Chemiker untersuchen Gesteine für atomares Endlager

Denn so lange wird es dauern, bis die radioaktiven Stoffe nach und nach zerfallen und keine Strahlung mehr in die umliegenden Gesteine abgeben können.

Chemiker der Universität des Saarlandes untersuchen im Rahmen eines Forschungsverbundes, wie sich Tongesteine durch radioaktive Stoffe verändern und welche Folgen ein Wassereinbruch in einem atomaren Endlager haben könnte.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie hat das Saarbrücker Forschungsprojekt jetzt bis 2011 verlängert und mit bisher insgesamt 695.000 Euro gefördert. Nachdem in früheren Forschungsprojekten Salz und das Modelltonmineral Kaolinit untersucht wurden, steht diesmal natürliches Tongestein wie zum Beispiel Opalinuston im Mittelpunkt. Für die Forscher um Horst Philipp Beck, Professor für Anorganische und Analytische Chemie und Radiochemie der Universität des Saarlandes, ist dieses Tongemisch eine Herausforderung. Denn neben Quarzen, Kalk und verschiedenen Mineralien enthält es auch organische Substanzen, die sich in ihrer Wechselwirkung wesentlich schwieriger analysieren lassen. Die Forscher wollen herausfinden, ob sich diese Tongesteine für die Lagerung von hochradioaktiven Stoffen eignen und ob sie auch als geologische Barriere gegenüber der Umgebung standhalten können. Sie ermitteln dafür, wie sich die radioaktiven Elemente auf ihrem Weg durch das Gestein verhalten, falls sie aus dem atomaren Endlager freigesetzt werden.

Die Radiochemiker gehen dabei vor allem der Frage nach, ob die radioaktiven Zerfallsstoffe von den Gesteinen festgehalten oder weiter transportiert werden. Sie wollen auch herausfinden, ob die radioaktiven Elemente wie zum Beispiel Uran, Neptunium und Plutonium oder deren chemische Stellvertreter (Metalle der Seltenen Erden) bei einem Wassereinbruch freigesetzt werden oder ob sie sich vor Ort an Oberflächen ablagern und dort unbeweglich verharren. Außerdem untersuchen sie, ob organische Materialien, die in natürlichen Grundwässern vorkommen, die Verbreitung von radioaktiven Substanzen beschleunigen. Auch andere nichtradioaktive Stoffe werden auf mögliche Wechselwirkungen mit den atomaren Abfällen und dem Tongestein überprüft.

An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsverbund sind neben der Universität des Saarlandes auch die Universitäten in Dresden, Mainz, München und Potsdam beteiligt sowie verschiedene Forschungszentren in Dresden, Karlsruhe und Leipzig (FZD, KIT, IIF). Insgesamt hat das Bundesministerium seit 2006 über fünf Millionen Euro für das Verbundprojekt bereitgestellt, um Gesteinsformationen zu untersuchen, die sich für ein Endlager eignen könnten. An der Universität des Saarlandes ist Dr. Ralf Kautenburger, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Anorganische und Analytische Chemie und Radiochemie, für die Planung, Koordination und Projektleitung zuständig. Mit den Fördermitteln des Bundes konnten die Saarbrücker Wissenschaftler vor kurzem ein neues induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) anschaffen, mit dem man auf sehr detaillierte Weise die Spuren von chemischen Elementen analysieren kann.

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Prof. Dr. Horst Philipp Beck
Tel: 0681 / 302- 2481
PD Dr. Ralf Kautenburger
Tel: 0681 / 302-2171
r.kautenburger@mx.uni-saarland.de
Weiterführende Literatur:
Kautenburger, R. (2009) Journal of Analytical Atomic Spectrometry 24, 934-938.
Kautenburger, R. und H.P. Beck (2008) ChemSusChem 1, 295-297.
Kautenburger, R., Nowotka, K. und H.P. Beck (2008) In: Migration of actinides in the system humic substance, aquifer: 217-262 (C.M. Marquardt, Ed.), FZKA 7407, Karlsruhe.

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