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Inventar

Die Gesamtheit der in einem Kernreaktor enthaltenen radioaktiven Stoffe nennt man das "radioaktive Inventar".

Dazu gehören die aus der Kernspaltung entstehenden chemischen Elemente (Spaltprodukte) und der Kernbrennstoff (Uran-235 und Plutonium-239). Außerdem entstehen durch den Einfang von Neutronen weitere Elemente. Zum Beispiel wird in Stahl enthaltenes Kobalt durch Neutroneneinfang zu radioaktivem Kobalt-60 (Co-60), und aus dem Kernbrennstoff entstehen durch Neutroneneinfang weitere Elemente wie Neptunium oder Curium.

Durch das Abschalten eines Kernreaktors wird der Prozess der Kernspaltung beendet. Der Prozess des radioaktiven Zerfalls der vorhandenen radioaktiven Stoffe schreitet fort. Da die unterschiedlichen radioaktiven Stoffe mit verschiedenen Halbwertszeiten zerfallen, ändert sich die Zusammensetzung des Inventars mit der Zeit.

Bei einem schweren Schaden des Reaktorkerns, also bei einer Kernschmelze, wird ein bestimmter Teil des radioaktiven Inventars in die Umwelt freigesetzt. Dies geschieht auch, wenn bestrahlte Brennelemente in einem Abklingbecken nicht mehr gekühlt werden können und aufgrund der Wärmeentwicklung die Hüllrohre beschädigt werden. 

Es hängt also stark von den genauen Bedingungen ab, welches Inventar zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem bestrahlten Brennelement enthalten ist und welcher Teil des radioaktiven Inventars bei einem schweren Schaden freigesetzt werden kann. Dennoch lassen sich einige Verallgemeinerungen treffen: Edelgase und radioaktives Jod können beispielsweise bei einem Brand oder einer Kernschmelze vollständig freigesetzt werden, Uran und Plutonium hingegen nur zu einem geringen Anteil.

Beispiele für Inventare und  freisetzbare Mengen:

Radionuklid

Inventar (typischer Reaktorkern)

freisetzbar (Literaturwerte)

Cäsium-137

100.000 TBq

bis zu 100%

Iod-131

1.000.000 TBq    (direkt nach Abschaltung)

bis zu 100%

500 TBq (nach 90 Tagen im Lagerbecken)

bis zu 100%

Plutonium-239

500 TBq                (Uran-Brennstoff)

500 MBq bis 100 GBq (0,0001% bis 0,02%)

3000 TBq             (MOX-Brennstoff)                                       

3  GBq bis 600 GBq  (0,0001% bis 0,02%)

(Literatur: Petti et al. 1991 / Albrecht 1987 / Neeb 1997)