Die Koordinationschemie der Actiniden spielt eine zentrale Rolle in verschiedenen Bereichen wie der Entwicklung von Extraktionsverfahren zur Abtrennung von Actiniden und in Teilaspekten der Sicherheitsforschung. Vor diesem Hintergrund führen wir grundlegende spektroskopische Untersuchungen und Extraktionsstudien zur Koordination von Actiniden und Lanthaniden mit anorganischen und organischen Liganden durch. Ziel ist es, fundierte Einblicke in die Bindungszustände, Strukturen und Stabilitäten der gebildeten Komplexe zu gewinnen.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf sogenannten soft donor-Liganden, die über „weiche“ Donoratome wie Stickstoff oder Schwefel koordinieren. Anders als sauerstoffbasierte Liganden ist ihre Affinität zu Actiniden höher als zu den chemisch ähnlichen Lanthaniden. Dieser Unterschied bildet die Grundlage für eine Vielzahl von auf der Flüssig-Flüssig-Extraktion basierte Trennverfahren, die weltweit entwickelt werden. So wurden verschiedene aromatische stickstoffheterocyclische Verbindungen (z. B. Bis-Trazinyl-(Bi)pyridine, Bis-Trazolyl-(Bi)pyridine) als hydrophobe Extraktionsmittel bzw. hydrophile Komplexierungsmittel zur Actiniden-Lanthaniden-Trennung entwickelt und getestet. In diesem Zusammenhang stellten die erstmals von am INE eingesetzten Bis-Triazinyl-Pyridine (siehe Z. Kolarik et al., Solvent Extraction & Ion Exchange 1999, 17, 23) einen international anerkannten Durchbruch dar.

Basierend auf unserer umfangreichen Expertise auf dem Gebiet der Extraktionschemie und der Entwicklung von Extraktionsverfahren wurde weiterhin ein System zur extraktiven Abtrennung von Radiocäsium aus salinaren Lösungen entwickelt.

Unsere Forschungsarbeit kombiniert modernste spektroskopische Methoden, darunter Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), zeitaufgelöste Laserfluoreszenzspektroskopie (TRLFS) und röntgenbasierte Messtechniken, mit theoretischen Ansätzen. Diese interdisziplinäre Herangehensweise ermöglicht es, Actinid-, Lanthanid- und andere Metallkomplexe vergleichend zu charakterisieren und die feinen, aber für die untersuchten Prozesse entscheidenden, Unterschiede in den Wechselwirkungen zwischen Metallionen und Liganden präzise zu quantifizieren.

Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit der Universität Heidelberg (Arbeitsgruppe Prof. P. J. Panak) und sind in verschiedene nationale und internationale Kooperationen und Projekte integriert.

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