Mont Terri Project - Bitumen-Nitrate-Clay interaction (BN) experiment BASE-Forschungsprojekt Themenfeld: Endlager Status: laufend Finanzierung: BASE-Forschungsbudget Projektbeschreibung Projektdaten Förderkennzeichen 4724F70102 Ausführende Stelle ANDRA (Frankreich), BASE (Deutschland), FANC (Belgien), IRSN (Frankreich) und SCK CEN (Belgien) Projektzeitraum 07.2019 Bewilligte Summe ca. 30.000€ jährlich Art der Finanzierung BASE-Forschungsbudget Zum 01. Juli 2019 ist das BASE dem Mont Terri Project beigetreten. Das Projekt wird in einem Untertagelabor im Schweizer Kanton Jura umgesetzt, das zu Forschungszwecken im Bereich der Endlagerung radioaktiver Stoffe im Tonstein eingerichtet wurde. Im Tongestein des Mont Terri Project Felslabors wird unter anderem das „Bitumen-Nitrate-Clay interaction (BN) experiment“ durchgeführt. Im Mittelpunkt des Experiments steht das Reaktionsverhaltens und der Transport von Nitrat sowie organischen Bestandteilen, die in radioaktiven Abfällen enthalten sein können. Diese stammen z. B. aus der Zersetzung von Bitumen, das für die Fixierung radioaktiver Abfälle verwendet wurde. Untersucht werden die damit verbundenen biogeochemischen Auswirkungen auf das Nahfeld eines im Tongestein gelegenen Endlagers für radioaktive Abfälle. Hierzu gehört insbesondere der Einfluss oxidierender Komponenten auf das Reduktionsvermögen von Tonstein. Im Felslabor werden hierfür in einem Bohrloch Injektionen mit Zusätzen von Nitrat, Selenat und/oder Elektronendonatoren durchgeführt. In diesem Kontext wird auch das Transportverhalten von redoxsensitiven (Radio-)Nukliden (aktuell am Beispiel inaktiver Selenverbindungen) sowie der Einfluss von Mikroorganismen untersucht. Das In-situ-Experiment wird ergänzt durch Versuche in übertägigen Laboreinrichtungen sowie numerische Modellrechnungen. Die Mobilität von Selen ist von dessen Oxidationsstufe abhängig (z. B. ist Se(VI) mobiler als Se(0)) und durch mikrobielle Aktivität kann sich die Oxidationsstufe ändern. Daher ist das BN-Experiment für die Bewertung von Langzeitsicherheitsanalysen für das BASE von Interesse. In der Vergangenheit wurde im Bohrloch eine Injektionslösung mit einem nahezu neutralen pH-Wert verwendet. In zukünftigen Experimenten soll der Einfluss eines erhöhten pH-Wertes auf den Verbleib von Nitrat bzw. Selenat im Tonstein untersucht werden. Ein alkalisches Milieu kann in einem Endlager zum Beispiel dadurch entstehen, dass Beton als Barriere- und Verschlussmaterial verwendet wird. Die Erhöhung des pH-Werts soll im Experiment langsam und schrittweise erfolgen, damit sich die mikrobielle Population an die geänderten Umweltbedingungen anpassen kann. Das BASE beteiligt sich durch die Übernahme von Modellierungsaufgaben im Bereich Geochemie . Es werden geochemische Berechnungen durchgeführt, um die Experimente zur Erhöhung des pH-Werts im Bohrloch vorzubereiten und auszuwerten. Ein Ziel ist es, vorherzusagen, ob es zu Ausfällungen von Mineralen bzw. Festphasen in den Wasserleitungen kommen kann. Daher werden verschiedene Rechenfälle mit unterschiedlichen Randbedingungen modelliert (z. B. verschiedene Arten von Injektionslösungen, die zu einer pH-Wert-Erhöhung führen). Ebenfalls werden die geochemischen Wechselwirkungen mit dem umgebenden Tonstein berücksichtigt. Dies