Die Hauptaufgaben im Reaktorgebäude umfassten die Demontage des Reaktortanks mit seinen Einbauten, der Ausbau der Wärmeisolierung und der Primärabschirmung sowie den Abbau des Biologischen Schilds. Durch die schnellen Neutronen während des Betriebs des Reaktors als KNK-II wurde eine hohe Aktivierung bis tief in die Baustrukturen erzeugt. Daraus resultieren hohe Dosisleistungswerte, sodass nicht nur der Reaktortank, sondern auch die Primärabschirmung und große Teile des Biologischen Schilds fernhantiert abgebaut und entsorgt werden müssen. Generell ist die eingesetzte Fernhantierungstechnik eine für die jeweilige Aufgabe entwickelte Spezialeinrichtung, die vor dem eigentlichen Einsatz im radioaktiven Umfeld in einem Teststand erprobt und optimiert wird. Hierbei wird auch das Bedienpersonal geschult.
Über dem Reaktortank wurde eine Einhausung mit dicken Abschirmwänden und Fernhantierungseinrichtungen aufgebaut. Sämtliche Demontagen im Reaktorbereich erfolgten über diese Einhausung, wobei das eingesetzte Werkzeug mit dem Zellenkran in den Reaktortank abgelassen wurde. Der Reaktortank und seine Einbauten wurden in fassgroße Stücke zerlegt, die Abbauteile fernhantiert in abgeschirmte Transportcontainer geladen. Aufgrund des zum Teil noch vorhandenen Natriums mussten sämtliche Arbeiten unter Stickstoffatmosphäre ausgeführt werden. Der Einsatz von Wasser und von thermischen Trennverfahren wurde vermieden. Restnatrium an ausgebauten Komponenten wurde entfernt. Diese Demontagearbeiten wurden von 2005 bis 2008 ausgeführt.
Die Wärmeisolierung diente zur thermischen Isolierung des Reaktors und bestand aus Schamottsteinen und Mineralwolle. Der Ausbau dieser Komponenten wurde im April 2011 abgeschlossen. Bei dieser Aktion wurden etwa 8 t Material abgebaut und zu den Entsorgungsbetrieben der KTE gebracht.
Die Primärabschirmung, ein Ring aus gehärtetem Grauguss um den ehemaligen Reaktorkern, bestand aus zwölf Segmenten, einer Messkammer und einem Füllstück. Die Teile hatten Massen von 0,8 bis 15,5 t und waren aus radiologischen Gründen passgenau in der Reaktorgrube eingebaut und so ineinander verzahnt, dass es kaum Spielraum bei der Demontage gab. Die Spalten zwischen den Segmenten waren nur wenige Millimeter breit.Dieses „Grauguss-Puzzle“ mit einem Gewicht von insgesamt etwa 90 t musste fernhantiert unter engsten Verhältnissen ausgebaut werden. Zudem gab es nur einen Zugang von oben durch eine relativ enge Öffnung von 2,10 m Durchmesser. Die schweren Einzelteile mussten als Ganzes in eine Einhausung gezogen werden. Für diese komplexe Aufgabe wurde eine spezielle Maschine - das sogenannte Hebewerkzeug - entwickelt. Zunächst wurden mit dem Hebewerkzeug die Segmente angebohrt. In diese Bohrungen wurden Dorne eingefahren und verspannt, um dann die Segmente auszuheben. Das Hebewerkzeug wurde Ende 2013 in Betrieb genommen.In der Einhausung über dem Schacht wurden die ausgebauten Segmente mit einem eigens dafür konstruierten Bandsägewerkzeug in transportgerechte Teile zerlegt. Besonders geschultes Personal bediente die Einrichtungen von einem Leitstand aus, der sich im Reaktorsicherheitsbehälter direkt vor der Einhausung befand. Die Demontage der Primärabschirmung erfolgte im Zeitraum von November 2013 bis April 2015. Die einzelnen Teile wurden in Container verpackt und zur weiteren Behandlung in die Entsorgungsbetriebe der KTE gebracht.
Der Biologische Schild der KNK umschließt den Reaktorschacht und diente zu Betriebszeiten der Abschirmung von Gamma- und Neutronenstrahlung aus dem Reaktorkern. Er besteht aus stark bewehrtem Schwerbeton, in den mehrere Einbauten eingegossen sind. Ein Schalungstank gab beim Bau die Kontur des Reaktorschachtes vor. Der innere Teil des Biologischen Schildes wurde durch den Reaktorbetrieb aktiviert. Das Material ist somit nun selbst radioaktiv und muss fernhantiert abgebaut werden. Die Spezialisten planen, dazu einen modifizierten Kleinbagger zu nutzen, an den verschiedene Werkzeuge für den Betonabbruch und für das Trennen von Eisen angekoppelt werden können. Der Bagger wird im Reaktorschacht auf einer schichtweise aufgebauten Bühne stehen, die im Laufe der Arbeiten Ebene für Ebene zurückgebaut wird. Der Abbau des Biologischen Schildes erfolgt somit von oben nach unten sowie von innen nach außen. Durch ein Gitter der obersten Bühnenplattform gelangen nur kleine Bruchstücke über den darunter liegenden Trichter in ein Fallrohr. Am unteren Ende des Fallrohres wird der Bauschutt mit einer Fördereinrichtung weggeschafft. Außerhalb des Reaktorschachtes wird das Schüttgut in Behälter verfüllt, in den Entsorgungsbetrieben der KTE weiterbehandelt und endlagergerecht verpackt.
Im letzten Rückbauschritt werden die noch verbliebenen Hilfsanlagen abgebaut, sämtliche noch kontaminierten Baustrukturen, Einbauteile und Oberflächenbeschichtungen entfernt und Restdekontaminationen durchgeführt. Es folgen umfangreiche radiologische Messungen zur Nachweisführung, dass an sämtlichen Gebäudestrukturen die vorgeschriebenen radiologischen Freigabewerte eingehalten werden. Erst dann können die Gebäude aus dem Atomgesetz entlassen und konventionell abgerissen werden. Mit der Rekultivierung des Geländes wird das Projekt „Rückbau der KNK“ abgeschlossen.
