Speziation von Neptunium bei der Migration in Tongestein

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen eines Stipendiums des interdisziplinärenrnGraduiertenkollegs 826 „Spurenanalytik von Elementspezies: Methodenentwicklung und Anwendungen“, gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und das Land Rheinland-Pfalz, angefertigt. Dabei sollten neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen Neptunium und natürlichem Tongestein mit Hinblick auf die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in einem geologischen Tiefenlager gewonnen werden. Auf Grund seiner langen Halbwertszeit von mehr als zwei Millionen Jahren wird Np-237 einen signifikanten Anteil an der Radiotoxizität dieser Abfälle nach Lagerzeiten von mehr als 1000 Jahren haben. Np tritt in Lösung unter umweltrelevanten Bedingungen in den Oxidationsstufen +IV und +V auf. Auf Grund der guten Löslichkeit und daher höheren Mobilität ist Np(V) als die gefährlichere Spezies einzustufen. In den Migrationsstudien wurdernOpalinuston (OPA) aus Mont Terri, Schweiz, als natürliches Referenzmaterial verwendet. Der Fokus dieser Arbeit lag dabei auf der Speziation von Np an der Mineraloberfläche mittels synchrotronbasierter Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS/XANES).rnDie Wechselwirkung zwischen Np(V) und OPA wurde zunächst in Batch- und Diffusionsexperimenten in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter (u.a. pH, Temperatur, Hintergrundelektrolyt, Einfluss von Huminsäure, Konkurrenz mit U(VI), aerobe/anaerobe Bedingungen) untersucht. Die Untersuchung der Np-Speziation erfolgt zum einen an Pulverproben aus Batch-Experimenten unter aeroben und anaeroben Bedingungen, welche mittels EXAFS-Spektroskopie untersucht wurden. Zum anderen wurden ortsaufgelöste μ-XANES-Messungen an Np-Anreicherungen auf OPA-Dünnschliffen und in Diffusionsproben durchgeführt. Durch Kombination der Spektroskopie mit μ-Rötngenfluoreszenzmapping (XRF) und μ-Röntgenbeugung (XRD) konnten zudem Erkenntnisse über die Elementverteilung von Np und anderen im Opalinuston enthaltenen Elementen sowie über kristalline Mineralphasen im Umfeld von Bereichen erhöhter Np-Konzentration erhalten werden.rnSowohl Sorptionsexperimente als auch die spektroskopischen Untersuchungen zeigten eine teilweise Reduktion von Np(V) zu Np(IV) bei der Wechselwirkung mit OPA. Dabei konnte Pyrit als eine der redoxaktiven Phasen identifiziert werden. In diesem Zusammenhang ist die Bildung schwerlöslicher Np(IV)-Spezies mit Hinblick auf die Endlagerung positiv zu bewerten.

"Maitresse, j'ai les nerfs secoues": traduire les joies et les chagrins d'ecole

Ce travail présente ma proposition de traduction en français de quelques extraits du livre « Ho provato a pensarti » de Claudia Cervellati, un recueil d’expériences scolaires, de témoignages, d’histoires d’élèves et d’enseignants, racontés du point de vue de l’auteur. En premier lieu, le lecteur trouvera une présentation de l’auteur et de son livre notamment à travers un interview, avec les caractéristiques du style de l’écriture et les thèmes abordés dans le récit. Suivra la traduction de quatre récits extraits du livre. Enfin, le dernier chapitre du présent mémoire aborde l’analyse du texte source accompagné d' un commentaire à la traduction. Il y sera question des raisons qui m’ont amenée à faire certains choix traductifs. Les aspects lexicaux, morphosyntaxiques, ainsi que la traduction des émotions et du langage des enfants seront également approfondis.

