Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-1338
Authors: Steppert, Michael
Title: Massenspektrometrische Untersuchungen des Komplexierungsverhaltens von Actinid- Ionen in Lösung
Online publication date: 3-Apr-2012
Language: german
Abstract: Da die Langzeit-Radiotoxizität von abgebrannten Kernbrennstoffen von Plutonium und den minoren Actiniden dominiert wird, sind diese Elemente im Fokus der Untersuchungen bezüglich der Entsorgung der radioaktiven Abfälle.rnUm ein besseres Verständnis der Selektivität der Partitioning-Liganden BTP und BTBP bezüglich der Extraktion von trivalenten Actiniden zu erlangen, wurden die Komplexe, die diese mit Lanthaniden in octanolischer Lösung bilden charakterisiert. Das unterschiedliche Extraktionsverhalten der Lanthaniden untereinander konnte dabei auf unterschiedliche Präferenz zur Bildung von Ln(BTP)3-Komplexen abhängig vom Ionenradius der Lanthaniden zurückgeführt werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass abhängig vom sterischen Anspruch der BTBP-Liganden in Eu(BTBP)2-Komplexen Nitratliganden in der ersten Koordinationssphäre gebunden werden. rnDa das Verhalten von Plutonium unter geochemischen Bedingungen von besonderem Interesse für die Risikoabschätzung von nuklearen Endlagern ist, widmet sich der zweite Teil der Arbeit dem Hydrolyse- und Kolloidbildungsverhalten von wässrigen Plutoniumlösungen in den Oxidationsstufen IV bis VI. Daher wurden die Lösungsspezies von sowohl Zirconium(IV) als Analogon für Plutonium(IV), als auch die von Uran(VI) und Plutonium(VI) direkt mittels massenspektrometrischer Methoden charakterisiert und quantifiziert. Darüber hinaus wurde die kinetische Hemmung der Reduktion von Pu(V) zu Pu(IV) und nachfolgender Kolloidbildung untersucht, welche sich durch oberflächeninduzierte Reduktion an kolloidalen Kristallisationskeimen deutlich beschleunigen lässt.rn
As the long-term radiotoxicity of spent nuclear fuel is governed by Plutonium and the Minor Actinides, these elements are focussed on for investigations in the framework of safety assessment for nuclear waste repositories.rnTo shed more light on the selectivity of the partitioning ligands BTP and BTBP towards the extraction of trivalent actinides, the complexes these ligands form with lanthanides in octanolic solution were characterized. The differences in the extraction efficiencies among the different lanthanides were traced back to the varying preferential formation of Ln(BTP)3 complexes, depending on the ionic radius of the lanthanides. Additionally it was shown that depending on the sterical demand of BTBP ligands nitrate anions coordinate in the first coordination shell of Eu(BTBP)2-complexes.rnAs the behavior of Plutonium under geochemical conditions is of particular interest for the safety assessment of potential nuclear waste repositories, the second part of the thesis focuses on the hydrolysis and colloid formation behavior of aqueous Plutonium solutions. The solution species of Zirconium(IV) as analogue for Plutonium(IV) as well as of Uranium(VI) and Plutonium(VI) were characterized and quantified by means of electrospray ionization mass spectrometry. Moreover the colloid-induced reduction of Pu(V) to Pu(IV) and the subsequent formation of colloidal species was investigated.rn
DDC: 540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1338
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 110 S.
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