Sekundärphasen
Über
Tiefengeologische Endlager für hochradioaktiven Abfall sind grundsätzlich komplexe, mehrphasige Systeme, die aus drei Hauptkomponenten bestehen: (1) der Abfallform, (2) dem technischen Barrierensystem und (3) dem Wirtsgestein. Geochemische Gradienten werden sich wahrscheinlich insbesondere an den Grenzflächen zwischen den verschiedenen Komponenten des technischen Barrierensystems (EBS), sowie zwischen dem EBS und dem Wirtsgestein ausbilden. Abhängig vom Wirtsgestein und den Details des Endlagerkonzepts kann das EBS Komponenten, wie z.B. Abfallbehälter, Verfüllmaterialien und eine Betonauskleidung umfassen. Bei Kontakt mit Wasser werden die geochemischen Bedingungen weitgehend durch die Korrosion von Metallkomponenten und die Grundwasserchemie des Wirtsgesteins beeinflusst. Die Korrosion und Veränderung der Abfallform und des EBS führen zur Bildung neuer Phasen, den Sekundärphasen.
Für zukünftige Sicherheitsbewertungen tiefer geologischer Endlager ist die Berücksichtigung der Sekundärphasen notwendig, um realistischere Szenarien zu entwickeln und übermäßig konservative Annahmen hinsichtlich der Radionuklidmobilität zu vermeiden. Die Rückhaltung von Radionukliden kann durch verschiedene Mechanismen erfolgen, z.B. Adsorption, struktureller Einbau, Bildung von Mischkristallen oder der Ausfällung reiner Radionuklidphasen.
Forschungsthemen
Unsere Forschung konzentriert sich sowohl auf experimentelle als auch auf theoretische Studien zu den verschiedenen Mechanismen der Radionuklidrückhaltung, z. B. über die Bildung von Mischkristallen mit Radionukliden oder infolge der Korrosion/Alteration der Abfallform und Wiederausfällung von radionuklidhaltigen Phasen. Dabei verwenden wir hochauflösende Methoden in Zusammenarbeit mit dem Ernst-Ruska-Centre für Elektronenmikroskopie (ER-C) sowie theoretische Methoden wie z.B. atomistische und thermodynamische Modellierungen an den Jülicher Supercomputing-Einrichtungen.