geschieht durch die Betrachtung geochemischer Prozesse (z. B. Kationenaustausch) in einzelnen Rechenfällen, deren Ergebnisse verglichen werden, um die Auswirkung auf Mineralausfällungen und -auflösungen insgesamt zu analysieren. Schließlich soll der Bereich der pH-Werte aufgezeigt werden, der im Bohrloch in Abhängigkeit von den gewählten Randbedingungen und geochemischen Prozessen erreicht werden kann. Veröffentlichungen Weyand, T., Jendras, M., Bleyen, N., Hendrix, K. & Borkel, C.: Modelling the geochemical behaviour of aqueous solutions in the Opalinus Clay as part of the Mont Terri BN Experiment using PHREEQC. Geophysical Research Abstracts, EGU2023-2875, DOI 10.5194/egusphere-egu23-2875 , 2023. Hendrix, K., Bleyen, N., Mijnendonckx, K., van Gompel, V., Albrecht, A., Linard, Y., Cannière, P. de, Surkova, M., Wittebroodt, C., Small, J., Weyand, T., Jendras, M. & Valcke, E.: A long running in-situ experiment in clay: 12 years of the Bitumen-Nitrate-Clay interaction experiment at Mont Terri rock laboratory. Safety of Nuclear Waste Disposal 2, 145–146, DOI 10.5194/sand-2-145-2023 , 2023. Kontakt E-Mail christoph.borkel@base.bund.de
Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle HUELS TROISD 19.1. Wasserart: reines Grundwasser
Das Projekt "Waldnutzung, Waldpflege, Waldnaturschutz - Optionen für die Anpassung an den Klimawandel - Modul Wald" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Landespflege durchgeführt. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald und daraus abzuleitende Anpassungsoptionen werden von Prof. Dr. Werner Konold, Universität Freiburg, Institut für Landespflege untersucht. Das Modul Wald befasst sich mit folgenden Themenschwerpunkten: zukünftige Ausrichtung der Baumartenwahl (incl. Herkunftsfrage); Strukturierung und Multifunktionalität der Wälder/Veränderung von Waldgesellschaften; Sensitivität von Waldökosystemen; Veränderungen von Nutzungspotentialen; Anpassungsoptionen. Das Modul hat vor allem enge Verbindungen zu den Grundlagenmodulen Boden und Wasser sowie Biodiversität. Mit Blick auf die Wald-/Offenlanddynamik bestehen aber auch unmittelbare Anknüpfungspunkte an das Modul Landwirtschaft.
Das Projekt "Einfluss einer Quecksilber- und Selenduengung auf das Wachstum verschiedener Nutzpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Agrikulturchemisches Institut durchgeführt. Aufnahme von Quecksilber und Selen aus verschiedenen Verbindungen dieser Elemente durch Kulturpflanzen aus dem Boden. Gefaessversuche mit verschiedenen Boeden mit Quecksilber und Selenmengen bis zur Schaedigungsgrenze der Pflanzen.
Das Projekt "Neue Technologien fuer Solarzellen auf Kalkpyritbasis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Physikalische Elektronik durchgeführt. Hauptzielsetzung dieses gemeinsamen europaeischen Projektes ist die Entwicklung neuer 'low-cost'-Technologien fuer die Herstellung von Cu(In,Ga)Se2-Duennschichten. Innerhalb der fuenf beteiligten Arbeitsgruppen werden hierfuer elektrochemische Abscheidung, Siebdruck, Selenisierung von Metallschichten und Koverdampfung untersucht. Zusaetzlich werden neue Strukturen untersucht, wie zum Beispiel Absorber mit variierender Bandluecke oder Mehrfachschichten fuer Fenster, die Steigerungen des Wirkungsgrades erwarten lassen.
