Untersuchungen eines Uranvorkommens in der Oberpfalz auf Eignung als Natürliches Analogon für das Verhalten radioaktiver Elemente im Fernfeld eines hypothetischen Endlagers
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Braunschweig
Inst. für Geowiss. der Techn. Univ. Braunschweig
2007
|
| Schriftenreihe: | Braunschweiger geowissenschaftliche Arbeiten
29 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Tags: |
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BRAUNSCHWEIGER GEOWISSENSCHAFTLICHE ARBEITEN 29 DAGMAR SCHOENWIESE
UNTERSUCHUNGEN EINES URANVORKOMMENS IN DER OBERPFALZ AUF EIGNUNG ALS
NATUERLICHES ANALOGON FUER DAS VERHALTEN RADIOAKTIVER ELEMENTE IM FERNFELD
EINES HYPOTHETISCHEN ENDLAGERS 2007 BRAUNSCHWEIGER GEOWISS. ARB. 29 146
S. 77 ABB., 52 TAB. BRAUNSCHWEIG, 2007 VORVEROEFFENTLICHUNGEN DANKSAGUNG
ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG UND
FRAGESTELLUNG 1 1.1 HINTERGRUND 1 1.2 KONKRETE FRAGESTELLUNG UND
VORGEHENSWEISE AM STANDORT HESELBACH 2 1.3 REGIONALE FACHLITERATUR 4 2
STAND DER FORSCHUNG UND GRUNDLAGEN 5 2.1 NATUERLICHE ANALOGA 5 2.1.1
DEFINITION DES BEGRIFFS NATUERLICHE ANALOGA (NA) 5 2.1.2 ANFORDERUNGEN AN
EIN NATUERLICHES ANALOGON 5 2.1.3 UNTERSUCHTE PROZESSE IN NA-STUDIEN 7
2.1.4 BEISPIELE FUER NA-STUDIEN 7 2.1.4.1 NA FUER MIGRATION UND
RETARDATION VON RADIONUKLIDEN IM DECKGEBIRGE (FERNFELD) EINES ENDLAGERS
8 2.2 GEOCHEMIE DES URANS 9 2.2.1 MOBILISIERUNG VON URAN 9 2.2.2
RETARDATION VON URAN 10 2.2.3 ISOTOPENCHEMIE DES URANS UND THORIUMS 11 3
EINFUEHRUNG IN DAS UNTERSUCHUNGSGEBIET 15 3.1 GEOGRAPHISCHE LAGE DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES 15 3.2 GEOLOGIE UND HYDROGEOLOGIE DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES 16 3.2.1 GEOLOGIE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES 16
3.2.2 ZEITLICHER ABLAUF DER GEOLOGISCHEN ENTWICKLUNG DES DECKGEBIRGES 16
3.2.3 HYDROGEOLOGIE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES 18 3.2.4 STRATIGRAPHIE DES
EIGENTLICHEN UNTERSUCHUNGSGEBIETES 19 3.2.4.1 KEUPER 19 3.2.4.2 TERTIAER
19 3.2.4.2.1 DIE WACKERSDORFER BRAUNKOHLE 19 3.2.4.3 QUARTAER 19 3.3
ANTHROPOGENE EINFLUESSE 20 3.3.1 GESCHICHTE DES BRAUNKOHLE-TAGEBAUS
WACKERSDORF 20 3.3.2 BAUMASSNAHMEN 2002-2003 22 3.4 BOHRPUNKTE UND
MESSNETZ 23 3.4.1 DURCHFUEHRUNG DER BOHRKAMPAGNEN 2002 UND 2003 23 3.4.2
LAGE, BEZEICHNUNG UND AUSBAU DER BOHRPUNKTE 23 4 EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN 26 4.1 SEDIMENTCHARAKTERISIERUNG 26 4.1.1 HYDRAULISCHE
