NukSiFutur Nachwuchsforschungsgruppe TecRad: Wechselwirkungen von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an der Mineral-Wasser-Grenzfläche - Radioökologische Betrachtungen
Projekt: NukSiFutur Nachwuchsforschungsgruppe TecRad: Wechselwirkungen von Technetium mit Mikroorganismen, Metaboliten und an der Mineral-Wasser-Grenzfläche - Radioökologische Betrachtungen.
Zuwenungsgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF(1)).
Laufzeit: vom 1.7.2022 bis 30.06.2027
Förderkennzeichen: Ref 02NUK072
Projektträger: Projektträger Karlsruhe (PTKA(2)).
Dr. Natalia Mayordomo Herranz arbeitet in der Abteilung Grenzflächenprozesse(3) und ist seit Juli 2022 die Leiterin der NukSiFutur-Nachwuchsgruppe TecRad.
Team member from left to right: Caroline Börner, Vijay Kumar Saini, Arkadz Bureika, Natalia Mayordomo Herranz und Irene Cardaio.
Unsere Motivation
Technetium ist ein Element, dessen sämtliche Isotope radioaktiv sind, wobei Technetium-99 (99Tc) am häufigsten vorkommt. 99Tc ist eines der wichtigsten Spaltprodukte von Uran-235 und Plutonium-239 und trägt aufgrund seiner langen Halbwertszeit (ca. 0,2 Millionen Jahre) erheblich zur Radioaktivität von abgebrannten Brennelementen bei. Daher muss Tc bei der langfristigen Sicherheitsbewertung des Endlagers für nukleare Abfälle berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist 99Tc das Tochterisotop von metastabilem 99mTc, dem weltweit am häufigsten verwendeten Radioisotop für die Krebsdiagnose in Krankenhäusern. In diesem Zusammenhang wird 99Tc täglich in das Abwasser eingeleitet, wenn auch in geringen Konzentrationen.
Hypothetisches Technetium-verschmutztes Gebiet. Die Pfeile zeigen die Mobilität von Technetium und dessen Interaktion mit Mineralen oder Mikroorganismen (gelbe Kreise).
Der Transport von Tc in der Umwelt hängt von den chemischen Bedingungen ab (z. B. pH-Wert, Vorhandensein von Ionen und Redoxpotential) und kann drastisch abnehmen, wenn Tc durch reaktive Oberflächen wie Minerale oder Mikroorganismen immobilisiert wird. Daher ist es wichtig, die Immobilisierungsmechanismen von Tc zu untersuchen, um Technologien zu entwickeln, die den Menschen und die Biosphäre vor der Radio- und Chemotoxizität von Tc schützen.
Unser Ansatz
Um ein fundiertes Verständnis des biogeochemischen Verhaltens von Tc zu erlangen, folgen wir einem multidisziplinären Ansatz, der sowohl physikalische als auch radio-, geo- und biochemische Methoden kombiniert. Insbesondere konzentrieren wir uns auf verschiedene fortschrittliche mikroskopische, elektrochemische und spektroskopische Techniken, um thermodynamische Daten von Tc in Wasser oder an den Wasser-Biogeochemie-Grenzflächen auf molekularer Ebene zu bestimmen. Darüber hinaus wollen wir eine neue Methodik für spektro- und elektrochemische Experimente entwickeln, die sich auch auf andere redoxaktive Schadstoffe wie Uran, Plutonium, Selen, Arsen oder Chrom anwenden lässt.
Unsere Ziele
Unser Ziel ist es, das Verhalten von Tc unter komplexen Bedingungen zu untersuchen, die Umweltszenarien ähneln könnten. Daher erforschen wir, wie Tc mit Mikroorganismen(5), Metaboliten und Mineralien interagiert, die möglicherweise in eindem Endlager für radioaktive Stoffe vorhanden sind. Zunächst wird die Tc-Komplexierung in binären Systemen untersucht. Folglich dienen diese Daten als Modelle für die Untersuchung komplexer ternärer oder quaternärer Systeme.
Wir werden die gewonnenen thermodynamischen Daten für die Entwicklung und Parametrisierung biogeochemischer Modelle nutzen. Dies war bisher für redoxaktive Systeme wie Plutonium, Arsen oder Selen kaum möglich.
Team
Name | Geb./Raum | +49 351 260 | |
---|---|---|---|
Caroline Börner | 801/P254 | 2251 | c.boerner![]() |
Arkadz Bureika | 801/P201 | 2434 | a.bureika![]() |
Irene Cardaio | 801/P254 | 2251 | i.cardaio![]() |
Dr. Natalia Mayordomo Herranz | 801/P252 | 2076 | n.mayordomo-herranz![]() |
Vijay Kumar Saini | 801/P352 | 3328 | v.saini![]() |
Ausgewählte Publikationen
2023
Cadmium sorption on alumina nanoparticles, and mixtures of alumina and smectite: An experimental and modelling study
Mayordomo, N.(6); Missana, T.; Alonso, U.
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Cadmium sorption on alumina nanoparticles, and mixtures of …
ROBIS: 37929(7) HZDR-primary research data are used by this (Id 37488) publication
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Minerals 13(2023)12, 1534
DOI: 10.3390/min13121534(8)
Analysis of Cadmium Retention Mechanisms by a Smectite Clay in the Presence of Carbonates
Missana, T.; Alonso, U.; Mayordomo, N.(9); García-Gutiérrez, M.
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Analysis of Cadmium Retention Mechanisms by a Smectite Clay …
ROBIS: 36480(10) HZDR-primary research data are used by this (Id 36478) publication
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Toxics 11(2023)2, 130
DOI: 10.3390/toxics11020130(11)
Cited 2 times in Scopus
Hybridised production of technetium-99m and technetium-101 with fluorine-18 on a low-energy biomedical cyclotron
Johnstone, E. V.; Mayordomo, N.(12); Mausolf, E. J.
-
EPJ Techniques and Instrumentation 10(2023)1, 1
DOI: 10.1140/epjti/s40485-023-00089-2(13)
2022
Discovery, nuclear properties, synthesis and applications of technetium-101
Johnstone, E. V.; Mayordomo, N.(14); Mausolf, E. J.
Verknüpfte Publikationen
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Data publication: Discovery, nuclear properties, synthesis and applications of …
ROBIS: 35406(15) HZDR-primary research data are used by this (Id 35405) publication
-
Communications Chemistry 5(2022), 131
DOI: 10.1038/s42004-022-00746-9(16)
Abschlussarbeiten
Wechselwirkung von Tc mit Eisen(II)phosphaten
Börner, C.(17)
-
Master-Arbeit
Technische Universität Dresden, 2023
Mentor: Prof. Thorsten Stumpf and Dr. Natalia Mayordomo
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