Die chinesische Doktorandin Yanhua Chen arbeitet am Labor für Endlagersicherheit des Paul Scherrer Instituts in Würenlingen. Sie untersucht für die Nagra die Wechselwirkung von bestimmten Radionukliden mit dem Tongestein Opalinuston. Dieser ist die natürliche Sicherheitsbarriere eines geologischen Tiefenlagers. Radionuklide breiten sich nur sehr langsam durch den Opalinuston aus. Wechselwirken sie mit den in Opalinuston enthaltenen Tonmineralien wie Illit und Kaolinit, werden sie zurückgehalten und migrieren noch langsamer.

Radionuklid C-14 im Fokus

«Ich habe das Radionuklid C-14 untersucht, das in einfachen organischen Verbindungen wie Carbonsäuren und Alkoholen gebunden wird», erklärt Yanhua Chen. «Diese Verbindungen entstehen im Tiefenlager bei der Freisetzung von C-14 infolge der Korrosion von Metallen aus Kernreaktoren.» Dort ist das C-14 durch Neutronenbestrahlung aus Stickstoff während des Reaktorbetriebs entstanden. Da das radioaktive C-14 eine Halbwertszeit von «nur» 5730 Jahren habe, könne es nahezu vollständig in der Tiefe zerfallen, bevor es an die Erdoberfläche gelange. «Damit dies geschieht, genügt bereits eine schwache Wechselwirkung der C-14-enthaltenden organischen Verbindungen mit den Tonmineralien, die in Opalinuston enthalten sind», sagt die junge Forscherin. Bis anhin gab es weltweit noch keine Messwerte für C-14. Die Nagra musste bisher in ihren Dosisberechnungen daher annehmen, dass es bei C-14 keine solche Wechselwirkung gibt und konservativ mit einer grossen Sicherheitsmarge rechnen.

Schwache Wechselwirkung vorhanden

«Sowohl in meinen Experimenten mit den reinen Tonmineralien Illit und Kaolinit als auch mit Opalinuston selbst konnte ich eine solche schwache Wechselwirkung nachweisen», fasst die Forscherin zusammen. Dies ist relevant für die Dosisberechnungen der Nagra, mit denen gezeigt wird, dass durch das Tiefenlager nie eine Gefahr für die Bevölkerung entsteht. «Wenn die von mir ermittelten Messwerte für das Radionuklid C-14 einer unabhängigen Überprüfung standhalten, können sie in die Dosisberechnungen der Nagra einfliessen», sagt Yanhua Chen stolz. Dies bedeutet, dass die Nagra dann den von Yanhua Chen ermittelten Messwert verwenden wird und für diesen Aspekt nicht mehr konservativ rechnen muss.

«In einer möglichen Fortsetzung des Projekts soll untersucht werden, was es für Wechselwirkungen sind», sagt die Doktorandin, die kurz vor ihrem Abschluss steht. «Während meines Aufenthalts in der Schweiz konnte ich mir viel Wissen zu Sicherheitsanalysen aneignen. Nach meiner Rückkehr nach China möchte ich meine Erkenntnisse dort einbringen und meinen Teil zur sicheren Entsorgung der radioaktiven Abfälle Chinas beitragen.»

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