Radioökologische Forschung am HZDR – Spannend bis in die Haarspitzen!

In der Umwelt beeinflussen physikalische, chemische und biologische Prozesse das Wanderungsverhalten von langlebigen Radionukliden (RN). Ziel der Forschung der Abteilung Biogeochemie ist es, dominierende Prozesse der Wechselwirkung von Radionukliden in der Biosphäre einschließlich der Nahrungskette zu identifizieren, die Biochemie dieser Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen und ihre Relevanz für Radionuklidmigration und -transfer nicht nur in der Natur, sondern auch im Umfeld eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle zuverlässiger abschätzen zu können. Für den sensitiven Nachweis, die Identifikation des Chemismus sowie der Lokalisation von Radionukliden in verschiedenen biologischen Matrices und aquatischen Systemen nutzen wir eine Vielzahl von spektroskopischen und mikroskopischen Verfahren. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Laser-induzierte Anregung der Lumineszenz von Actiniden und Lanthaniden, welche in Verbindung mit hochauflösender Mikroskopie die Beschreibung radioökologischer Prozesse in einer neuen Detailtiefe erlaubt. Mit dieser einzigartigen Kombination konnte zum Beispiel eine Actinid-induzierte Stressantwort bei Pflanzenzellen nachgewiesen, und die chemische Bindungsform von Uran in komplexen Umweltproben analysiert werden. Ein wichtiger Teilaspekt ist dabei außerdem die qualitative und quantitative Erfassung der chemo- und radiotoxischen Wirkung endlagerrelevanter als auch natürlich vorkommender Radionuklide (naturally occuring radioactive materials - NORM) in Organismen und ihre Zellen. Weitere Arbeiten befassen sich aktuell mit der Fragestellung, wie sich eine Uranbelastung in der Umgebung von Goldminen auf die im Umland lebende Bevölkerung auswirkt. Dazu wird gegenwärtig in einem gemeinsamen Projekt mit dem VKTA und der Wismut GmbH der Schwermetallgehalt in Haarproben von Personen mittels massenspektrometrischer Methoden bestimmt und bewertet, die im Umland von Johannisburg und nahe des weltweit größten Goldvorkommens, der Witwatersrand