Abschirmung der Direktstrahlung in einem Kernkraftwerk

 
In einem Kernkraftwerk treten Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlen auf. Diese Direktstrahlung wird durch eine Reihe von Barrieren praktisch vollständig abgeschirmt.

Alpha- und Betateilchen werden durch die Metallwand der Brennstäbe und das sie umgebende Wasser zu 100 % zurückgehalten. Die Gamma- und Neutronenstrahlen können den Reaktordruckbehälter aus Stahl z. T. durchdringen; dabei werden sie jedoch deutlich geschwächt.

Die bis zu 25 cm starke Stahlwand des Druckbehälters verringert die Intensität der direkten Gammastrahlung bereits auf den 100.000sten Teil der Strahlung im Reaktorkern. Eine nahezu vollständige Abschirmung der verbleibenden Gammastrahlen und der Neutronenstrahlen geschieht durch einen 2 m dicken Schild aus Stahlbeton, der den Reaktorbehälter umgibt.

Die Direktstrahlung ist dann auf 1 Billionstel (10-12) reduziert. Sicherheitsbehälter und Reaktorgebäude bilden weitere Abschirmungen, sodass außerhalb des Kernkraftwerkes praktisch keine Direktstrahlung mehr auftritt.

Außer dem Reaktor werden auch alle anderen Bereiche eines Kernkraftwerkes abgeschirmt, von denen eine erhöhte Strahlung ausgeht. So gelangen z. B. bei einem Siedewasserreaktor mit dem Dampf auch radioaktive Stoffe in die Dampfturbine, sodass von ihr Strahlen ausgehen. Zur Abschirmung dieser Direktstrahlung wird die Turbine eines Siedewasserreaktors deshalb mit Betonwänden umgeben (Sperrbereich).

Türen, die in einen Sperrbereich führen, enthalten zur Abschirmung der Gammastrahlung Bleiplatten. Zur mobilen Abschirmung werden Bleimatten an Gerüsten befestigt. Dadurch kann man jeden Arbeitsplatz den Anforderungen entsprechend abschirmen. In Sonderfällen werden auch Abschirmungen nach Maß angefertigt.

Abgebrannte Brennelemente werden in einem Becken unter einer 2 m dicken Wasserschicht gelagert. Das Wasser dient zur Strahlenabschirmung und zur Ableitung der Nachzerfallswärme.

Schwach- und mittelaktive Abfälle, die in einem Kernkraftwerk anfallen, verpackt man in Stahlfässer. Ihr Transport in das Zwischenlager wird durch ein Bleiglasfenster überwacht. Die Brennelemente werden in speziellen Transportbehältern in ein Zwischenlager transportiert. Die Behälter sind so konstruiert, dass eine Strahlenabschirmung, eine ausreichende Kühlung sowie eine hohe Stabilität, wie sie für mögliche Unfälle beim Transport gefordert wird, gewährleistet sind.