Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Uranmunition trifft auf Düngemittel

03.08.2006
Abgereichertes Uran wird in Ländern wie den USA und Russland zur Herstellung panzerbrechender Munition genutzt; zum Einsatz kam diese im Kosovo und im Irak. Wissenschaftler des Forschungszentrums Rossendorf haben gemeinsam mit Kollegen von der Universität Reading in Großbritannien simuliert, wie Uranmunition sich auf landwirtschaftlich genutztem Boden verhält. Sie fanden heraus, dass sich metallisches Uran an seiner Oberfläche in ein Uransalz umwandelt, das über Lösungssprozesse in Pflanzen oder in das Grundwasser und damit in die Nahrungskette gelangen kann.
Abgereichertes Uran fällt in großen Mengen als Abfallprodukt etwa bei der Kernenergieerzeugung an. Es ist schwer, d. h. es verfügt über eine hohe Durchschlagskraft. In Deutschland wird das ebenfalls schwere Metall Wolfram für panzerbrechende Munition verwendet, in manchen anderen Ländern das günstigere, zugleich aber giftige und schwach radioaktive Metall Uran.

Mit einem einzigartigen Experiment wollte Prof. David Read von der University of Reading in Großbritannien das Verhalten von verschossener Uranmunition auf landwirtschaftlich genutzten Böden simulieren. Er schnitt mit seinem Team aus einem Uranprojektil eine etwa einen Millimeter dünne Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 2 Zentimetern und legte sie für 182 Tage in eine Calziumphosphatlösung. Calzium und Phosphate sind in Düngemitteln und damit in landwirtschaftlich genutzten Böden enthalten. Die Fragestellung lautete: Reagiert das metallische Uran mit der Calziumphosphatlösung? Falls ja, dann hätte dies direkte Auswirkungen auf die Verbreitung des Urans in der Umwelt. Die britischen Forscher kontaktierten hierzu das Institut für Radiochemie im Forschungszentrum Rossendorf, das über ausgefeilte und teilweise einzigartige Untersuchungsmethoden für Uranverbindungen verfügt.

Die Rossendorfer Forscher Dr. Nils Baumann und Dr. Thuro Arnold untersuchten die Probenscheibe mit der hochempfindlichen Methode der zeitaufgelösten Laserfluoreszenzspektroskopie. Sie konnten damit erstmals nachweisen, dass sich metallisches Uran in einer Düngemittellösung auflöst. Dabei gelang ihnen die genaue Bestimmung der entstandenen Uranphase: Die hauchdünne Schicht, die sich über den Zeitraum von 6 Monaten auf der Probenscheibe gebildet hatte, entpuppte sich als eine Uranylsalzschicht. Genau handelt es sich um das Sekundärmineral des Urans Metaautunit, ein Calciumuranylphosphat. Die Kenntnis dieser Verbindung ist eine wichtige Voraussetzung für die Risikoabschätzung, was den Transport des Uransalzes in das Grundwasser oder auch in Pflanzen, Tiere und damit in die Nahrungskette des Menschen anbelangt. Da das Salz sehr viel mobiler als das in Metallform vorliegende Uran ist, kann man davon ausgehen, dass Niederschläge über einen gewissen Zeitraum das radioaktive und giftige Uran auswaschen und schließlich über weite Strecken transportieren.

Für den Nachweis der Art des dünnen Uranylminerales, das sich um die Scheibe gebildet hatte, wählten die Rossendorfer Forscher die hochempfindliche Methode der zeitaufgelösten Laserfluoreszensspektroskopie. Dabei wird ausgenutzt, dass gewisse Uranverbindungen zur Fluoreszenz, also zum "Nach"-Leuchten, neigen, etwa wie die Zeiger mancher Uhr. Zur Untersuchung der Uranverbindung werden mit einer speziellen Laseranordnung 20 Laserblitze pro Sekunde auf die Probe gelenkt. In den superkurzen Pausen dazwischen wird das daraufhin von der Probe ausgesandte Fluoreszenzlaserlicht durch ein Spektrometer aufgeschlüsselt, wobei jede Bindungsform des Urans ein charakteristisches Fluoreszenzspektrum aufweist. Gleichzeitig misst man die Geschwindigkeit, mit der die Fluoreszenz nach jedem Laserblitz abklingt. Das Ergebnis wird einer bekannten Vergleichsprobe, die in diesem Fall aus der Freiberger Mineraliensammlung stammte, gegenüber gestellt. Alle Informationen zusammen führen zu genauesten Aussagen über die Art der entstandenen Uranverbindung. Die britischen und deutschen Uran-Spezialisten wollen weitere Proben beschaffen und untersuchen, denn die eingesetzte Methodik ist nun auch bei weiteren denkbaren Szenarien, wie z.B. bei anderer Wasserzusammensetzung, anderen pH-Werten oder Salzgehalten und selbst bei Anwesenheit verschiedener Bakterien, möglich.

Die Ergebnisse dieser erstmaligen Analyse erschien am 1. August in der Zeitschrift "Science of the Total Environment" unter dem Titel "Detection of U(VI) on the surface of altered depleted uranium by time-resolved laser-induced fluorescence spectroscopy (TRLFS)". Sie ist online zu finden unter:
http://www.elsevier.com/locate/scitotenv.

Weitere Informationen:
Dr. Nils Baumann
Institut für Radiochemie
Forschungszentrum Rossendorf
Tel.: 0351 260 - 2432
n.baumann@fz-rossendorf.de

Pressekontakt:
Dr. Christine Bohnet - Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Forschungszentrum Rossendorf
Tel.: 0351 260 - 2450 oder 0160 969 288 56
Fax: 0351 260 - 2700
c.bohnet@fz-rossendorf.de
Postanschrift: Postfach 51 01 19 ? 01314 Dresden
Besucheranschrift: Bautzner Landstraße 128 ? 01328 Dresden

Information:

Das FZR erbringt wesentliche Beiträge auf den Gebieten der Grundlagenforschung sowie der anwendungsorientierten Forschung und Entwicklung zur

o Aufklärung von Strukturen im nanoskaligen und subatomaren Bereich und der darauf beruhenden Eigenschaften der Materie,

o frühzeitigen Erkennung und wirksamen Behandlung von Tumor- und Stoffwechsel¬erkrankungen als den dominierenden Gesundheitsproblemen in der modernen Industriegesellschaft sowie

o Verbesserung des Schutzes von Mensch und Umwelt vor technischen Risiken.

Dazu werden 6 Großgeräte eingesetzt, die europaweit unikale Untersuchungsmöglichkeiten auch für auswärtige Nutzer bieten.

Dr. Christine Bohnet | idw
Weitere Informationen:
http://www.elsevier.com/locate/scitotenv
http://www.fz-rossendorf.de

Weitere Berichte zu: Düngemittel Probe Uran Uranmunition Uranverbindung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Von der Weser bis zur Nordsee: PLAWES erforscht Mikroplastik-Kontaminationen in Ökosystemen
20.09.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Der Monsun und die Treibhausgase
18.09.2017 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie