28 madde ile nükleer enerji hakkında bilinmesi gerekenler

3. Çekirdek Reaksiyonları - Füzyon Tepkimesi Hafif radyoaktif maddelerin birleşerek daha ağır radyoaktif çekirdekleri meydana getirmesine füzyon denir. Güneş patlamaları füzyon reaksiyonlarıdır. Fisyon sonucunda açığa çıkan enerji füzyon tepkimelerinden daha fazladır.4. Uranyum 1789 yılında Martin Heinrich Klaaproth tarafından keşfedilmiş bir elementtir, 1896 yılında Mendeleyev'in çalışmaları sonucu radyoaktif olduğu kanıtlanmıştır. Uranyumun nükleer yakıt olarak kullanılabilmesi için uranyum karışımındaki U-235 konsantrasyonunu yükseltmek gerekmektedir ve bu işleme uranyum zenginleştirme çalışmaları denir.5. Zenginleştirilmiş Uranyum Az zenginleştirilmiş uranyum (konsantrasyon oranı %0.9 - % 2 arası) 1960'lı yıllarda üretime geçmiş santrallerde kullanılır. (Ağır su -döteryum- ile çalışan reaktörlerde) Orta zenginleştirilmiş uranyum (konsantrasyon oranı %2 - %20 arası) Normal su ile çalışan reaktörlerde, askeri ve sivil araştırma reaktörlerinde kullanılır Yüksek zenginleştirilmiş uranyum (konsantrasyon oranı %20 ve üzeri) Nükleer silahlarda (%85 ve üzeri konsantrasyonda), uçak gemisi ve askeri denizaltılarda bulunan reaktörlerde kullanılır.6. Yakıt Çubukları Uranyum, zenginleştirme çalışmalarından sonra reaktörlerde kullanılabilecek hale getirilir ve yakıt çubukları olarak adlandırılabilirler. Yakıt çubuklarının için küçük kapsüller halinde zenginleştirilmiş uranyum bulunur.7. Zenginleştirilmiş Uranyumdan Enerji Elde Edilmesi Bir nükleer santralde nükleer reaksiyonların gerçekleştiği ve nükleer enerjiden ısı enerjisinin elde edildiği yer reaktörün kalbidir. Reaktörün kalbinde ise ısı enerjisi reaktörün çekirdeğinde elde edilir. Reaktörün çekirdeğinde, içerisinde U-235 kapsülleri bulunan yakıt çubukları ve bu çubukların aralarında, içerisinde grafitle kaplı bor bulunan kontrol çubukları yer alır. Kontrol çubukları U-235'in tepkime hızını ayarlamaya yararlar. (Çernobil Nükleer Santralinde 4. Reaktörde 1661 tane yakıt çubuğu ve 211 kontrol çubuğu bulunmaktaydı.) Yakıt çubuklarındaki U-235, zincirleme reaksiyonlar ile reaktörün çekirdeğinde ısı enerjisi üretir, kontrol çubukları ise hem reaktörün fazla ısısını düşürmek için hem de U-235'in tepkime hızını düşürmek için yakıt çubuklarının arasına yerleştirilir.8. Nükleer Santrallerde Enerji Çevrimi Nükleer santralin çalışma prensibini incelediğimizde, yakıt olarak kömür veya doğalgaz kullanılan termik santrallerle, termodinamik açıdan aynı mantıkta çalıştıklarını görürüz. Aradaki fark yakıtın yanma şeklinden kaynaklanır. Nükleer santralde çekirdek reaksiyonları sonucu çok yüksek miktarda ısı enerjisi açığa çıkarken termik santrallerde kimyasal reaksiyonlar sonucu -nükleere göre- çok daha düşük miktarda ısı enerjisi açığa çıkar. Bu faktörler dışında her iki santral tipinde de çalışma prensibi benzerlik gösterir. Nükleer santralde U-235'ten elde edilen ısı enerjisi ile suyun sıcaklığı arttırılır, suyun yüksek enerjili buharı ile türbinler döndürülerek elektrik enerjisine çevrim gerçekleştirilir.9. Nükleer Reaktör Çeşitleri Basınçlı su reaktörü (Pressiruzed Water Reactor) Kaynar su reaktörü (Boiling Water Reactor) Basınçlı Döteryum Reaktörü (Pressiruzed Heavy Water Reactor) Gaz soğutmalı Reaktör (Gas Cooled Reactor – Advanced Gas Cooled Reactor) Kurşun - Sodyum Soğutmalı Reaktör (Liquid-Metal Fast-Breeder Reactor) Floridtoryum Reaktör Çalışması (Molten Salt Reactor Experiment)10. Basınçlı Su Reaktörü Bu tip reaktörlerde, U-235'ten