kadikoy escort

Nükleer Enerji ve Uygulamaları

Cumhuriyet Üniversitesi Makine Mühendisliği Enerji Tasarrufu ve Uygulamaları dersinde Uğur Çotul, Elif Terzi ve Cemile Öztürk arkadaşlarımızın yapmış olduğu Nükleer Enerji ve Uygulamaları ile ilgili sunumu sizlerle paylaşıyorum.Konular aşağıda sırasıyla verilmiştir.Yazıları kopyala yapıştır yapıyorsak lütfen yorum kısmından Uğur Çotul, Elif Terzi ve Cemile Öztürk arkadaşlarımıza teşekkür edelim.

Nükleer Enerji Nedir?

Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür.
Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein’ a ait olan E=mc² (E: Enerji, m: kütle, c: Işığın sabit hızı) formülü ile ilişkilidir.

Nükleer Enerji’nin Tarihçesi

1905 yılında Einstein meşhur E=mc2 formülü ile fisyon sonucu açığa çıkabilecek enerji konusunda öngörüde bulunmuştu. Daha sonra 1930 yılında bu öngörü deneysel olarak Otto Hahn, Lise Meitner ve diğerleri tarafından doğrulandı. Dünyanın ilk insan yapısı nükleer reaktörü 1942 yılında Enrico Fermi’nin yürüttüğü bir proje sonucunda Amerika Birleşik Devletleri’nin Chicago, Illinois kentinde kuruldu.
Elektrik üreten ilk ticari nükleer güç sanralı Shippingport, Pennsylvania’da (ABD) kurulmuş ve 1957’de işletmeye girmiştir. Fisyon kullanılarak üretilen ilk elektrik ise, Aralık 1951’de Arco, Idaho’daki Deneysel Üretken Reaktöründe elde edilmiştir.

Oluşum Şekilleri

1. Füzyon

Farklı iki elementin çekirdeğinin birleştiği tepkime sonucunda daha ağır bir çekirdeğe sahip atomun oluştuğu reaksiyonlara nükleer füzyon veya nükleer kaynaşma denilebilir. Nükleer füzyon reaksiyonları sonucunda çok büyük miktarlarda enerji açığa çıkar. Ayrıca ağır çekirdeğe sahip atom, enerjinin absorplanması veya serbest bırakılması ile plazma hâline geçebilir.

Nükleer füzyon tepkimeleri yıldızımız Güneş’te gerçekleşmektedir. Güneş’ten yayılan radyasyon yani ısı ve ışık bu tür tepkimelerin sonucudur ve esasında hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyuma dönüşümü sırasında çıkmaktadır bu radyasyon. Dünyaca ünlü denklem, Albert Einstein’in buluşu E=mc² bağıntısı da bu dönüşümü açıklamaktadır. Bu dönüşüm sırasında oluşan kütle kayıplarının enerjiye dönüşümünü bu bağıntı ile açıklanabilir.

2. Fisyon

Tabiatta Uranyum (U) ve Toryum (Th) gibi ağır elementlerin bölünmesi (fisyonu) daha kararlı hale dönüşmek için meydana gelmektedir. Ancak bu düşük yoğunlukta olup, endüstriyel manada uygun değildir. Bu düşük yoğunluk nötron bombardımanı ile artırılabilir. Çünkü, atom çekirdeğine müdahele etmek için elektriksel olarak yüksüz olan nötron en uygunudur. Nötron eksi yüklü elektron tabakasını kolayca geçer ve artı yüklü çekirdeğe ulaşır. Kararsız olan çekirdek nötron ile temastan sonra fisyona uğrar.

Bir uranyum atomun fisyonundan 200 MeV ( 200 milyon mega elektron volt) lik enerji açığa çıkar. Eğer bir karbon ( C ) atomu O2 birleşerek yanma reaksiyonu yaparsa 1-2 eV luk enerji açığa çıkar. Dolayısıyla aynı ölçekteki fisyon reaksiyonu kimyasal reaksiyona göre milyon kez daha güçlüdür. Uranyum fisyon olunca iki yeni ve daha hafif element, 2-3 tane nötron, α,γ ve β ışınları açığa çıkar. Yeni ortaya çıkan nötronlar yeni fisyon reaksiyonunu tetikler.
Böylece şekilde görüldüğü gibi zincirleme reaksiyon oluşur. Böylece, teorik olarak, bir kere harekete geçen fisyon reaktörü ortamdaki tüm uranyum atomları tükeninceye kadar devam eder.