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

Migration von Technetium in natürlichem Tongestein

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des Verbundprojektes „Rückhaltung endlagerrelevanter Radionuklide im natürlichen Tongestein und salinaren Systemen“ (Förderkennzeichen: 02E10981), welches durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde, angefertigt. Ziel war es, erstmals Erkenntnisse zur Wechselwirkung zwischen dem Spaltprodukt Technetium und einem natürlichen Tongestein im Hinblick auf ein Endlager für wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle zu erlangen. Hierfür wurde der in der Nordschweiz vorkommende Opalinuston aus Mont Terri als Referenzmaterial verwendet. Das Nuklid Technetium-99 liefert auf Grund seiner langen Halbwertszeit einen signifikanten Beitrag zur Radiotoxizität abgebrannter Brennelemente für mehr als tausend Jahre. Im Falle einer Freisetzung aus den Lagerbehältern wird die Geochemie des Technetiums von seiner Oxidationsstufe bestimmt, wobei lediglich die Oxidationsstufen +IV und +VII von Relevanz sind. Auf Grund seiner hohen Löslichkeit und geringen Affinität zur Sorption an Oberflächen von Mineralien ist Tc(VII) die mobilste und somit auch gefährlichste Spezies. Entsprechend lag der Fokus dieser Arbeit auf Diffusionsexperimenten dieser mobilen Spezies sowie auf dem Einfluss von Eisen(II) auf die Mobilität und die Speziation des Technetiums.rnDie Wechselwirkung zwischen Technetium und Opalinuston wurde in Sorptions- und Diffusionsexperimenten unter Variation verschiedener Parameter (pH-Wert, Zusatz verschiedener Reduktionsmittel, Einfluss von Sauerstoff, Diffusionsweg) untersucht. Im Zuge dieser Arbeit wurden erstmals ortsaufgelöste Untersuchungen zur Speziation des Technetiums an Dünnschliffen und Bohrkernen durchgeführt. Dabei konnten ergänzend zur Speziation auch Informationen über die Elementverteilung und die kristallinen Mineralphasen nahe lokaler Anreicherungen des Radionuklides gewonnen werden. Zusätzlich erlaubten Untersuchungen an Pulverproben die Bestimmung der molekularen Struktur des Technetiums an der Tonoberfläche.rnSowohl die Kombination der oben aufgeführten Sorptionsexperimente mit spektroskopischen Untersuchungen als auch die Diffusionsexperimente zeigten unter Sauerstoffausschluss eine Reduktion von Tc(VII) zu immobilen Tc(IV)-Spezies. Weiterhin konnte die Bildung eines Tc(IV)-Sorptionskomplexes an der Tonoberfläche gezeigt werden. Im Hinblick auf ein Endlager in Tongestein sind diese Ergebnisse positiv zu bewerten.

Traduzione dall’italiano al francese di un brano tratto dal romanzo "Fuori piove, dentro pure, passo a prenderti?" di Antonio Dikele Distefano

Dans ce mémoire, il a été question pour moi de faire la traduction, de l’italien vers le français, d’un extrait de l’œuvre "Fuori piove, dentro pure, passo a prenderti ?" de Antonio Dikele Distefano, qui s’intitule "Kaaris, Or noir". C’est un texte dans lequel l’auteur parle de la discrimination dont il est victime et de la rigueur de ses parents, sa mère en particulier. On met également en exergue le rejet social, car c’est plus ou moins le thème central de l’œuvre. Ainsi, j’ai organisé et articulé mon travail selon les techniques de commentaire, d’analyse et de traduction qui m’ont été enseignées tout au long de mon parcours académique. Vous en trouverez et en apprécierez l’illustration dans les pages qui suivent.

Swiss Alps Jungfrau Aletsch UNESCO World Heritage Site - The state of this World Heritage region as a starting point for regional monitoring

The UNESCO listing as World Heritage Site confirms the outstanding qualities of the high-mountain region around the Great Aletsch Glacier. The region of the World Heritage Site now faces the responsibility to make these qualities visible and to preserve them for future generations. Consequently the qualities of the site must not be regarded in isolation but in the context of the entire region with its dynamics and developments. Regional monitoring is the observation and evaluation of temporal changes in target variables. It is thus an obligation towards UNESCO, who demands regular reports about the state of the listed World Heritage assets. It also allows statements about sustainable regional development and can be the basis for early recognition of threats to the outstanding qualities. Monitoring programmes face three major challenges: first, great care must be taken in defining the target qualities to be monitored or the monitoring would remain vague. Secondly, the selection of ideal indicators to describe these qualities is impeded by inadequate data quality and availability, compromises are inevitable. Thirdly, there is always an element of insecurity in the interpretation of the results as to what influences and determines the changes in the target qualities. The first survey of the monitoring programme confirmed the exceptional qualities of the region and also highlighted problematic issues.