elde edilen ısı enerjisi ile sıcaklığı arttırılan su, 150 atm basınca maruz tutularak buharlaşması engellenir. Isı enerjisini taşıyan 150 atm basınç altındaki su, ayrı bir haznede bulunan basınçsız suyun ısı enerjisini yükselterek sıcaklığını arttırır. Sıcaklığı artan su buhara dönüşür. Buharlaşan su türbinlere iletilir ve nükleer enerjiden elektrik enerjisine dönüşüm sağlanır. Dünyadaki yaklaşık 450 reaktörün 260'ı PWR sistemi ile çalışmaktadır. Yakıt olarak %3 - %5 konsantrasyonlu U-235 izotopu kullanılır.11. Kaynar Su Reaktörleri Bu tip reaktörlerde ise sistem basınçlı su reaktörlerine benzerlik gösterir fakat su daha düşük sıcaklıklarda tutulur. BWR tipi sistemler yakıt olarak %3 konsantrasyonlu U-235 izotopu kullanır ve reaktör kalbine 140 ton ağırlığında uranyum çubukları yerleştirilebilir. BWR tipi sistemlerde yakıt değişimi sırasında reaktör devre dışı bırakılır ve yakıt değişim süresi 4 ile 6 hafta sürer. Dünyada aktif BWR tipi reaktör sayısı 92 tanedir.12. Reaktörlerin Karşılaştırılması BWR sistemlerinin ilk yatırım maliyetleri PWR sistemlerine göre düşüktür. BWR sistemleri PWR sistemlerine göre daha basit sistemlerdir ve termal verimleri yüksektir. BWR sistemlerinin yakıt çubuklarının seviyelerinin izlenmesi PWR sistemlerine göre daha zordur. BWR sistemlerinin türbin zırhları PWR sistemlerine göre daha kısa ömürlüdür. Diğer reaktör tipleri yenilikçi tasarımlar olarak adlandırılıp bir çoğu deneme aşamasındadırlar.13. Kullanılmış Radyoaktif Yakıtlar 1000 MW'lık bir nükleer santralde yılda ortalama 25 ton kullanılmış yakıt çubuğu atığı çıkar. Bunun hacimsel değeri bir yemek masası büyüklüğüdür. Reaktörlerde kullanılmış yakıt çubukları reaktörden çıkartıldıktan sonra, santralde inşa edilmiş ve 50 yıllık yakıt çubuğu depolayabilecek kapasitedeki su havuzlarına bırakılırlar. Reaktördeki ömrünü tamamlamış yakıt çubukları, sanılanın aksine nükleer santral işleten devletler tarafından diğer devletlere satılmaz. Yakıt çubuklarının teorik olarak yeniden kazanıma yatkınlığı bilindiğinden hem gelecek yıllarda plütonyum ve tekrar uranyuma çevrilebilme ihtimalleri hem de yakıtın kullanılamayacak kısmının camlaştırma işlemi ile kaplanıp saklanmasının mümkün olmasından dolayı atık satışı yapılmaz. Atık yakıtın camlaştırılmasının sebebi camlaştırılmış atığın su ve bir çok çözücüde çözünüp doğaya karışmasını engellemektir.14. Başlıca Avantajlar ve Dezavantajlar Dezavantajlar İlk yatırım maliyeti yüksektir. Tesisin teknolojik altyapısının büyük bir kısmı ithal edilmek zorundadır. Kamu oyu tepkisi oluşabilmektedir. Atıkların etkisiz hale getirilmesi ile ilgili çeşitli soru işaretleri mevcuttur. Avantajlar Geri ödeme süresi görece olarak diğer santral tiplerine göre daha kısadır. Kurulumu tamamlanmış aktif bir reaktör en az 40 yıl aktif çalışabilmektedir. Sera gazı emisyonu yoktur. Ön yargılara rağmen (kısmen) temiz bir enerji türüdür.15. Dünya'da Nükleer Enerji Enerji Bakanlığı'nın raporlarına göre; Mayıs 2013 itibariyle, 31 ülkede 436 nükleer santral işletmede olup, 15 ülkede 65.5 GW kurulu güce sahip olacak 68 adet nükleer santral da inşa halindedir. Dünyadaki nükleer santral kurulu gücünün ise 2010 yılındaki 394 GW değerinden, 2035'de 524 GW'a çıkması beklenirken, nükleer kapasitede Avrupa Birliği'nde %32'lik bir düşüş öngörülmektedir. Avrupa Birliği'nde 2010 itibariyle 138 GW olan nükleer kurulu gücün 2035'de 94 GW'a inmesi beklenmektedir. 