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Technical Report NTB 91-32
Chemistry of the redox-sensitive elemensLiterature review
Als Teil der Sicherheitsbetrachtung für ein Endlager für radioaktive Abfälle muss die Migration der radioaktiven Elemente von der Abfallmatrix bis in die Biosphäre modelliert werden. Die Geosphäre ist eine wichtige Barriere und der Einbezug der Rückhaltung der radioaktiven Isotope setzt die Kenntnis von Sorptionskoeffizienten und Löslichkeiten voraus. Wichtige langlebige Isotope im hochaktiven Abfall sind die Spaltprodukte Selen, Technetium, Palladium und Zinn sowie das Aktinid Neptunium, welche alle redoxsensitiv sind. Ein Transportmodell mit konservativen Sorptionswerten sagt hauptsächlich Dosen von diesen Elementen voraus. Da die einzelnen Oxidationsstufen der redoxsensitiven Elemente unterschiedliche und weitgehend unbekannte Sorptionseigenschaften und Löslichkeiten aufweisen, könnten die realistischen Dosen geringer sein.
Die relevante Literatur über die Chemie der fünf Elemente wird zusammengefasst und soll als Grundlage für die Planung eines experimentellen Programms dienen. Für jedes Element wird die Literatur über die allgemeine Chemie, ausgewählte Sorptionsstudien, Geochemie und analytische Methoden zusammengefasst. Es zeigt sich, dass das Wissen über einige Punkte sehr gering ist. Von einigen Elementen ist sogar die allgemeine Chemie nicht sehr gut bekannt, weil diese nur beschränkte Anwendungen haben und sich die Forschung lediglich auf gewisse Aspekte konzentriert. Die meisten Sorptionsstudien in Zusammenhang mit dem radioaktiven Abfall konzentrieren sich auf einige der relevanten Elemente, während andere bisher vernachlässigt wurden.
Die Simulation eines realistischen Systems im Labor stellt spezielle Probleme, welche ebenfalls gelöst werden müssen. Die Literatur zu diesem Thema wurde kritisch durchgesehen.
Die Elemente, welche unter realistischen Bedingungen am mobilsten sind, werden identifiziert und es wird empfohlen, die Forschung zu Beginn auf diese zu konzentrieren.