Das Projekt "Oka-Elbe Projekt II - Teilprojekt: Schwermetalle und organische Schadstoffe an ausgewaehlten Belastungsschwerpunkten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umwelt-Geochemie durchgeführt. Die im Rahmen des Oka-Elbe Projektes, Teil 1, durchgefuehrte Kartierung der Schwermetallbelastung des Oka-Einzugsgebietes zeigt die Bereiche erhoehter Belastungen. Wegen der Groesse des Einzugsgebietes konnte bisher nur ein eingeschraenktes Beprobungsraster bearbeitet werden. Diese Gebiete sollen nun anhand von engeren Beprobungsrastern eingehend charakterisiert werden. Die Bearbeitung wird auf ausgewaehlte Verbindungen der Gruppe der PAK, der CKW, der N/P-haltigen Pestizide, der Chlorphenole, der Hg- und Sn-organischen Verbindungen erweitert werden. Ferner wird die geochemische Hintergrundbelastung von Schwermetallen des Oka-Einzugsgebietes (in enger Zusammenarbeit mit dem Verbundvorhaben 'Geogener Background im Elbe-Einzugsgebiet') ermittelt. Ziel dieses Projektes ist es, das derzeit von den Sedimenten ausgehende Gefaehrdungspotential, insbesondere fuer die Wasserversorgung und aquatische Lebensgemeinschaften, zu ermitteln, Quellen von Verunreinigern aufzufinden und Massnahmen fuer die Sicherung dieser Schutzgueter vorzuschlagen.
Das Projekt "Galvanische Abscheidung von Verbindungshalbleitern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Zielsetzung: Im Verlauf des Projektes soll geklaert werden, ob und unter welchen Bedingungen Halbleiter, fuer die Herstellung photovoltaischer Elemente, flaechenhaft auf geeignete Substratmaterialien abgeschieden werden koennen. In diesem Rahmen sollen die halbleitenden Verbindungen Cu2S, ZnTe, CdTe und CuInSe2, untersucht werden. Arbeitsprogramm: Cu2S wird durch anodische Oxidation auf ein Kupfersubstrat aufgebracht. Der Cu2S-Wachstumsmechanismus soll genau untersucht werden, um mit den daraus gewonnenen Informationen Abscheidungsbedingungen fuer ein stoechiometrisches Cu2S-Wachstum zu erhalten. Die kathodische Koabscheidung des ternaeren Verbindungshalbleiters CuInSe2 soll systematisch untersucht werden, um eine Abschaetzung dafuer zu liefern, ob die galvanische Herstellung der ternaeren Verbindung eine konkurrenzfaehige Moeglichkeit zu den herkoemmlichen physikalischen Prozessen darstellt. ZnTe-Schichten sollen ebenfalls kathodisch aus einem Bad abgeschieden werden, das Zinksulfat und Tellurit-Ionen enthaelt.
Das Projekt "IBÖM02: BioFortiSe: Biofortifikation von Äpfeln mit Selen zur Verbesserung der Fruchtqualität, der Lagerfähigkeit und des gesundheitlichen Wertes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AGLUKON Spezialdünger GmbH & Co. KG durchgeführt. Im Rahmen des F&E-Projektes wird beabsichtigt, auf Basis der Se-Biofortifikation einen neuen Ansatz zur Verbesserung der Fruchtqualität und Lagerfähigkeit von Äpfeln zu entwickeln, durch den gleichzeitig der Einsatz an synthetischen Pflanzenschutzmitteln im Apfelanbau reduziert und damit die Rückstandsbelastung der Erzeugnisse vermindert werden kann. Im hier beantragten Teilprojekt 2 steht die Entwicklung eines vermarktungsfähigen Blattdüngemittels im Vordergrund. Für verschiedene bereits existierende Blattdünger, die schon in Äpfeln Anwendung finden, sollen hier durch die Zugabe von verschiedenen Se-Formen und Formulierungen neue Rezepturen erstellt werden. Diese Rezepturen werden in dem selbst entwickelten Phytoschnelltest erprobt und etwaige Verträglichkeitsprobleme evaluiert. Anhand dieser ersten Ergebnisse werden die Se- Blattdüngerprototypen weiterentwickelt, sodass eine sichere Anwendung gewährleitest sein kann. Neben der chemischen Entwicklung des Produktes ist auch ein wesentlicher Bestandteil des TP ein geeignetes Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, einen als akut toxisch eingestuften Stoff verfahrenstechnisch sicher verarbeiten zu können und jede Gefahr für Formulierer und Anwender auszuschließen. Des Weiteren sollen auf internationalem Niveau eine interne Marktanalyse mit dem existierenden Kundenstamm durchgeführt werden.
