Jahresbericht 2018-2019

Abb. 3. rechts Aufbau der Lysimeteran- lage in der Klimakammer. Foto: AG Schäfer Dieses Verbundprojekt, welches vom BMWi geför- dert und von der FSU Jena koordiniert wird, un- tersucht die Integrität geotechnischer Barrieren (kompaktierter Bentonit) unter niedrig salinaren, glazialen Schmelzwasserbedingungen in der inter- nationalen Forschungsplattform des Felslabors Grimsel (Abb. 2, www.grimsel.com ). Der Fokus liegt auf dem Einfluss der natürlichen Kluftgeomet- rie auf das Strömungs- und Transportverhalten, der Expansion des quellfähigen Bentonits in diese Kluftsysteme sowie dem Austrag von Tonmineral- Nanopartikeln und assoziierten Radionukliden. Im Rahmen dieser Labor- und Feldstudien sind auch analytische Weiterentwicklungen zur Beschleuni- ger-Massenspektrometrie (AMS) notwendig, so dass das Verhalten von natürlichen und künstli- chen Radionukliden im Ultraspurenbereich im Ver- gleich z. B. zu SEE untersucht werden kann. [2] Quinto, F., et al. (2019): Ultratrace determination of 99 Tc in small natural water samples by AMS with the gas-filled analyzing magnet system. Anal. Chem. DOI 10.1021/acs.analchem.8b05765. [3] Stoll, M., et al. (2019): Experimental and numerical investigations on the effect of fracture geometry and fracture aperture distribution on flow and solute transport in natural fractures. J. Contam. Hydrol. DOI:.10.1016/j.jconhyd.2018.11.008. Integrität geotechnischer Barrieren Das Labor der Angewandten Geologie verfügt über State of the Art Analyseverfahren zur Bestimmung anorganischer Analyten, die in Forschung und Lehre eingesetzt werden (u.a. IC, ICP-OES, (LA)-ICP-MS). Durch drei 2018/ 2019 bewillig- te Großgeräteanträge wird (a) eine analytische Plattform NacoTe (Characterization of Nanoparticles in the Eco- and Technosphere) zur Nanoparti- kelanalytik aufgebaut, welche eine Feldflussfraktionierungs- anlage kombiniert mit einem hochempfindlichen organi- schen C/N-Detektor, und eine Single Particle (SP)-ICP-MS umfasst und (b) ein Röntgen- mikroskop (Zeiss XRadia Versa 620) mit Kopplung zu einer in- situ Kompression-/Zug-Lastzelle zur zerstörungsfreien räumli- chen 3D-Analyse als integraler Bestandteil der im Aufbau be- findlichen korrelativen Mikro- skopie-Plattform installiert. Diese Plattformen werden wichtige Bausteine der Vernet- zung von Chemie und Geowis- senschaften und Bio- und Geo- wissenschaften am Standort Jena darstellen und zur natio- nalen und internationalen Wett- bewerbsfähigkeit beitragen. Analytische Erweiterung des Lehrstuhls Angewandte Geologie Im Rahmen des Langzeitsicherheitsnachweises müssen potentielle Migrationspfade von langle- bigen Radionukliden (RN) in die Biosphäre unter- sucht werden. Im Fokus des BMBF-geförderten Verbundprojekts TransLARA (www.trans-lara.de ) steht der RN-Transport aus dem Grundwasser in die Bodenzone und weiter in Nutzpflanzen. Hier- bei werden in Jena Transportmechanismen von RN und deren Homologen in der Bodenzone ex- perimentell unter Verwendung von Laborlysime- tern (Abb. 3) untersucht und ein reaktives Trans- portmodell auf Basis eines Multi-Komponenten Oberflächenkomplexierungsmodels aufgebaut. Im Porenraum von Bodenökosystemen befinden sich organische und anorganische Kolloide, wel- che den Schadstoff-Transport erheblich modifi- zieren können und neben der Bildung von Sekun- därphasen untersucht werden. Transfer Grundwasser-Bodenzone-Pflanze Abb. 2. links Megapacker-System zur hydraulischen Kontrolle der MI-Scherzone im Felslabor Grimsel. Foto: AG Schäfer FORSCHUNG — 127