Ganz unten im Periodensystem

HZDR-Forscherin erhält millionenschwere Nachwuchsförderung der Europäischen Union

25.10.2017 - Deutschland

Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) hat Dr. Kristina Kvashnina mit einem ERC Starting Grant ausgezeichnet. In den kommenden fünf Jahren erhält die Physikerin somit 1,5 Millionen Euro für ihre Forschung. Kristina Kvashnina will die Förderung nutzen, um die chemische Grundstruktur von Elementen aus der Lanthanid- sowie Actinid-Gruppe zu entschlüsseln. Dazu zählen zum Beispiel Uran und Plutonium, aber auch ein Teil der Seltenen Erden. Die Forschung ist besonders für die sichere Verwahrung radioaktiven Abfalls relevant. Von den eingereichten 3.085 Anträgen wählte der Forschungsrat insgesamt 406 Projekte aus. Die Förderquote liegt damit bei rund 13 Prozent.

Im Gegensatz zum Rest des Periodensystems sind fundamentale Eigenschaften der Actinide und Lanthanide, wie ihre Oxidationszustände oder die Art, wie sie chemische Bindungen eingehen, noch nicht komplett verstanden. Gerade im Hinblick auf die langfristige Lagerung radioaktiven Abfalls stellt dies ein Problem dar, wie Kristina Kvashnina erläutert: „Wir wissen immer noch nicht genau genug, wie sich die Actiniden, also die radioaktiven Elemente, in den möglichen Endlagern verhalten werden. Wenn wir jedoch ihre grundlegenden Strukturen kennen, können wir viel bessere Vorhersagen treffen.“ Mit ihrem Projekt „Towards the Bottom of the Periodic Table“ will die gebürtige Russin solche Erkenntnisse liefern. Sie greift dafür auf ein Röntgenspektrometer zurück, das sie gemeinsam mit Industriepartnern selbst entwickelt hat und derzeit an der Rossendorf Beamline (ROBL), die das HZDR am Europäischen Synchrotron (ESRF) in Grenoble betreibt, installiert.

Neuartige Anlage bringt noch tiefere Einblicke

Das Design basiert auf einzigartigen Kristalldetektoren mit einem sehr kurzen Biegeradius, die erstmalig eine hohe Energieauflösung mit der für Actiniden notwendig niedrigen Nachweisgrenze vereinbaren. Indem sie die Substanzen hochbrillianter Röntgenstrahlung aus dem Synchrotron aussetzt, kann Kvashnina mit dem Gerät tiefe Einblicke in den chemischen Aufbau der Stoffe und vor allem in das Verhalten ihrer Elektronen gewinnen. Sie profitiert dabei von den Möglichkeiten, die die grenzüberschreitende Kooperation zwischen HZDR und ESRF bietet. So ist das sächsische Forschungszentrum eine der wenigen Einrichtungen in Europa, die mit höheren Konzentrationen an Radionukliden umgehen darf. Die Experimente selbst sind in dieser Form wiederum „nur an ROBL möglich“, erklärt Kristina Kvashnina.

Dies war auch der Grund, warum die Wissenschaftlerin im September 2015 innerhalb der ESRF, an der sie bereits seit elf Jahren arbeitet, von einer anderen Beamline zu ROBL wechselte. Zuvor schloss Kvashnina ihre Promotion in Physik an der schwedischen Universität in Uppsala ab. Mit dem Stipendium des Forschungsrates will sie – dem Ziel der ERC Starting Grants entsprechend – nun eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen, die drei Postdocs und zwei Doktoranden umfassen soll. Die Förderung richtet sich an aussichtsreiche Nachwuchsforscher am Beginn einer unabhängigen Karriere. Als Grundlage für die Bewertung dienen, abhängig vom Forschungsfeld und dem Karrierezeitpunkt, neben dem vorgeschlagenen Projekt eigenständige Publikationen, Patente, Vorträge auf internationalen Konferenzen sowie Wissenschaftspreise. Die Gelder für die ERC-Grants werden über das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation „Horizon 2020“ bereitgestellt.

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