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Brennelementherstellung
Das Uranhexafluorid (UF6 ), das den Anreicherungsprozess durchlaufen hat, wird in Urandioxid (UO2 ) umgewandelt, das Ausgangsmaterial für Brennstoffpellets. Diese Keramiktabletten werden in Hüllrohre aus Zircaloy eingefüllt und gasdicht verschweisst. 205 solcher Brennstäbe werden zu einem Brennelement zusammengefasst. Die Anreicherung der KKG-Brennelemente beträgt 4,5 bis etwa 5 Prozent Uran-235. Mit Brennelementen dieser Art werden mittlere Abbrände von 55 bis 65 Megawatttagen pro Kilogramm erzielt.
Uran kann als Energieträger durch Plutonium ersetzt werden. Mischoxid-(Mox-)Brennelemente bestehen aus einem Gemisch von Urandioxid (UO2 ) und Plutoniumdioxid (PuO2 ). Das Uranträgermaterial ist abgereichert, d. h., es enthält praktisch kein spaltbares Uran-235 mehr. Das beigemischte Plutonium stammt aus der Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente und ist selbst ein Gemisch aus mehreren Plutoniumisotopen. Diese Mox-Brennelemente sind äusserlich von einem Uranbrennelement nicht zu unterscheiden.
Plutonium wird in jedem Leichtwasserreaktor durch Umwandlung von Uran-238 erbrütet; in einem herkömmlichen Uranbrennelement trägt Plutonium dadurch etwa 40 Prozent zur Leistung bei. In einem Reaktorkern mit einem Drittel Mox-Brennelementen trägt das Plutonium sogar etwa 60 Prozent zur Leistung des Reaktors bei. Aus der Wiederaufarbeitung von rund 400 Tonnen bestrahlten KKG-Brennelementen resultierten etwa 4 Tonnen Plutonium, welches im Zeitraum von 1997 bis 2007 in Form von Mox-Brennelementen im KKG-Reaktor eingesetzt wurde.