Promotionsthemen

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Untersuchung des Einflusses von Al(III) auf die Sorption dreiwertiger minorer Aktiniden an Feldspat

Jessica Lessing

Prof. Dr. Thorsten Stumpf, PD Dr. habil. Moritz Schmidt (HZDR)

Chemie der f-Elemente

04/2022-03/2025

Die vorliegende Arbeit ist Teil des KURSIV-Projekts (Konkurrenz und Reversibilität bei Sorptionsvorgängen, gefördert vom BMUV), das sich mit der Rückhaltung von Radionukliden an Mineralphasen beschäftigt. Im Fokus stehen dabei Feldspäte, da dort Untersuchungen zeigten, dass Feldspäte mit unterschiedlichen Calciumanteilen variierende Oberflächeneigenschaften aufweisen, was ihre Sorptionseigenschaften beeinflusst [1]. Ein tiefgehendes Verständnis dieser Wechselwirkungen ist entscheidend, um ein geeignetes Wirtsgestein für die Endlagerung radioaktiver Abfälle zu finden.

In meiner Promotion untersuche ich den Einfluss von Aluminium auf die Sorption von dreiwertigen minoren Aktiniden an Feldspäten. Dabei kommen hauptsächlich die seltenen Erden Europium (Eu) und Yttrium (Y) als Sorbenten zum Einsatz, welche nicht-radioaktive Homologe von Americium (Am) und Curium (Cm) darstellen. Feldspäte sind neben Quarz und Glimmern ein wesentlicher Bestandteil kristalliner Gesteine, die als potenzielle Wirtsgesteine für radioaktive Endlager in Betracht gezogen werden.

Zur Untersuchung der Vorgänge an der Mineraloberfläche wird hochaufgelöste Oberflächen-Röntgendiffraktometrie (genauer CTR und RAXR) genutzt. Diese In-situ-Methoden ermöglichen eine exakte Bestimmung der Elektronendichte auf der Oberfläche und tragen so zu einem besseren Verständnis der Sorptionsmechanismen bei. Mikroskopie und Spektroskopien werden außerdem genutzt, um die Oberfläche und die daran gebundenen Spezies besser zu charakterisieren.

Referenz

1. Lessing, J. Neumann, J. Lützenkirchen, F. Bok, S. Moisei-Rabung, D. Schild, V. Brendler, T. Stumpf, M. Schmidt, Natural and synthetic plagioclases: Surface charge characterization and sorption of trivalent lanthanides (Eu) and actinides (Am, Cm). Colloids & Surfaces A. (2024) DOI: 10.1016/j.colsurfa.2024.133529

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