Kernbrennstoff

Kernbrennstoff ist das Material, in dem die Spaltreaktion eines Kernreaktors stattfindet.^[1] Es gibt verschiedene Kernbrennstoffe für die verschiedenen Reaktortypen. Jeder Kernbrennstoff enthält mindestens ein spaltbares Nuklid, meist ²³⁵U; auch das einzelne spaltbare Nuklid wird manchmal als Kernbrennstoff bezeichnet.^[2] Uran wird in den meisten Reaktoren nicht als Natururan, sondern in angereicherter Form verwendet. Im Betrieb entstehen durch Neutroneneinfang im Kernbrennstoff weitere spaltbare Nuklide, beispielsweise Plutoniumisotope. Transuranabfall könnte zukünftig als Kernbrennstoff verwendet werden, allerdings nur in besonderen Typen von Reaktoren (siehe Transmutation), die heute (2021) noch Forschungsgegenstand sind.

Im Atomgesetz wird der Begriff folgendermaßen gefasst:

Kernbrennstoffe sind besondere spaltbare Stoffe, nämlich

1. Plutonium-239 und Plutonium-241,

2. mit den Isotopen 235 oder 233 angereichertes Uran,

3. jeder Stoff, der einen oder mehrere der in den Nummern 1 und 2 genannten Stoffe enthält, oder

4. Stoffe, mit deren Hilfe in einer geeigneten Anlage eine sich selbst tragende Kettenreaktion aufrechterhalten werden kann und die in einer Rechtsverordnung bestimmt werden.^[3]

Kernbrennstoffe können nach ihrer chemischen Beschaffenheit oder ihrer technischen Anwendungsform unterschieden werden. Die Veränderung der Zusammensetzung und weiterer Eigenschaften über die Gebrauchsdauer wird als Abbrand bezeichnet.

Von den Kernbrennstoffen zu unterscheiden sind Brutstoffe, aus denen im Reaktorbetrieb neuer Brennstoff erbrütet wird. Die Brutstoffe werden manchmal auch als schwache Kernbrennstoffe bezeichnet.^[4]

↑ Sudhir Mishra, Joydipta Banerjee, Jose P. Panakkal: Fabrication of Nuclear Fuel Elements. In: Nuclear Fuel Cycle. Springer Nature Singapore, Singapore 2023, ISBN 978-981-9909-48-3, S. 81–116, doi:10.1007/978-981-99-0949-0_3 (englisch, springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).
↑ Energietechnik: Systeme zur konventionellen und erneuerbaren Energieumwandlung. Kompaktwissen für Studium und Beruf. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2022, ISBN 978-3-658-34830-4, doi:10.1007/978-3-658-34831-1 (springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).
↑ § 2 AtG - Einzelnorm. Abgerufen am 12. Mai 2022.
↑ Hans-Josef Allelein: Kernkraftwerke. In: Energietechnik. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2022, ISBN 978-3-658-34830-4, S. 103–183, doi:10.1007/978-3-658-34831-1_5 (springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).

[1] Sudhir Mishra, Joydipta Banerjee, Jose P. Panakkal: Fabrication of Nuclear Fuel Elements. In: Nuclear Fuel Cycle. Springer Nature Singapore, Singapore 2023, ISBN 978-981-9909-48-3, S. 81–116, doi:10.1007/978-981-99-0949-0_3 (englisch, springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).

[2] Energietechnik: Systeme zur konventionellen und erneuerbaren Energieumwandlung. Kompaktwissen für Studium und Beruf. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2022, ISBN 978-3-658-34830-4, doi:10.1007/978-3-658-34831-1 (springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).

[3] § 2 AtG - Einzelnorm. Abgerufen am 12. Mai 2022.

[4] Hans-Josef Allelein: Kernkraftwerke. In: Energietechnik. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2022, ISBN 978-3-658-34830-4, S. 103–183, doi:10.1007/978-3-658-34831-1_5 (springer.com [abgerufen am 11. September 2023]).

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