Das Projekt "Verhalten langlebiger Spalt- und Aktivierungsprodukte im Nahfeld eines Endlagers und Möglichkeiten ihrer Rückhaltung (VESPA) - Teilprojekt: HZDR" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. Das Verhalten und speziell die Rückhaltung des Selens hängt stark von dem Redoxzustand des Selens ab. Die Oxyanionen Selenat und Selenit werden unter den pH und Eh-Bedingungen wie sie im Endlager vorliegen, als relativ mobile Formen betrachtet, die vorwiegend über hydrostatische Sorption an Mineraloberflächen zurückgehalten werden können. Allerdings haben ATR FT-IR und EXAFS Messungen zur Selenat-Sorption an Maghemit, die innerhalb des VESPA-Projektes durchgeführt wurden, gezeigt, dass der gebildete Komplex doch stärker war als vermutet und sich zum Teil ein stabiler chemischer Komplex gebildet hat. Daher sollen zusätzlich zu den vorgesehenen Alumosilikaten auch verschiedene Eisen-, Titan- und Aluminiumoxide als Sorbentien der technischen und geotechnischen Barriere innerhalb des Vorhabens vertiefter untersucht werden. Die unter reduzierenden Bedingungen vorliegenden Formen des Selens bilden entweder kolloidale Partikel oder vorwiegend schwerlösliche Niederschläge und könnten somit effizienter zurückgehalten werden als die Oxyanionen. Daher stellt eine Reduktion des Selens zu niedrigeren Oxidationsstufen eine Möglichkeit dar, Selen zu immobilisieren. Im Rahmen der Verlängerung sollen Möglichkeiten der Reduktion mittels des Minerals Magnetit untersucht und spektroskopisch charakterisiert werden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Untersuchung über die Stabilität der reduzierten Spezies. Die Ausführungen zur Arbeitsplanung sind unter dem Vorhabenziel zu finden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Sulfidische und selenidische Schichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. In diesem Teilvorhaben sollen sulfidische/selenitische Trockenschmierstoffschichten mittels der PVD-Technik entwickelt werden, welche ueber ausgepraegte Festschmierstoffeigenschaften bei ausreichender Verschleissfestigkeit verfuegen und somit die Funktionen des fehlenden Kuehlschmierstoffs bei der Trockenbearbeitung kompensieren koennen. Dabei sollen auch mit den Methoden der hoechstaufloesenden Oberflaechenanalytik ESCA, REM und XRD die Wirkung der Trockenschmierstoffschichten - insbesondere auch deren Diffusion in die Werkzeugoberflaeche - im Hinblick auf Lebensdauer, Verschleiss- und Trockenschmiermechanismen fuer die entsprechenden Bearbeitungsvorgaenge untersucht werden. Mittels der 'in-Situ'-Temperaturmessung soll nachgewiesen werden, inwieweit sich die Temperaturen waehrend der Zerspanung auf dem Werkzeug bzw. am Bauteil durch den Einsatz geeigneter Schmierstoffschichten senken lassen und somit das Verschleissverhalten am Werkzeug einerseits und die Beeinflussung der erzeugten Bauteiloberflaeche andererseits verbessern kann.
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| Förderprogramm | 25 |
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