Biogeochemical processes in a clay formation in situ experiment: Part F - Reactive transport modelling

Reactive transport modelling was used to simulate solute transport, thermodynamic reactions, ion exchange and biodegradation in the Porewater Chemistry (PC) experiment at the Mont Terri Rock Laboratory. Simulations show that the most important chemical processes controlling the fluid composition within the borehole and the surrounding formation during the experiment are ion exchange, biodegradation and dissolution/precipitation reactions involving pyrite and carbonate minerals. In contrast, thermodynamic mineral dissolution/precipitation reactions involving alumo-silicate minerals have little impact on the fluid composition on the time-scale of the experiment. With the accurate description of the initial chemical condition in the formation in combination with kinetic formulations describing the different stages of bacterial activities, it has been possible to reproduce the evolution of important system parameters, such as the pH, redox potential, total organic C. dissolved inorganic C and SO(4) concentration. Leaching of glycerol from the pH-electrode may be the primary source of organic material that initiated bacterial growth, which caused the chemical perturbation in the borehole. Results from these simulations are consistent with data from the over-coring and demonstrate that the Opalinus Clay has a high buffering capacity in terms of chemical perturbations caused by bacterial activity. This buffering capacity can be attributed to the carbonate system as well as to the reactivity of clay surfaces.

Global Change and the World's Mountain. Where are we coming from, and where are we going to?

The history of mountain research is most fascinating. Three names for 3 centuries may give an idea of the growing knowledge about the world's mountains: Horace Bénédict de Saussure, who climbed and studied the Mont Blanc in 1787; Alexander von Humboldt, ever investigating the environment during his attempt to ascend the Chimborazo in 1802; and Carl Troll, who founded the International Geographical Union's Commission on High-altitude Geoecology in 1968. Awareness of the growing impact of human activities on the environment led to scientific and political initiatives at the global level, beginning in the 1970s. The Perth conference in 2010 has offered an opportunity to both look back on these developments and explore the future of the world's mountains in a time of rapidly growing “global change” problems and processes.

Depicting community perspectives: repeat photography and participatory research as tools for assessing environmental services in Sagarmatha National Park, Nepal

Efforts have been made to provide a scientific basis for using environmental services as a conceptual tool to enhance conservation and improve livelihoods in protected mountain areas (MtPAS). Little attention has been paid to participatory research or locals’ concerns as environmental service (ES) users and providers. Such perspectives can illuminate the complex interplay between mountain ecosystems, environmental services and the determinants of human well-being. Repeat photography, long used in geographical fieldwork, is new as a qualitative research tool. This study uses a novel application of repeat photography as a diachronic photo-diary to examine local perceptions of change in ES in Sagarmatha National Park. Results show a consensus among locals on adverse changes to ES, particularly protection against natural hazards, such as landslides and floods, in the UNESCO World Heritage Site. We argue that our methodology could complement biophysical ecosystem assessments in MtPAS, especially since assessing ES, and acting on that, requires integrating diverse stakeholders’ knowledge, recognizing power imbalances and grappling with complex social-ecological systems.

IN-SITU TEM PLASMA CHIP NANOFABRICATION AND CHARACTERIZATION

A silicon-based microcell was fabricated with the potential for use in in-situ transmission electron microscopy (TEM) of materials under plasma processing. The microcell consisted of 50 nm-thick film of silicon nitride observation window with 60μm distance between two electrodes. E-beam scattering Mont Carlo simulation showed that the silicon nitride thin film would have very low scattering effect on TEM primary electron beam accelerated at 200 keV. Only 4.7% of primary electrons were scattered by silicon nitride thin film and the Ar gas (60 μm thick at 1 atm pressure) filling the space between silicon nitride films. Theoretical calculation also showed low absorption of high-energy e-beam electrons. Because the plasma cell needs to survive the high vacuum TEM chamber while holding 1 atm internal pressure, a finite element analysis was performed to find the maximum stress the low-stress silicon nitride thin film experienced under pressure. Considering the maximum burst stress of low-stress silicon nitride thin film, the simulation results showed that the 50 nm silicon nitride thin film can be used in TEM under 1 atm pressure as the observation window. Ex-situ plasma generation experiment demonstrated that air plasma can be ignited at DC voltage of 570. A Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed that etching and deposition occurred during the plasma process and larger dendrites formed on the positive electrode.