DURCHLAESSIGKEITEN 26 4.1.2 ABSCHAETZUNG DER EFFEKTIVEN PORENVOLUMINA 30
4.2 CHEMISCHE GESTEINSANALYTIK 31 4.2.1 ROENTGENFLUORESZENZ- ANALYTIK
(RFA) 32 4.2.2 INDUCTIVE COUPLED PLASMA (ICP)-ANALYTIK 34 4.2.3
KATIONENAUSTAUSCHKAPAZITAET 41 4.2.4 KOHLENSTOFFBESTIMMUNG 44 4.2.5
ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE (XRD) 45 4.2.5.1 ROENTGENMINERALOGIE DER
GESAMTGESTEINSPROBEN 45 4.2.5.2 ROENTGENMINERALOGIE DER TONPROBEN 45 4.3
CHARAKTERISIERUNG DER VORLIEGENDEN URANPHASE 47 4.3.1 AUTORADIOGRAPHIE
47 4.3.2 ELEKTRONENMIKROSKOPIE 48 4.3.3 XANES-UND EXAFS-MESSUNGEN 49
4.3.4 CHEMISCHE TRENNUNG VON U(IV) UND U(VI) 51 4.3.5 SEQUENTIELLE
EXTRAKTION 52 4.3.5.1 VERFAHREN NACH PERCIVAL 52 4.3.5.2 OPTIMIERTES
SE-VERFAHREN FUER HESELBACHER SEDIMENTPROBEN 59 ERGEBNISSE 60 4.4
HYDROLOGISCHE UND HYDROGEOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN 62 4.4.1
GRUNDWASSERDYNAMIK 62 4.4.1.1 GRUNDWASSERDRUCKSPIEGEL 62 4.4.1.2
ABSTANDSGESCHWINDIGKEITEN 63 4.4.1.3 TRACERVERSUCH 64 4.4.2
GRUNDWASSERCHEMIE 66 4.4.2.1 ON-SITE-MESSUNGEN 66 4.4.2.2 LABORANALYTIK
70 4.4.3 NATUERLICHE ISOTOPE 78 4.4.3.1 STABILE ISOTOPE 78 4.4.3.2
TRITIUM 81 4.4.3.3 TRITIUM-HELIUM-ALTERSDATIERUNG 85 4.5 RADIOMETRISCHE
UNTERSUCHUNGEN 87 4.5.1 METHODIK 87 4.5.1.1 PROBENBEHANDLUNG 87 4.5.1.2
MESSMETHODIK, NACHWEISGRENZEN UND FEHLERBETRACHTUNG 87 4.5.2
RADIOMETRISCHE UNTERSUCHUNGEN AN SEDIMENTEN 87 4.5.2.1
AKTIVITAETSVERHAELTNISSE IN KEUPER-SEDIMENTPROBEN 88 4.5.2.2
AKTIVITAETSVERHAELTNISSE IN SEDIMENTPROBEN DES TERTIAEREN RINNENRANDES 89
4.5.2.3 ALTERSDATIERUNG DER URANANREICHERUNG 92 4.5.3 RADIOMETRISCHE
UNTERSUCHUNGEN AN GRUNDWASSERPROBEN 94 4.6 ERGEBNISSE DER
EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 96 5 MODELLIERUNG 101 5.1
SZENARIENENTWICKLUNG 101 5.1.1 QUALITATIVES GENESE-MODELL 101 5.1.2
URAN-TRANSPORT-SZENARIEN 104 5.2 GEOCHEMISCHE MODELLIERUNG 106 5.2.1
AUSWAHL DES THERMODYNAMISCHEN DATENSATZES 107 5.2.2 ERGEBNISSE 107
5.2.2.1 ANTHROPOGENER EINFLUSS 107 5.2.2.2 SAETTIGUNGSINDICES VON
URANMINERALEN 108 5.2.2.3 MAXIMAL LOESLICHE URANKONZENTRATION IM
KEUPERGRUNDWASSER 109 5.3 STROEMUNGS- UND TRANSPORTMODELLIERUNG 111 5.3.1
GRUNDLAGEN 111 5.3.1.1 STROEMUNG 111 5.3.1.2 TRANSPORT 112 5.3.2
MODELLAUFBAU 114 5.3.3 STROEMUNGS-UND TRANSPORTPARAMETER 115 5.3.3.1
STROEMUNGSPARAMETER 115 5.3.3.1.1 MATERIALPARAMETER FUER DAS
STROEMUNGSMODELL 115 5.3.3.1.2 RANDBEDINGUNGEN FUER DAS STROEMUNGSMODELL
116 5.3.3.2 TRANSPORTPARAMETER 116 5.3.3.2.1 MATERIALPARAMETER FUER DIE
TRANSPORTMODELLIERUNG 117 5.3.3.2.2 RANDBEDINGUNGEN FUER DIE