2035'e kadar Çin (105 GW) başta olmak üzere OECD-dışı Asya ülkelerinde 127 GW'lık artış tahmin edilmektedir. Rusya'nın ilave ünitelerle nükleer kapasitesini 2035 yılına kadar %50 (12 GW) arttıracağı düşünülmektedir. ABD'de de 5 GW'lık bir artışla 2035 yılında 111 GW'a ulaşılması beklenmektedir.16. Türkiye'de Nükleer Enerji Türkiye'de nükleer faaliyetler 1980'li yıllara dayanmaktadır. İTÜ TRIGA MARK-II nükleer reaktörü 11 Mart 1979'da işletmeye açılmıştır. TRIGA adı "Training Research Isotope Production General Atomic" sözcüklerinin baş harflerinden oluşmaktadır. Türkiye'de 3 tane nükleer araştırma reaktörü bulunmaktadır. Bunlardan 2'si Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi'nde birisi de İTÜ'dedir. Bu reaktörler dışında Mersin Akkuyu ve Sinop'a Nükleer Santral yapım çalışmaları başlamıştır. Enerji Bakanlığının Raporuna göre; Akkuyu ve Sinop'ta kurulacak Nükleer Santraller dikkate alındığında, yılda yaklaşık 80 milyar kWh elektrik üretilmesi tahmin edilmektedir. Bu miktarda bir elektriği doğalgaz santralinden elde etmek için yaklaşık 16 milyar metreküp doğalgaz ithaline karşılık yıllık 7,2 milyar ABD Doları (yaklaşık 13 milyar TL) ödenmesi gerekmektedir. Dolayısıyla, 3 senede sadece doğalgaz ithaline ödenecek para ile Mersin-Akkuyu'da 4 ünite nükleer santral kurulabilmektedir. Bu anlaşma ile toplam 4.800 MW gücünde VVER-1200 tipinde dört ünitelik bir nükleer santralın kurulması planlanmaktadır. Diğer taraftan Sinop'ta da nükleer santral tesisi kurulmasına yönelik olarak 2013 yılı içinde anlaşma imzalanmış, 1Nisan 2015 TBMM’den onay alınmış ve proje çalışmaları sürmektedir.17. Nükleer Kazalar ve Felaketler Windscale Accident, (İngiltere) 05.10.1957'de kapalı sistem reaktörde kaçak tespit edilmemiştir. Three Mile Island Accident, (A.B.D.) 28.03.1979'da kapalı sistem reaktörde kaçak tespit edilmemiştir. Chernobil Disaster, (Pripyat, Soyvetler) 26.04.1986'da açık sistem reaktörün patlaması ile atmosfer ve suya radyasyon teması olmuştur. Şu an Ukrayna'nın Kiev şehrine bağlı Pripyat bölgesinde bazı alanlarda 10000 yıl boyunca radyasyon etkisinin devam edeceği raporlanmıştır. Fukushima Nuclear Disaster ,(Japonya) 11.03.2011'de rihter ölçeğine göre 9.0'luk bir deprem nedeni ile kapalı sistem reaktörde sızıntı gerçekleşmiştir. Atmosfere ve suya radyasyon teması olmuştur. 37 fiziksel yaralanma, 3 radyasyona maruz yaralanma ve 2 ölüm ile sonuçlanmış gözükse de etkileri hala devam etmektedir. Fukushima Reaktöründeki olay 9. derece nükleer felaket sınıfına girmiştir.18. Nükleer Meltdown Nükleer reaktörlerde, fisyon tepkimelerinin kontrolden çıkarak ard arda gerçekleşmesi sonucu gelişen hadisedir. Ağır su kullanılan reaktörlerde ağır su da yer alan nötronların devre dışı kalması veya kontrol çubuklarının devre dışı kalmasıyla yakıt çubuklarındaki U-235 kontrolsüz zincirleme reaksiyonlar gerçekleştirir bunun sonucunda çok fazla enerji ve dolayısıyla ısı açığa çıkar. Reaktörün çekirdeği erir. “Nükleer Meltdown” şimdiye kadar sadece Çernobil Nükleer Santralinde yaşanmıştır.19. Günlük Hayatta Radyasyon 1 sievert (Sv) radyasyon, kan kanserine ve ilerleyen yıllarda başka kanser türlerine neden olabilir. 2- 5 Sv radyasyon, mide bulantısına, saç dökülmesine, kanamalara, ve birçok durumda ölüme neden olur. 6 Sv ve daha fazla dozların % 80 vakada iki aydan daha az bir zamanda ölüme neden olduğu tıbbi raporlarda yer almıştır. 