6 Mayıs 2021 Perşembe

Nükleer Enerji ve Nükleer Santraller

 Lisans bitirme tezim nükleer enerji ile ilgiliydi, çok fazla ayrıntıya girmeden okuyanların temel seviyede nükleer enerjiyi anlamaları amacını güderek biraz bu konu hakkında birşeyler paylaşmak istiyorum.

Nükleer Çekirdek

 Dünya kömür rezervlerinin 200 yıl, petrol rezervlerinin ise tahminen 30 yıl kalmış olması, alternatif enerji kaynaklarına yönelimi arttırmıştır. Nükleer enerji birçok gelişmiş ve gelişmekte olan ülkede elektrik üretim yelpazesinin önemli bir parçasını oluşturmaktadır. 2010 yılı sonu itibari ile, 33 ülkede işletmede bulunan 448 nükleer santral ünitesi, dünya elektrik üretimini yaklaşık %17'sini karşılamaktadır. Örneğin Fransa, ülkesinin elektrik ihtiyacının yaklaşık %80'nini nükleer enerjiden sağlamaktadır. Santral sayıları ile ilgili rakamlar güncel mi diye kısa bir araştırma yaptığımda santral sayısının 2021 yılında çokta değişmediği gördüm. Yapılmakta olan 59 adet nükleer santralin inşası ise devam ediyor, bunlardan birisi de ülkemizde inşası devam eden Mersin'de ki Akkuyu Nükleer Santrali'dir. 


Devam eden Akkuyu Nükleer Santrali İnşaatı




 Günümüzde nükleer santraller " nükleer fisyon " ile çalışır. Fisyon, füzyonun aksine ( füzyon reaksiyonunda atom çekirdekleri birleşir) atomun çekirdeğinin bölünmesidir. Yakıt olarak santrallerde uranyum kullanılır. Bütün nükleer santrallerin çalışma sistemleri neredeyse aynıdır. Nükleer tepkime ile ısıtılan su, su buharına dönüştürülür. Daha sonra bu buhar ile türbinler döndürülerek elektrik enerjisi elde edilir. Sistem radyoaktif olduğu için kapalı sistem olarak çalışır, aynı su yoğunlaştırılarak tekrar çekirdeğe gönderilir, döngü dışına hiç çıkmaz. Isınan yakıt çubukları suyu su buharına çevirirken, buhar haline gelen su da yakıt çubuğunu soğutmuş olur, yakıt çubuğunda zincirleme reaksiyon bir kez başladıktan sonra hiç durmaz, o yüzden yakıt çubuklarının erimemesi için sürekli soğutulması, sürekli ısısını suya aktarması gerekir. Ülkemizde inşaatı devam eden nükleer santrallerin de neden deniz kenarına yapıldığının sebebinin güvenlik açsından önemini anlamış oluyoruz. 


Nükleer reaktörün çalışmasıyla ilgili animasyonu linkte bulabilirsiniz;


Nükleer enerjinin sivil kullanımı ABD Başkanı Dwight D. Eisenhower'in 1953 yılında BM'de yaptığı "Barış İçin Atom" konuşmasının ardından başlamıştır. Konuşmayı linkten izleyebilirsiniz ;


 İlk nükleer reaktörler 1950'li yıllarda ABD, Rusya ve İngiltere'de yapıldı. Santrallerin birim maliyetleri karmaşık sistemler olmasından ötürü %80 ilk yatırım, %20 oranında da yakıt ve işletme giderlerinden oluşmaktaydı. Bir kömür ya da doğalgaz santrali 1-2 yıl içerisinde kurulabilirken, nükleer santraller ise 4-5 yıl gibi sürelerde kurulmaktadır.


 Nükleer çekirdeğin soğutulmasının kritik olduğundan bahsetmiştim. Mart 1979'da ABD'nin Three Mile Island Nükleer Santrali'nde ki reaktörlerden birinin kalbi, daha önce askeri bir reaktörde (SL-1) yer almış olana benzer şekilde, operatör hatasından kaynaklanan en kötü senaryoyu oluşturan " soğutucu kaybı kazası" sonucunda eridi. Basınç tankının erimemesi sonucu radyasyon, koruma kabının ( yarım metre çelik ve bir buçuk metre genişliğinde beton kubbe) dışına taşmayarak çevreye yayılmadı. 1986 yılında Sovyetler Birliği'nin Çernobil Nükleer santralindeki reaktörlerden birinde, kalp eriyip de basınç tankını patlatınca, bu sefer ki kazanın sonuçları, reaktörün bütünlük taşıyan bir koruma binasına sahip olmaması yüzünden, kontrol altında tutulamadı. 2019 yılında çekilen Çernobil dizisi kazanın sebeplerini ve sonuçlarını muhteşem bir şekilde işliyor, izlemediyseniz bu mini diziyi şiddetle tavsiye ediyorum. Yine 2011 yılında deprem sebebiyle soğutma ünitelerin çalışmaması sonucu meydana gelen Fukuşima Nükleer Santral Kazasını 'da anımsamışsınızdır.