TRANSPORTMODELLIERUNG 118 5.3.3.2.3 SENSITIVITAETSANALYSE 118 5.3.4
ERGEBNISSE UND PLAUSIBILITAETSBETRACHTUNG DER MODELLIERUNG 119 5.3.4.1
STROEMUNGSMODELLIERUNG 119 5.3.4.2 TRANSPORTMODELLIERUNG 122 5.3.4.2.1
SENSITIVITAETSANALYSE 128 5.3.5 ZUSAMMENFASSUNG DER MODELLERGEBNISSE 130
6 BEWERTUNG DER LOKATION HESELBACH IN HINBLICK AUF DIE
NUTZUNGSMOEGLICHKEIT ALS NA FUER URAN-TRANSPORTPROZESSE 132 7 LITERATUR
135 8 ANHANG (CD ROM) 146 ABKUERZUNGEN ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS |
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BRAUNSCHWEIGER GEOWISSENSCHAFTLICHE ARBEITEN 29 DAGMAR SCHOENWIESE
UNTERSUCHUNGEN EINES URANVORKOMMENS IN DER OBERPFALZ AUF EIGNUNG ALS
NATUERLICHES ANALOGON FUER DAS VERHALTEN RADIOAKTIVER ELEMENTE IM FERNFELD
EINES HYPOTHETISCHEN ENDLAGERS 2007 BRAUNSCHWEIGER GEOWISS. ARB. 29 146
S. 77 ABB., 52 TAB. BRAUNSCHWEIG, 2007 VORVEROEFFENTLICHUNGEN DANKSAGUNG
ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG UND
FRAGESTELLUNG 1 1.1 HINTERGRUND 1 1.2 KONKRETE FRAGESTELLUNG UND
VORGEHENSWEISE AM STANDORT HESELBACH 2 1.3 REGIONALE FACHLITERATUR 4 2
STAND DER FORSCHUNG UND GRUNDLAGEN 5 2.1 NATUERLICHE ANALOGA 5 2.1.1
DEFINITION DES BEGRIFFS NATUERLICHE ANALOGA (NA) 5 2.1.2 ANFORDERUNGEN AN
EIN NATUERLICHES ANALOGON 5 2.1.3 UNTERSUCHTE PROZESSE IN NA-STUDIEN 7
2.1.4 BEISPIELE FUER NA-STUDIEN 7 2.1.4.1 NA FUER MIGRATION UND
RETARDATION VON RADIONUKLIDEN IM DECKGEBIRGE (FERNFELD) EINES ENDLAGERS
8 2.2 GEOCHEMIE DES URANS 9 2.2.1 MOBILISIERUNG VON URAN 9 2.2.2
RETARDATION VON URAN 10 2.2.3 ISOTOPENCHEMIE DES URANS UND THORIUMS 11 3
EINFUEHRUNG IN DAS UNTERSUCHUNGSGEBIET 15 3.1 GEOGRAPHISCHE LAGE DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES 15 3.2 GEOLOGIE UND HYDROGEOLOGIE DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES 16 3.2.1 GEOLOGIE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES 16
3.2.2 ZEITLICHER ABLAUF DER GEOLOGISCHEN ENTWICKLUNG DES DECKGEBIRGES 16
3.2.3 HYDROGEOLOGIE DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES 18 3.2.4 STRATIGRAPHIE DES
EIGENTLICHEN UNTERSUCHUNGSGEBIETES 19 3.2.4.1 KEUPER 19 3.2.4.2 TERTIAER
19 3.2.4.2.1 DIE WACKERSDORFER BRAUNKOHLE 19 3.2.4.3 QUARTAER 19 3.3
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WACKERSDORF 20 3.3.2 BAUMASSNAHMEN 2002-2003 22 3.4 BOHRPUNKTE UND
MESSNETZ 23 3.4.1 DURCHFUEHRUNG DER BOHRKAMPAGNEN 2002 UND 2003 23 3.4.2
LAGE, BEZEICHNUNG UND AUSBAU DER BOHRPUNKTE 23 4 EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN 26 4.1 SEDIMENTCHARAKTERISIERUNG 26 4.1.1 HYDRAULISCHE
