Speziation von Plutonium bei der Sorption und Diffusion in Opalinuston

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des BMWi-Verbundprojektes Wechselwirkung und Transport von Aktiniden im natürlichen Tongestein unter Berücksichtigung von Huminstoffen und Tonorganika – Wechselwirkung von Neptunium und Plutonium mit natürlichem Tongestein“ durchgeführt. Um die langfristige Sicherheit der nuklearen Endlager beurteilen zu können, muss eine mögliche Migration der radiotoxischen Abfälle in die Umwelt betrachtet werden. Wegen seiner langen Halbwertszeit (24000 a) leistet Pu-239 einen wesentlichen Beitrag zur Radiotoxizität abgebrannter Kernbrennstoffe in einem Endlager. Das redox-sensitive Pu tritt in Lösung unter umweltrelevanten Bedingungen in den Oxidationsstufen +III bis +VI auf und kann nebeneinander in bis zu vier Oxidationsstufen vorliegen. Tonsteinformationen werden als mögliches Wirtsgestein für Endlager hoch-radioaktiver Abfälle betrachtet. Deshalb sind ausführliche Informationen zur Mobilisierung und Immobilisierung des Pu durch/in das Grundwasser aus einem Endlager von besonderer Bedeutung. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen Pu und dem natürlichen Tongestein Opalinuston (OPA, Mont Terri, Schweiz) mit Hinblick auf die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in einem geologischen Tiefenlager gewonnen.rnDer Fokus der Arbeit lag dabei auf der Bestimmung der Speziation von Pu an der Mineraloberfläche nach Sorptions- und Diffusionsprozessen mittels verschiedener synchrotronbasierter Methoden (µ-XRF, µ-XANES/EXAFS, µ-XRD, XANES/EXAFS). rnDie Wechselwirkung zwischen Pu und OPA wurde zunächst in Batch- und Diffusionsexperimenten in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter (u.a. pH, Pu-Oxidationsstufe) untersucht. In Sorptionsexperimenten konnte gezeigt werden, dass einige Parameter (z.B. Temperatur, Huminsäure) einen deutlichen Einfluss auf die Sorption von Pu haben.rnDie Speziationsuntersuchungen wurden zum einen an Pulverproben aus Batchexperimenten und zum anderen an OPA-Dünnschliffen bzw. Diffusionsproben in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter durchgeführt. Die EXAFS-Messungen an der Pu LIII-Kante der Pulverproben ergaben, dass eine innersphäriche Sorption von Pu(IV) an Tongestein unabhängig von dem Ausgangsoxidationszustand des Plutoniums in Lösung stattgefunden hat. Durch die Kombination der ortsaufgelösten Methoden wurde erstmalig mittels μ-XRF die Verteilung von Pu und anderen in OPA enthaltenen Elementen bestimmt. µ-XANES-Spektren an Pu-Anreicherungen auf OPA-Dünnschliffen und in Diffusionsproben bestätigen, dass das weniger mobile Pu(IV) die dominierende Spezies nach den Sorptions- und Diffusionsprozessen ist. Darüber hinaus wurde zum ersten Mal ein Diffusionsprofil von Pu in OPA mittels µ-XRF gemessen. Die Speziationsuntersuchungen mittels μ-XANES zeigten, dass das eingesetzte Pu(V) entlang seines Diffusionspfades zunehmend zu Pu(IV) reduziert wird. Mit µ-XRD wurde Illit als dominierende Umgebung, in der Pu angereichert wurde, identifiziert und Siderit als eine redoxaktive Phase auftreten kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Sicherheit von OPA als Wirtsgestein eines Endlagers hoch-radioaktiver Abfälle positiv zu bewerten ist. rn

Matrix Porewater In Crystalline Rocks: Extraction and Analysis

The chemical and isotopic characterization of porewater residing in the inter- and intragranular pore space of the low-permeability rock matrix is an important component with respect to the site characterization and safety assessment of potential host rocks for a radioactive waste disposal. The chemical and isotopic composition of porewater in such low permeability rocks has to be derived by indirect extraction techniques applied to naturally saturated rock material. In most of such indirect extraction techniques – especially in case of rocks of a porosity below about 2 vol.% – the original porewater concentrations are diluted and need to be back-calculated to in-situ concentrations. This requires a well-defined value for the connected porosity – accessible to different solutes under in-situ conditions. The derivation of such porosity values, as well as solute concentrations, is subject to various perturbations during drilling, core sampling, storage and experiments in the laboratory. The present study aims to demonstrate the feasibility of a variety of these techniques to charac-terize porewater and solute transport in crystalline rocks. The methods, which have been de-veloped during multiple porewater studies in crystalline environments, were applied on four core samples from the deep borehole DH-GAP04, drilled in the Kangerlussuaq area, Southwest Greenland, as part of the joint NWMO–Posiva–SKB Greenland Analogue Project (GAP). Potential artefacts that can influence the estimation of in situ porewater chemistry and isotopes, as well as their controls, are described in detail in this report, using specific examples from borehole DH-GAP04

Laboratory investigation of residual liquid organics from spills, leaks, and the disposal of hazardous wastes in groundwater /

Mode of access: Internet.

Institutional bases for control of nonpoint source pollution under the Clean Water Act, with emphasis on agricultural nonpoint sources /

Mode of access: Internet.

Fact book : National Priorities List under the original Hazard Ranking System, 1981 - 1991.

Mode of access: Internet.

Environmental assessment of subsurface disposal of municipal wastewater treatment sludge : interim report ; prepared by Ronald Lofy.

"A current report on solid waste management"--Cover.

"Fallout and disarmament"; a debate: Linus Pauling vs. Edward Teller. Presented under the auspices of KQED-TV, San Francisco for national non-commercial television.

On cover: The nuclear bomb tests ... Is fallout overrated? Fallout and disarmament; the Pauling-Teller debate.

EPA activities under the Resource conservation and recovery act of 1976; Annual report to the President and the Congress.

Mode of access: Internet.

Hearing on H.R. 2504 [microform] : to withdraw certain public lands in Eddy County, New Mexico : before the Procurement and Military Nuclear Systems Subcommittee of the Committee on Armed Services, House of Representatives, One Hundredth Congress, second session, hearing held September 8, 1988.

At head of title: H.A.S.C. no. 100-85.

Landfill disposal of hazardous wastes : a review of literature and known approaches : a current report on solid waste management /

"U.S. Government Printing Office : 1977"--Page 36.

Final environmental impact statement for the offshore platform hazardous waste incineration facility : prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Hazardous Response Support Division, Office of Emergency and Remedial Response, and Marine Protection Branch, Criteria and Standards Division, Office of Water Regulations and Standards.

"September 1982."

Survey, analysis and evaluation of domestic waste waters on Coast Guard vessels /

Final report; October 1976.

Creating a countywide solid waste management system : the case study of Humphreys County, Tennessee /

Publisher location came from U.S. EPA About EPA, Mailing addresses and phone numbers webpage.

Gasket failures in plutonium reduction furnaces MT-27-64 /

"RFP-435 ; UC-38 Engineering and Equipment ; TID-4500 (34th Ed.)."

A systems study of solid waste management in the Fresno area; final report on a solid waste management demonstration.

Mode of access: Internet.