Das im Juni 2017 in Kraft getretene Gesetz zur Neuordnung der Verantwortung in der kerntechnischen Entsorgung hat die Verantwortlichkeiten für Stilllegung und den Abbau der Kernkraftwerke sowie für die Entsorgung der radioaktiven Abfälle neu geregelt. Die Kraftwerksbetreiber sind demnach für Stilllegung und Abbau der Kernkraftwerke, einschließlich der Entsorgung sowie der fachgerechten Verpackung der radioaktiven Abfälle zuständig. Die Durchführung und Finanzierung der Zwischen- und Endlagerung liegt in der Verantwortung des Bundes.

Die Nachbetriebsphase beginnt, sobald ein Kernkraftwerk den Leistungsbetrieb einstellt, also endgültig keinen Strom mehr produziert. Die Nachbetriebsphase endet mit der Erteilung einer Stilllegungs- und Abbaugenehmigung.

Für die Stilllegung bedarf es besonderer Genehmigungen auf Basis der Stilllegungsplanung, die der Betreiber vornimmt. Gegenstand dieser Planungen sind u.a. die genaue Erfassung sämtlicher Anlagenteile innerhalb der Bereiche, in dem Material radioaktiver Strahlung ausgesetzt war –  und des radioaktiven Inventars. Beschrieben werden müssen die Abfolge des geplanten Abbaus, die zur Dekontamination einzusetzenden Techniken und die geplanten Entsorgungswege. Wichtige Aufgabe der Planungsphase ist die Erstellung eines Konzepts zur Behandlung und Verpackung radioaktiver Abfälle. Zu diesem Zeitpunkt müssen alle entsprechenden Maßnahmen, wie z.B. der Beginn der Entsorgung der Brennelemente, ausnahmslos von der (noch geltenden) Betriebserlaubnis gedeckt sein.

Der Begriff „stilllegen“ wird häufig mit „abschalten“ gleichgesetzt. Die Stilllegung, wie das Atomgesetz sie vorschreibt, beginnt erst nach Durchlaufen eines Genehmigungsverfahrens und Erteilung einer Stilllegungs- und Abbaugenehmigung. Der Rückbau – oft wird Abbau als Synonym verwendet – selbst kann erst nach Erteilung der Stilllegungs- und Abbaugenehmigung beginnen. Der Zeitraum, auf den sich die Stilllegungs- und Abbaugenehmigung erstreckt, endet mit der endgültigen Entlassung der Anlage aus dem Atomgesetz.

In der Abbauphase werden die Anlagenteile demontiert.  Noch vorhandene Strahlung des radioaktiv belasteten Inventars der Anlagen und die Anlagenteile können vor oder nach der Demontage durch Dekontamination reduziert  werden. Der überwiegende Teil des Materials kann so weit dekontaminiert werden, dass es unter behördlicher Kontrolle freigegeben und dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden kann. Der sichere Einschluss der Radioaktivität ist bei der Stilllegung und dem Abbau weiterhin ein wesentliches Schutzziel und wird durch den Weiterbetrieb z.B. von Lüftungssystemen gewährleistet. Die für jedes Kraftwerk individuell erteilte Stilllegungs- und Abbaugenehmigung gibt die Grenzwerte für die maximal zulässige Ableitung von radioaktiven Stoffen mit Abluft und Abwasser vor. Durch Filterung der Abluft und Reinigung der Abwässer werden diese Werte in der Praxis weit unterschritten.  

Beim Rückbau eines Kraftwerks werden vorrangig konventionelle, etablierte Demontage- und Zerlegetechniken eingesetzt. Sämtliche Anlagenteile müssen ausgebaut und in handhabbare Stücke zerlegt werden, um die Voraussetzung für das Reststoff-- und Abfallmanagement zu schaffen.

Der  Rückbau einer Anlage verlangt aber auch nach technischen Speziallösungen: Sowohl der Abbau kleiner, wenig oder gar nicht kontaminierter Metallteile wie z.B. Rohre als auch der Abbau und die Zerlegung stark aktivierter, dickwandiger Teile, z.B. Reaktordruckbehälter erfordern den Einsatz spezieller Verfahren. Ein Teil dieser Arbeiten muss aus Gründen des Strahlenschutzes fernbedient durchgeführt werden oder zur Abschirmung  unter Wasser erfolgen.