DURCHLAESSIGKEITEN 26 4.1.2 ABSCHAETZUNG DER EFFEKTIVEN PORENVOLUMINA 30
4.2 CHEMISCHE GESTEINSANALYTIK 31 4.2.1 ROENTGENFLUORESZENZ- ANALYTIK
(RFA) 32 4.2.2 INDUCTIVE COUPLED PLASMA (ICP)-ANALYTIK 34 4.2.3
KATIONENAUSTAUSCHKAPAZITAET 41 4.2.4 KOHLENSTOFFBESTIMMUNG 44 4.2.5
ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE (XRD) 45 4.2.5.1 ROENTGENMINERALOGIE DER
GESAMTGESTEINSPROBEN 45 4.2.5.2 ROENTGENMINERALOGIE DER TONPROBEN 45 4.3
CHARAKTERISIERUNG DER VORLIEGENDEN URANPHASE 47 4.3.1 AUTORADIOGRAPHIE
47 4.3.2 ELEKTRONENMIKROSKOPIE 48 4.3.3 XANES-UND EXAFS-MESSUNGEN 49
4.3.4 CHEMISCHE TRENNUNG VON U(IV) UND U(VI) 51 4.3.5 SEQUENTIELLE
EXTRAKTION 52 4.3.5.1 VERFAHREN NACH PERCIVAL 52 4.3.5.2 OPTIMIERTES
SE-VERFAHREN FUER HESELBACHER SEDIMENTPROBEN 59 ERGEBNISSE 60 4.4
HYDROLOGISCHE UND HYDROGEOLOGISCHE UNTERSUCHUNGEN 62 4.4.1
GRUNDWASSERDYNAMIK 62 4.4.1.1 GRUNDWASSERDRUCKSPIEGEL 62 4.4.1.2
ABSTANDSGESCHWINDIGKEITEN 63 4.4.1.3 TRACERVERSUCH 64 4.4.2
GRUNDWASSERCHEMIE 66 4.4.2.1 ON-SITE-MESSUNGEN 66 4.4.2.2 LABORANALYTIK
70 4.4.3 NATUERLICHE ISOTOPE 78 4.4.3.1 STABILE ISOTOPE 78 4.4.3.2
TRITIUM 81 4.4.3.3 TRITIUM-HELIUM-ALTERSDATIERUNG 85 4.5 RADIOMETRISCHE
UNTERSUCHUNGEN 87 4.5.1 METHODIK 87 4.5.1.1 PROBENBEHANDLUNG 87 4.5.1.2
MESSMETHODIK, NACHWEISGRENZEN UND FEHLERBETRACHTUNG 87 4.5.2
RADIOMETRISCHE UNTERSUCHUNGEN AN SEDIMENTEN 87 4.5.2.1
AKTIVITAETSVERHAELTNISSE IN KEUPER-SEDIMENTPROBEN 88 4.5.2.2
AKTIVITAETSVERHAELTNISSE IN SEDIMENTPROBEN DES TERTIAEREN RINNENRANDES 89
4.5.2.3 ALTERSDATIERUNG DER URANANREICHERUNG 92 4.5.3 RADIOMETRISCHE
UNTERSUCHUNGEN AN GRUNDWASSERPROBEN 94 4.6 ERGEBNISSE DER
EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 96 5 MODELLIERUNG 101 5.1
SZENARIENENTWICKLUNG 101 5.1.1 QUALITATIVES GENESE-MODELL 101 5.1.2
URAN-TRANSPORT-SZENARIEN 104 5.2 GEOCHEMISCHE MODELLIERUNG 106 5.2.1
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URANMINERALEN 108 5.2.2.3 MAXIMAL LOESLICHE URANKONZENTRATION IM
KEUPERGRUNDWASSER 109 5.3 STROEMUNGS- UND TRANSPORTMODELLIERUNG 111 5.3.1
GRUNDLAGEN 111 5.3.1.1 STROEMUNG 111 5.3.1.2 TRANSPORT 112 5.3.2
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TRANSPORTMODELLIERUNG 118 5.3.3.2.3 SENSITIVITAETSANALYSE 118 5.3.4
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6 BEWERTUNG DER LOKATION HESELBACH IN HINBLICK AUF DIE
NUTZUNGSMOEGLICHKEIT ALS NA FUER URAN-TRANSPORTPROZESSE 132 7 LITERATUR
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