwendigen Kationen konnten in die Proben, die diese nicht genuegend
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| Bund | 94 |
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