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 Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie