Experimentelle Bestimmung von Kd-Werten für endlagerrelevante Radionuklide und REFESOL-Böden

Im Standortauswahlverfahren für ein Endlager für hochradioaktive Abfälle sind weiterentwickelte und umfassende vorläufige Sicherheitsuntersuchungen durchzuführen. Dabei sind die Expositionen auf Grund von Austragungen von Radionukliden aus den eingelagerten radioaktiven Abfällen abzuschätzen. Dazu sind zuverlässige Prozessmodelle erforderlich, die beim Nachweis, dass dauerhaft die Dosiskriterien eingehalten werden, genutzt werden können. Der Transport radioaktiv kontaminierten Wassers in landwirtschaftlich genutzten Bodenflächen ist hierbei ein bedeutsamer Prozess.

Bei der Modellierung wassergebundener Transportprozesse spielt der Verteilungskoeffizient Kd eine wesentliche Rolle. In einem früheren Forschungsvorhaben wurden durch Modellrechnungen für neun langlebige endlagerrelevante Radionuklide die Einflussfaktoren auf die Kd-Werte anhand zweier gut charakterisierter landwirtschaftlicher Böden (RefeSol-Böden) ermittelt.

Das jetzt durchgeführte Forschungsvorhaben hatte zum Ziel, diese Modellrechnungen mit Hilfe von Säulenversuchen experimentell zu überprüfen. Es wurden acht Versuche unter Verwendung eines mit den Radionukliden Ni-63, Se-75, I-129, Cs-134, Ra-226, Np-237, U-238, Pu-238 und Am-241 versetzten synthetischen Wassers durchgeführt. Dabei wurden die Szenarien

• direkter Aufstieg von kontaminiertem Grundwasser und
• die Verwendung von kontaminiertem Wasser zur Beregnung

untersucht.

Die Stärke der Sorption der Radionuklide an die Matrix der Modellböden wurde durch Analyse einzelner Bodenfraktionen und des Porenwassers ermittelt. Es konnte gezeigt werden, dass die Radionuklide zum großen Teil innerhalb der ersten Zentimeter der Bodensäule sorbieren. Eine Ausnahme stellt I-129 dar, das eine deutlich höhere Mobilität aufweist