|
Haber: Uzay Gökerman
Nükleer
Enerji Nasıl Üretiliyor?
Nükleer Santrallerin nasıl
çalıştığını kısaca öğrenmeye çalışalım. Nükleer Yakıt Çevrimi
için öncelikle yakıtın çıkarılması gerekiyor. Santrallerde
zenginleştirilmiş Uranyum kullanılmaktadır.
Uranyum: Doğada bir
çok noktada, yeraltında olduğu gibi sularda da çözülmüş halde
serbestçe bulunmaktadır. Uranyumun doğada bulunduğu şekliyle
santrallerde kullanılması mümkün değildir. Bunun için bir dizi
işlemden geçirilmesi gerekmektedir.
Fisyon: Bir nötronun,
uranyum elementinin atom çekirdeğine çarparak yutulması ve
sonucunda bu yeni atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki
veya daha fazla farklı çekirdeğe bölünmesi tepkimesine fisyon
deniliyor.
Fisyon sonucunda ortaya çıkan
nötronların, ortamda bulunan diğer fisyona uygun atomların
çekirdekleri tarafından peş peşe yutarak, onları da aynı
reaksiyonun içine sokması ve bunun sürekli tekrarlanması da
zincirleme reaksiyon deniliyor. Bu işlem sırasında büyük bir
enerji açığa çıkıyor ve bu sürece nükleer fisyon adı veriliyor.
 Dönüştürme
ve Zenginleştirme
Uranyumdan elde edilen maden
filizi, daha sonra özel bir değirmende öğütülerek toz hale
dönüştürülür. Bu toz daha sonra kimyasal işlemden geçirilerek
saflaştırılır ve rengi ve biçimi nedeniyle “Sarı Pasta” diye
adlandırılan katı bir forma çevrilir. Yüzde 60 ila 70'i uranyum
olan Sarı Pasta, radyoaktiftir.
Nükleer yakıt üretmedeki
temel amaca, U 235 atomlarının miktarını artırmaktır, bu işleme
“uranyum
 zenginleştirme”
deniyor. Bunun için, uranyumun önce 230 santigrat dereceye kadar
ısıtılarak gaz haline, yani uranyum heksafloride dönüştürülmesi
gerekiyor.
Yıkıcı etkilere yol açabilen
reaktif bir gaz olduğundan, uranyum heksafloridin çok dikkatli
kullanılması da şart. İçinde tutulacağı dönüştürme tesisinin
boruları ve pompalarının da alüminyum ve nikel alaşımından özel
olarak inşa edilmesi gerek. Bu gaz, ayrıca istenmeyen kimyasal
reaksiyona yol açmamak için petrol ve yağ benzeri sıvılardan da
uzak tutulmalıdır.
Bir ülke uranyum
zenginleştirmeye karar verdiğinde bunun için asgari üç yıllık
bir süreye ihtiyaç duyuyor.
Nükleer
santrallerin çalışma sistemi
Nükleer fisyon sırasında ısı
açığa çıkar, bu ısı, suyu ısıtarak türbinleri çalıştıracak
buhara dönüştürür. Tipik bir nükleer reaktör yaklaşık 2, 5 cm
çapında silindirciklerden zenginleştirilmiş uranyum yani yakıt
pelletleri kullanır. Bu pelletler, uzun yakıt çubukları içine
yerleştirilir. Bu çubuklar toplu halde basınçlı reaktör
çemberinde saklanır. Pek çok enerji santralinde, bu çubuk
demetleri soğuk kalmaları için su altında tutulur. Diğer bir
soğutma yöntemi de karbondioksit ya da sıvı metal içinde
saklamaktır.
Santralde işleyebilmesi için
uranyum filizinin süperkritik kütle halinde olması gerekir.
Bunun için, uranyumun, devamlı zincirleme reaksiyona imkan
verecek ölçüde zenginleştirilmiş olması gerekiyor. Bu işlemler
için reaktör çemberi için kontrol çubukları yerleştirilir. Bu
çubuklar, genellikle kadmiyum olmak üzere reaktör içindeki
nötronları emen bir maddeden yapılır.
Çubuklara
az nötron girişi olursa, zincirleme reaksiyonun sayısı da az
olur, bu da fisyon sürecini yavaşlatır. Dünyada 400'den fazla
nükleer enerji santrali bulunuyor. Bu santrallerde, dünyanın
enerji ihtiyacının yüzde 17'si karşılanıyor. Nükleer reaktörler,
denizcilikte ve denizaltılara enerji sağlamak için
kullanılıyor.
Yeniden işleme
Yeniden işleme nükleer
atıkları, içerdikleri kullanılabilir yakıtı çıkarmak için
kimyasal işlemden geçirmektir. Kullanılmış yakıt çubuklarının
dış metal kaplaması, sıcak nitrik asitte eritilmeleri öncesinde
çıkarılır. Bu sayede reaktörde yeniden kullanılacak uranyum
(%96), yüksek oranda radyoaktif atık (%3) ve plütonyum (%1)
üretilir. Tüm nükleer santrallerde plütonyum üretilir, ancak
askeri olanlarda daha fazla üretilmektedir. Yeterli plütonyum
üretilmesini sağlayacak bir yeniden işlem santrali ve bir
reaktör, sıradan görünüşlü bir binanın içinde olabilir. Bu
durum, nükleer silah üretmek isteyen bir ülke için plütonyum
üretmeyi denemeyi de cazip kılıyor.
Atık
Deoplama
11 milyar kilowatt saat
(Atatürk Barajı kadar) enerji sağlayan büyüklükte bir santral
yılda ortalama 60 metreküp radyoaktif atık üretiyor. Bu
teknolojiyi kullanan ülkeler atıkları 70 dereceye varan yüksek
ısıları nedeniyle önce santral yakınlarında bulunan soğuk su
havuzlarında “dinlendiriyor.” Bu dinlendirme 5 yıl sürüyor.
Ardından ara depolama safhası başlıyor. Soğuyan radyoaktif
maddeler toprak altına gömülmeden önce ışıma oranının düşmesi
için genellikle toprak üzerinde bulunan “ara depolarda” yaklaşık
30 yıl daha bekletiliyor. Bu depolar 60 santimetrelik beton ve
çelikten oluşan duvarlarıyla her türlü deprem, sel ve yangına
karşı dayanacak şekilde inşa ediliyor. Son depolama safhasında
ise yaklaşık 35 yıldan beri bekletilen atıklar toprak altına
gömülüyor. Bunun için eski ve kurumuş maden ocakları
kullanılıyor. Bu yer altı depolarının derinlikleri ise 200-900
metre arasında değişiyor.
Kaynaklar
BBC Turkish
Türkiye Atom
Enerjisi Kurumu
Sinop Nükleer Santrali
Nükleer Enerji Kazaları
Nükleer Enerji Daha
Ucuz Mu?
Çernobil
Faciasının 20.Yıldönümü
Nükleer
Silahsızlanma Dosyası
|