Für die Vielfalt an Aufgaben stehen entsprechend unterschiedliche bereits praxiserprobte thermische und mechanische  Zerlegetechniken zur Verfügung. Zu den mechanischen Verfahren zählen Sägen, Seilsägen, Fräsen, Trennschleifen, Scheren und Wasser-Abrasivstrahlschneiden. Thermische Techniken sind autogenes Brennschneiden, Plasmaschneiden und Lichtbogenschneiden.
Alternativ zur Zerlegung vor Ort kann es alternativ sinnvoll sein, Großkomponenten wie z.B. Dampferzeuger zur weiteren Verarbeitung zu geeigneten Zerlegefachunternehmen zu transportieren.

Ein wichtiges Gebot beim Rückbau von Kernkraftwerken ist die Minimierung der Abfälle. Nur ein kleiner Teil der Gesamtmasse eines Kernkraftwerks ist während des Betriebs kontaminiert oder aktiviert worden. Im Fall einer Kontamination kann der allergrößte Teil durch Dekontamination so weit gereinigt werden, dass das Material

• uneingeschränkt freigegeben, also aus dem Geltungsbereich des Atomgesetz entlassen und in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt werden oder
• spezifisch freigegeben und z. B. als Bauschutt konventionell deponiert oder  in einer Müllverbrennungsanlage verbrannt werden

Im Rückbauablauf spielt Dekontamination an zwei Stellen eine besonders wichtige Rolle:

Vor Beginn der Abbauarbeiten werden Kreisläufe und Räume dekontaminiert, um die Strahlenbelastung des Personals zu reduzieren. Dabei werden oft nicht nur die oberflächlich abgelagerten Radionuklide abgetragen, sondern auch eine dünne Schicht des Materials selbst.

Bereits abgebaute Anlagenteile werden häufig erneut dekontaminiert, um sie im Anschluss freigeben zu können, also sie aus dem Geltungsbereich des Atomgesetzes zu entlassen und zu entsorgen.

Jedes Kernkraftwerk hat einen sog. Kontrollbereich, der während des Betriebs und auch danach besonders strengen Freigaberegelungen für das dort befindliche Material unterliegt. Buchstäblich jeder Stein und jede Schraube aus dem Kontrollbereich durchläuft ein detailliertes Prüfverfahren (Freigabe) unter enger Kontrolle der zuständigen Aufsichtsbehörden. Stoffe, die einen gesetzlichen Grenzwert für Radioaktivität unterschreiten, dürfen nach der formalen sogenannten uneingeschränkten Freigabe in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt oder entsorgt werden.

Wie jede industrielle Anlage besteht auch ein Kernkraftwerk aus unterschiedlichen Materialien, die auf verschiedene Weise recycelt oder entsorgt werden. Dabei unterscheidet sich die Vorgehensweise zunächst dadurch, ob sie sich im sogenannten Kontrollbereich eines Kernkraftwerks -also dem Bereich, in dem Material radioaktiver Strahlung ausgesetzt werden kann- oder außerhalb dessen befinden.

Der  überwiegende Teil der Abfälle beim Rückbau unterscheidet sich nicht von Material, das auch beim Abbruch anderer Industrieanlagen anfällt: Beton, Glas, Kabel, Stähle oder Kunststoff bilden mit rund 90% den Hauptanteil eines Kernkraftwerks. Für diese Abfälle gilt, was auch für Abfälle aus Privathaushalten gilt: Was immer recycelt werden kann, wird recycelt, der Rest wird, wie z.B. Hausmüll, konventionell entsorgt.

Bei den Reststoffen aus dem Kontrollbereich eines KKW – die  nicht als radioaktiver Abfall einem Endlager zugeführt werden - gibt es dafür nach dem Freimessverfahren ausschließlich zwei Wege. Nach sog. uneingeschränkter Freigabe werden diese Stoffe in den Wertstoffkreislauf zurückgeführt oder konventionell entsorgt. Abfälle mit spezifischer Freigabe werden immer als Abfall klassifiziert und durch Verbrennung oder Deponierung beseitigt.

Abfälle, die nicht freigegeben werden können, werden als radioaktiver Abfall fachgerecht verpackt und an den Bund zur Endlagerung übergeben.