Prognose der Freisetzung und des Transports von Uran aus gefluteten untertägigen Grubengebäuden am Beispiel des ehemaligen ostthüringischen Uranbergbaus

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Es ist geplant, im beantragten Projekt den Prozeß der Freisetzung und Ausbreitung von Uran im oxidierten Milieu eines gefluteten untertägigen Bergbau-Grubengebäudes zu untersuchen. Ziel des vorgestellten Projektes ist die prozeßbasierte Prognose der langfristigen zeitlichen Variabilität am Beispiel des Urans im Abstrom des Grubengebäudes in Abhängigkeit der Geometrie des Strömungssystems, hydraulischen und chemischen Randbedingungen sowie der hydraulischen und reaktionskinetischen Kennwerte. Zu diesem Zweck soll ein regionales Transportmodell entwickelt werden, das die Strömung und den Stofftransport in einem Hybridsystem, bestehend aus einem diskreten Röhrennetz (Strecken, Schächte) und einem angrenzenden Feinkluftsystem (Kontinuum, vererzte Schwarzpelite), simuliert. Dieses Modell ist gekoppelt mit einem Programmmodul in dem die chemischen Reaktionsgleichungen gelöst werden. Die reaktionskinetischen Modellparameter werden durch Laboruntersuchungen bestimmt, die die Elementarprozesse der Auflösung der Metalloxide an der Grenzfläche Festkörper/wässrige Elektrolytlösung direkt erforschen. Über einen numerischen Upscaling-Algorithmus sollen die für die Modellierung im Regionalmaßstab benötigten effektiven Geschwindigkeitskonstanten ermittelt werden. In der hier beantragten Phase liegt der Schwerpunkt der Untersuchungen zunächst auf der Erforschung der Mobilität des Urans mit der Absicht, das betrachtete System und die angelegten Randbedingungen möglichst einfach und damit leichter kontrollierbar zu halten. Es wird erwartet, daß die Ergebnisse des hier beantragten Vorhabens zum Verständnis der Uranfreisetzung und der Ausbreitung der Metalle und Radionuklide im allgemeinen in Geosystemen sowie zur Identifizierung der relevanten Prozesse beiträgt.