 1980'ler de gerçekleşen bu iki kazadan dolayı nükleer santrallere güven iyice sarsılmış fakat 90'lı yıllardaki doğalgaz fiyatlarındaki artış ve gelişen teknoloji ile nükleer santrallerin güvenliklerinin artmasıyla tekrar nükleer enerji ülkelerin gündemine gelmiştir.


 Nükleer enerji elektrik üretiminin yanı sıra gemilerde ve denizaltılarda da kullanılmaktadır. ABD dünyanın ilk nükleer denizaltısı olan Natilus'u 1955 yılında denize indirmiştir. Özellikle nükleer denizaltılarda hareket ve yaşam için gerekli enerji üretiminde yanma için oksijene ihtiyaç duyulmaması çok ciddi avantajlar sağlamış ve büyük bir güç çarpanı olmuştur. Bu sayede denizaltılar su yüzeyine çıkmaya ihtiyaç duymadan uzun süreler  su altında görev yapabilmektedir.


Dünya'nın ilk Nükleer Deniz Altısı USS Naitulus


 1989 yılında sona eren "Soğuk Savaş" dönemi esnasında Dünya'da 400'ün üzerinde nükleer denizaltı üretimi yapılmıştı. Bu gemilerin 250 civarı hurdaya ayrılmış olup, bir kısmı da silahların azaltılması anlaşması gereği, kullanım dışı kalmıştır. Aynı süreçte Rusya ve ABD'nin elinde toplam 200 civarında denizaltı mevcut olup İngiltere ve Fransa 20'şer adet seviyesinde, Çin ise 6 adet denizaltıya sahipti. Son yıllarda geliştirdiği ve NATO tarafından Song sınıfı olarak adlandırılan T039 kodlu Çin denizatlılarının radar tarafından yakalanamayan ( hayalet ) bir teknolojiye sahip olduğu sanılmaktadır, bu bilgi Çin denizaltısının Amerikan donaması tarafından Pasifik Okyanusu'nda 2007'de yapılan tatbikat esnasında 12 destroyer, 1 uçak gemisi ve 2 denizaltılık filonun altından geçerek yan taraflarından su üstüne çıkması ile fark edilmiş ve Pentagon'u alarma geçirmiştir. Habere ilgili linke tıklayarak ulaşabilirsiniz.


 Nükleer enerji elektrik ve denizaltılarda kullanımın yanında yüksek sıcaklık gerektiren doğrudan kömür gazlaştırma ve hidrojen üretimi gibi farklı alanlarda da kullanılmaktadır.

 Uranyum zenginleştirmenin ne demek olduğuna da basitçe değinmek istiyorum. Nükleer santraller zincirleme reaksiyon ile çalışırlar, bir kere aktif edildikten sonra reaksiyon kendiliğinden devam eder. Nükleer yakıt çubukları U-235 izotopu ve uranyumdan oluşur. U-235 radyoaktiftir, fisyon reaksiyonu ile atom çekirdeği parçalanır ve parçalanma sonrası fırlayan elektronlardan bazıları yakıt çubuğundaki U-235 olmayan uranyumlara çarparak onları U-235 izotopuna çevirir. Böylece yeni oluşan izotoplarda radyoaktif olur ve onlarda parçalanır, reaksiyon böylece sürer gider. Yani her radyoaktif U-235 izotopu parçalandığında hem ortaya yüksek miktarda bir ısı çıkar - ki bu ısı elektrik üretimde kullanılıyor- hem de yakıt çubuğunda beraber bulundukları başka bir uranyum atomunu, uranyum 235 izotopuna çevirerek zincirleme bir reaksiyon oluşturur. Yakıt çubuğundaki Uranyum 235 izotopunun, yakıt çubuğundaki toplam uranyuma oranı yakıtın zenginliğini ifade eder. Nükleer santrallerde %3-5 arasında zenginleştirilmiş uranyum kullanılmaktadır. Daha fazla zenginleşmesi yakıtın daha iyi olduğu ya da santralin daha verimli olduğu anlamına gelmez, çünkü daha fazlası zincirleme reaksiyon kontrolünü ortadan kaldırır. Nükleer bombalarda ise santrallerin aksine kontrollü değil, devasa miktarda enerjinin ani ve çok hızlı bir şekilde ortaya çıkması istenir. Bu yüzden atom bombalarında minimum  %50 oranında zenginleştirilmiş uranyum kullanılır. Yani birisi size %20 ya da %60 oranında zenginleştirilmiş uranyumum var derse onu santrallerde kullanmayacağını anlayabilirsiniz; 

Hayırlı günler dilerim.

1 yorum:

  1. Sometimes people are desperate to get sent to treatment, which Brown can often do inside 24 hours or so. Sometimes callers aren't gamblers themselves but are worried a couple of good friend or liked one who may need a problem. Data collected by CCPG reveals that the typical downside gambler immediately impacts nine different folks. GambleAware offer gamers and their households recommendation and guidance on gambling. They offer information and recommendation to encourage accountable gambling, both to gamers and casino operators, and provides help to those that may need a gambling downside. Casino.org 바카라사이트 is the world’s leading unbiased on-line gaming authority, providing trusted on-line casino news, guides, evaluations and information since 1995.

    YanıtlaSil