8 Sv'e kadar bir dozun kesin öldürücü olduğu bilinmektedir. Hemen öldürücü dozların dışında sıralanan dozların hepsi aynı zamanda kanser nedenidir.20. Dünyadan Bazı Santraller - Dresden - 1 Generating Station Üretim Süresi: 1960 - 1968 Reaktör Tipi: BWR Reaktör Üniteleri: 2 tane 197MW Şebekeye verilen toplam elektrik: 16494 GW [ Illinois, ABD ] [1.Nesil]21. Dünyadan Bazı Santraller - Shippingport Atomic Power Station Üretim Süresi: 1958 - 1989 Reaktör Tipi: PWR Reaktör Üniteleri: 1 tane 60MW Şebekeye verilen toplam elektrik: (US Navy Army tarafından araştırma amaçlı kullanılmış üretim miktarları belirtilmemiş) [Pennsylvania, ABD ] [1.Nesil]22. Dünyadan Bazı Santraller - CANDU tipi Reaktörler Üretim Süresi: 1977 - 1997 Reaktör Tipi: PHWR – PWR Reaktör Üniteleri: 2 tane 750MW Şebekeye verilen toplam elektrik: 91000 GW (30 yılda ortalama) [ Canada (14), Güney Kore (4), Çin (2), Hindistan (2), Arjantin, Romanya, Pakistan (1) ] [2. Nesil]23. Dünyadan Bazı Santraller - Loviisa - 1 Nuclear Power Plant Üretim Süresi: 1977 - 2017 Reaktör Tipi: PWR Reaktör Üniteleri: 2 tane 510MW Şebekeye verilen toplam elektrik:102290 GW (2006 yılı itibari ile) [ Loviisa, Finlandiya ] [2. Nesil]24. Dünyadan Bazı Santraller - Bugey - 1 Nuclear Power Plant Üretim Süresi: 1972 - 1994 Reaktör Tipi: AGR Reaktör Üniteleri: 2 tane 540 MW Şebekeye verilen toplam elektrik: 55335 GW [ Saint Vulbas Bugey, Fransa] [2.Nesil]25. Dünyadan Bazı Santraller - Kursk – 1 Nuclear Power Plant Üretim Süresi: 1976 - 2007 Reaktör Tipi: BWR Reaktör Üniteleri: 4 tane 1000MV Şebekeye verilen toplam elektrik: 138703 GW (2006 yılı itibari ile) [ Kursk, Rusya ] [2.Nesil]26. Dünyadan Bazı Santraller - Fukushima - Daiichi - 6 Nuclear Station Üretim Süresi: 1979 - 2011 (Tohoku Tsunamisinden dolayı Mart 2011'den beri kapalı, Nükleer meltdown riski var-dı-) Reaktör Tipi: BWR Reaktör Üniteleri: 2 tane 1100 MW Şebekeye verilen toplam elektrik: 178594 GW (2006 yılı itibari ile) [Fukushima, Japonya] [3.Nesil]27. Dünyadan Bazı Santraller - Ling AO – 1 Nuclear Power Plant Üretim Süresi: 2002 - Halen Reaktör Tipi: PWR Reaktör Üniteleri: 2 tane 938 MW Şebekeye verilen toplam elektrik: 32598 GW (2006 yılı itibari ile) [Longgang Guangdong, Çin] [3.Nesil]28. Son olarak... Türkiye olarak enerji konusunda dışa bağlı olduğumuz bir sır değil ancak; Rüzgar, güneş, bioyakıt gibi enerji kaynaklarından tam verim al(a)madığımız gerçeği ortadayken, iş cinayetleri sıradanlaşıp fıtratımıza kazınmışken, her ne kadar nükleer santral girişimi kağıt üzerinde mantıklı görünse de, bizim gibi ahlaki değerleri sıfıra yaklaşmış, insan hayatının değeri yok olmuş bir ülkede ÇED raporlarını hiçe sayarak santral inşa etmek biraz büyük bir kumar olabilir (mi?). Kaynaklar: ● T.C. Enerji Bakanlığı İnternet Sitesi ● TAEK (Türkiye Atom Enerjisi Kurumu) ● UAEA (Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu) ● Wikipedia ● Nükleer Enerji Bilgi Platformu1. Nükleer Enerji Nedir Yakıt olarak; radyoaktif bir elementten ısı elde edilen enerji türüne nükleer enerji diyebiliriz. Nükleer enerji ise atom çekirdeğinde meydana gelen reaksiyonlar sonucunda elde edilir.2. Çekirdek Reaksiyonları - Fisyon Tepkimesi Ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara dönüşmesini tetikleyen tepkimelere fisyon reaksiyonları denir. Uranyum 235 izotopu, nötron bombardımanına maruz bırakılarak Uranyum 236 izotopuna dönüşür ve U-236 izotopu, çekirdeğinin kararsızlığı sonucu parçalanır; Kr-92 (Kripton) ile Ba-141 (Baryum) çekirdeklerine dönüşür. Bu dönüşüm sırasında hatrı sayılır bir enerji de açığa çıkar. Atom bombası ve nükleer reaktörlerde fisyon tepkimelerinin zincirlemeleri sonucunda enerji elde edilir.