Brennelement

Als Brennelemente oder Kernbrennstoff werden die wesentlichen Teile eines Kernreaktors bezeichnet, in denen die Kernenergie entsteht. Sie bilden zusammen mit weiteren Bauteilen den Reaktorkern. Im Laufe der Technikgeschichte haben sich als Form der Brennelemente die Brennstäbe als vorteilhafter und praktischer gegenüber anderen Formen (z.B. Kugeln, siehe auch Kugelhaufenreaktor) erwiesen, sie sind allerdings aufgrund der Länge oft störanfälliger. Fachlich sind die Begriffe nicht ganz richtig, weil es sich nicht um eine Verbrennung wie bei der Kohle handelt und deshalb auch der Ausdruck spaltbares Material verwendet wird. Aufgrund der hohen Temperaturen haben sich jedoch die verschiedenen deutschen Bezeichnungen durchgesetzt.

Die frischen Brennelemente bestehen - je nach Reaktortyp - aus unterschiedlichen Radionukliden:

Natururan
angereichertes Uran
metallisches Uran
Mischoxide (MOX)

Die meisten Kernkraftwerke sind so konstruiert, dass sie nur mit bestimmten Arten von Brennelementen wirtschaftlich betrieben werden können. Der Begriff Brennelement ist eigentlich irreführend, da nichts im eigentlichen Sinne verbrannt wird. Vielmehr erfolgen Umwandlungen der Atomkerne, wobei sich die Masse der Brennelemente - im Unterschied zu fossilen Kraftwerken - kaum verändert (mit Ausnahme des Massendefektes). Aus betriebswirtschaftlichen Gründen und wegen der sich entwickelnden Radioaktivität müssen die Brennelemente nach einiger Zeit ausgewechselt werden. Dies führt zu einer vorübergehenden Abschaltung des Reaktors (Revisions-Abschaltung, einschliesslich anderer Wartungs-Arbeiten).

Abgebrannte Brennelemente strahlen sehr stark: Ein Mensch, der sich eine Minute lang neben nur einem solchen Brennelement aufhalten würde, erhielte eine Ganzkörper-Dosis von rund 40 Sievert, was den sofortigen Tod zur Folge hätte^[1]. Deshalb werden sie zunächst für eine gewisse Dauer unter Abschirmung im Abklingbecken des Kernkraftwerks gelagert, bevor sie für die weitere Zwischenlagerung - vor der definitiven Endlagerung - in die berühmt-berüchtigten Castor-Behälter geladen werden.

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