Untersuchungen eines Uranvorkommens in der Oberpfalz auf Eignung als Natürliches Analogon für das Verhalten radioaktiver Elemente im Fernfeld eines hypothetischen Endlagers

Die Endlagerung radioaktiver Substanzen in tiefen Gesteinsformationen ist in Deutschland nach wie vor eine ungeklärte Fragestellung. Für den Fall, dass Barrieresysteme eines potentiellen Endlagers versagen und belastete Wässer in die Deckschichten gelangen, ist eine effiziente Rückhaltung der Radionuklide besonders wichtig. Tone und Kohlen können radioaktive Elemente effizient festlegen und damit den Eintrag in die Biosphäre vermindern. Eine gute Möglichkeit, das Migration- und Immobilitätsverhalten radioaktiver Elemente in natürlichen Systemen zu studieren, bieten „Natürliche Analoga“ (NA). In dieser Arbeit wird die natürliche Urananreicherung von Heselbach (Oberpfalz, Deutschland) mit Hilfe geologischer, hydrologischer und radiometrischer Methoden in Hinblick auf Eignung als NA untersucht. Kohleführende Sande und Tone des Wackersdorfer Braunkohletertiärs, die aufgrund ihrer Randlage nicht von ehemaligen Bergbautätigkeiten erfasst wurden, weisen Urangehalte bis zu 1150 ppm auf. Mittels Spektroskopie konnte immobiles U(VI) nachgewiesen werden, das jedoch keine eigenständige Uranphase bildet, sondern zum überwiegenden Anteil als Uranylion an organischem Material komplex gebunden oder mit sekundären Sulfatmineralphasen assoziiert vorliegt. Reduziertes Uran in Form vierwertiger, sekundär gebildeter Uranminerale ist nicht präsent. Radiometrische Analysen beweisen eine epigenetische Anreicherung. Aktivitätsungleichgewichte der Uran- und Thorium-Isotope lassen auf einen jungen Uraneintrag innerhalb der letzten 300.000 a schließen. Dieses Ergebnis kann durch zwei Transport-Szenarien interpretiert werden, welche mit Hilfe eines 2D-Transportmodells auf ihre Plausibilität hin überprüft wurden. Demnach können sowohl ein geringer, über einen langen Zeitraum kontinuierlicher Uraneintrag, als auch mehrere kurze, bedingt durch den Eiszeit-/Warmzeitwechsel im Quartär periodisch wiederkehrende, stark mit Uran angereicherte Grundwasserflüsse für die Anreicherung verantwortlich sein.