Fisyondan açığa çıkan 2-3 tane nötron, α,γ ve β ışınları insan fizyolojisi için zararlı olup iyi bir zırh ile dışarı sızması önlenmelidir. Meydana gelen 2 yeni element de reaktif olup nötron, α,γ ve β ışınları yayımlarlar. Bu yayınımın şiddeti zamanla azalmakla birlikte binlerce yıl da sürebilir. Bu nedenle reaktör ortamındaki tüm artık yakıtlar yıllarca emniyetli bir şekilde saklanmalıdır.

Nükleer Enerjinin Elde Edilmesi

Bir nükleer santraldaki sistemler konvansiyonel güç santralları ile aynı mantıkla çalışırlar. Isı enerjisinin üretildiği kısımda elde edilen buharın türbin-jeneratörü döndürerek elektrik üretilmesi felsefesi, temel olarak nükleer santrallarda da aynıdır. Nükleer santrallar ısı üretmek için nükleer reaksiyonu kullandıkları ve bunun sonucunda çevreye salınmaması gereken radyoaktif maddeler ürettikleri için, bazı ek sistemler kullanırlar. Örneğin, bir çok nükleer santralda nükleer yakıtı barındıran yakıt tüpleri arasından ısınarak geçen su, doğrudan türbine gönderilmeyip, türbin için buhar üretilen ikinci bir çevrimi ısıtmak için kullanılır. Bununla ilgili sistemlere Birincil (Soğutma) Sistem(i) adı verilir. İkincil sistem ise birincil soğutma sistemindeki ısıyı alarak türbin-jeneratörü döndürmek için gerekli olan buharın üretilmesi için kullanılan sistemdir. Her iki sistem de kapalı birer döngü oluşturmuşlardır.

UO2’den (uranyum pası) yapılan 1 cm çap ve yüksekliğindeki seramik yakıt lokmaları, üst üste 3,5-4 m uzunluğundaki ince bir metal zarf içine yerleştirilirler. Elde edilen yakıt çubukları, hafif veya ağır su içeren dik veya yatık basınç tankları içine yerleştirilir. Belirli geometrik düzende ve belirli miktarda bir araya gelen yakıt nötronların yardımı ile fisyon sonucu enerji üretmeye başlar. Ortaya çıkan bu çekirdek enerjisi yakıt çubuklarını ısıtır. Yakıt çubuklarının su veya ağır su ile soğutulması ile yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar elde edilir. Buharın bir türbinde genişletilmesi ile tıpkı diğer fosil yakıtlı santrallerde olduğu gibi, ısı enerjisi mekanik enerjiye,türbinin çevirdiği jeneratör ile de mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.

Nükleer enerjinin kullanılmaya başlamasından bugüne dek geçen yaklaşık elli yıl içinde bir çok nükleer reaktör tipi tasarlanmış, imal edilmiş ve çalıştırılmıştır; ancak günümüzde ticari olan nükleer santral tipleri çok az sayıdadır. Hafif su teknolojisi adını verdiğimiz ve
bildiğimiz normal su ile soğutulan reaktörleri kapsayan teknoloji,ve ağır su teknolojisi adını verdiğimiz hidrojenin bir izotopu olan deteryumdan yapılan ağır su ile soğutulan reaktörleri kapsayan teknoloji, günümüzde ticari olarak kullanıma sunulmaktadır. Yüksek sıcaklıkta çalışan gaz soğutmalı reaktörler ve sıvı metal soğutmalı hızlı üretken reaktörler ise, gelecekte kullanıma girmeye adaydırlar.

Nükleer Santral Çeşitleri

Nükleer enerji santralları, kömürle çalışan termik santrallardan pek farklı değildir. Termik santrallarda kömür yakılarak su kaynatılır böylece elde edilen buhar gücüyle bir türbin döndürülür ve türbin elektrik üretir. Nükleer enerji santrallarında ise, gerekli ısı atomların bir reaktörde bölünmesiyle üretilir.

1. CANDU(basınçlı ağır su santrali) :Ağır sulu reaktörler, tasarımlarında, fiziksel ve termodinamik özellikleri suya çok benzeyen ancak nötronik özellikleri farklı olan ağır suyu (D2O) soğutucu ve yavaşlatıcı olarak kullanan reaktörlerdir. Ağır suyun nötron yavaşlatma gücünün normal sudan daha iyi olması ve soğurma özelliğinin daha az olması ile bu tip reaktörlerde yakıt olarak doğal uranyumun kullanılmasına olanak verir. Ağır sulu reaktörler içinde en çok tercih edilen tip Basınçlı Ağır Su Reaktörleridir (PHWR Pressurized Heavy Water Reactor).

Bu reaktörlerde soğutucu, PWR’lerde olduğu gibi basınç altında tutularak kaynaması önlenir. Basınçlı Ağır Su Reaktörlerinin en yaygın olarak kullanılan tipi CANDU (Canadian Deuterium Uranium)’dur.

