Lead
Im vorliegender SNF-Projekt wird der Einfluss vom strukturellen Fe(III) in der Gitterstruktur des natürlichen Montmorilloniten auf die Sorptionseigenschaften des Fe(II) untersucht. Die bisherigen Ergebnisse deuten auf einen Elektronentransfer zwischen dem sorbierten Fe(II) und dem strukturellen Fe(III) hin, was zu einer erhöhten Sorption des Fe(II) führt. Diese Untersuchungen sollen zu einem besseren Prozessverständnis der Eisen-Ton Wechselwirkung an der Wasser/Mineral Grenzfläche beitragen.

Lay summary

Objectives: Im stark reduzierenden Nah- und Fernfeld eines geologischen Tiefenlagers für radioaktive Abfälle werden hohe Konzentrationen an Fe(II) erwartet, welche durch Sorptions- bzw. Diffusionsprozesse nicht abnehmen werden, da sie durch das Gleichgewicht mit den vorhandenen Eisenfestphasen aufrechterhalten bleiben. Im Rahmen dieser Doktorarbeit soll die Rückhaltekapazität von Tonen gegenüber Radionukliden unter reduzierenden Bedingungen charakterisiert werden, indem der Einfluss von hohen Konzentrationen an gelöstem Fe(II) auf das Sorptionsverhalten von Schlüsselnukliden untersucht wird. Sorptionsversuche werden an natürlichen sowie an Dithionit-reduzierten Montmorilloniten (das strukturelles Fe(III) liegt reduziert vor, d.h. Fe(II)) durchgeführt, um den Einfluss des Oxidationszustandes vom strukturellen Eisen auf die Sorption von Fe(II) und andere Radionuklide zu quantifizieren und charakterisieren. Ziel ist es existierende Sorptionsmodelle mit gekoppelten Redox - Oberflächenkomplexierungsreaktionen und Konstanten zu erweitern.

Relevance: Bentonit und tonreiche Gesteinsformationen sind als Verfüllmaterial und als potentielle Wirtsgesteine in geologischen Tiefenlagerkonzepten vorgesehen. Im Langzeitszenario eines geologischen Tiefenlagers werden stark reduzierende Bedingungen sowie hohe Konzentrationen an Fe(II) erwartet. Die recht hohen gelösten Mengen an Fe(II) in den Porenwässern im Nah- und Fernfeld könnten das Sorptionsverhalten von anderen Radionukliden durch kompetitive Sorptionseffekte stark beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Dissertationsarbeit werden zu einem vertieften Verständnis des Langzeiteinflusses von Fe(II) auf die Retardierung von Radionukliden führen.