Abschalten eines Kernkraftwerkes

Beim Leistungsbetrieb eines Kernkraftwerks läuft im Kern des Reaktors eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion ab. Diese wird dadurch erhalten, dass bei der Spaltung mehr Neutronen entstehen als bei der Absorption verbraucht werden. Um ein Kernkraftwerk abzuschalten, muss der Reaktor in einen dauerhaft unterkritischen Zustand (Unterkritikalität) gebracht und die weiter entstehende Wärme sicher abgeführt werden.

Technik des Abschaltens

Die Unterkritikalität wird durch das Einfahren der neutronenabsorbierenden Steuerstäbe zwischen die Brennelemente im Reaktorkern erreicht. Die Steuerstäbe fangen die im Reaktor erzeugten Neutronen ein und beenden damit die nukleare Kettenreaktion. Beim Druckwasserreaktor wird für die dauerhafte Unterkritikalität zusätzlich Wasser mit Borzusatz eingespeist.

Abfuhr der Nachwärme

Die Spaltprodukte, welche in den Brennelementen entstehen, sind radioaktiv und erzeugen auch nach dem Abschalten des Reaktors große Wärmemengen. Diese sogenannte nukleare Nachwärme würde bei fehlender Wärmeabfuhr die Temperatur bis weit über den Schmelzpunkt der Brennelemente hinaus ansteigen lassen. Deshalb lagert man die abgebrannten Brennelemente zunächst in einem wassergefüllten Becken innerhalb des Kernkraftwerkes (Abklingbecken). Das Wasser schirmt die Strahlung größtenteils ab und nimmt gleichzeitig die erzeugte Nachwärme auf.

Innerhalb eines Jahres nach der Entladung aus dem Reaktor geht die im bestrahlten Brennstoff enthaltene Aktivität auf etwa 1/100 des ursprünglichen Wertes zurück und sinkt in den folgenden Jahren nur noch langsam weiter ab.