CANDU reaktörü, basınç tüpü tasarımına sahip bir PHWR’dir. Reaktör kazanı kalandria adı verilen büyük silindir şeklinde bir tanktır. Bu tankın içinden yakıt kanalları adı verilen birkaç yüz tüp geçer. Yakıt kanallarına yakıt demetleri yerleştirilir. Bunlar kaynamanın engellenmesi için atmosfer basıncının 100 katı basınç altında tutulan ağır su soğutucu ile soğutulur.

  • Soğutucu, önce yakıt kanallarına, buradan buhar üreteçlerine pompalanır. Buhar üretecinde enerjisini bırakarak çıkan soğutucu başka bir kanaldan ve ters yönden yeniden reaktör kalbine gönderilir ve buradan çıktıktan sonra diğer buhar üretecine gider.
  • Elektrik üretimi sistemin ikincil bölümünde PWR reaktörüne benzer şekilde gerçekleşir.
  • Önemli sistem bileşenleri arasında basınçlayıcı, yakıt değiştirme makinası, 2 farklı kapatma sistemi ve acil durum kalp soğutma sistemi sayılabilir.
  • Sistem doğal uranyum kullanacak şekilde tasarlanmıştır ve yakıt değiştirme makinası vasıtasıyla reaktör çalışırken yakıt değiştirilebilmektedir.

2. BWR (kaynar su santrali) : Dünyada elektrik enerjisi üreten reaktör tipleri arasında basınçlı su reaktörlerinden sonra en yaygın olarak kullanılan Kaynar Sulu Reaktörlerin (BWR) ticari amaçlı ilk örneği olan 180 MWe gücündeki Dresden-1 reaktörünün yapımına, General Electric firması tarafından 1957 yılında başlanmış ve bu reaktör 1961 yılında işletmeye alınmıştır.

% 3 civarında zenginleştirilmiş UO2 yakıt kullanır.
Üretilen enerjinin çekilmesi giriş sıcaklığı 275oC, çıkış sıcaklığı 290oC civarında olan, atmosfer basıncının 70 katı basınç altında tutulan soğutucu (hafif su) vasıtasıyla sağlanır;

  • Belli bir oranda buharlaşan soğutucu, nem ayırıcı ve kurutuculardan geçtikten sonra taşıdığı ısı enerjisi türbin-jeneratör biriminde elektrik enerjisine dönüştürülür.
  • Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen soğutucu yeniden reaktör kalbine gönderilir.
  • Reaktör kontrolünde ve kapatmada kullanılan kontrol çubukları, kalp içerisinde düzgün bir ısı dağılımı sağlamakta kullanılan kalp içi çevrim pompaları ve bir kaza durumunda reaktör kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir.

3. PWR (basınçlı su santrali) : PWR tipi reaktör tasarımı, ABD donanmasının nükleer denizaltı yapım programı sırasında düşünülmüştür. İlk prototip olan STR MARK-I reaktörü 1953 Mart’ında kritikliğe eriştikten 2 yıl sonra, 1955 Ocağında ilk nükleer denizaltı Nautillius denize indirilmiştir. Bugün, dünyada ticari olarak en yaygın kullanılan reaktör sistemidir.

%2,5 ila %3 oranında zenginleştirilmiş uranyum yakıtla çalışır.
Üretilen enerji birincil devre soğutucusu (hafif su) vasıtasıyla reaktör kalbinden çekilir. Reaktöre giriş sıcaklığı 290 oC ve çıkış sıcaklığı 330 oC civarında olan, soğutucu, kaynamaması için atmosfer basıncının 150 katı basınç altında tutulur.

  • Bu suretle çekilen enerji, buhar üreticileri vasıtasıyla ikincil devreye aktarıldıktan sonra soğutucu birinci devre pompası tarafından reaktör kalbine geri gönderilir.
  • İkincil devreye aktarılan ısı enerjisiyle üretilen buhar, türbin-jeneratör biriminde elektrik üretir.
  • Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen ikincil devre soğutucusu yeniden buhar üreticisine gönderilir.
  • Reaktör kontrolünde ve kapatmada kullanılan kontrol çubukları, sistem basıncını ayarlayan basınçlayıcı ve bir kaza durumunda reaktör kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir.

Nükleer Enerji’nin Kullanım Alanları

Nükleer teknolojinin tıp, endüstri, tarım ve hayvancılık uygulamalarıdır.

1. Tıp ve Sağlık: Nükleer teknolojinin en çok geliştiği alandır. Hastalıkların teşhis ve tedavilerinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Özellikle kanser tedavisinde “ışınlama” yapan cihazların tamamı nükleer teknoloji ürünü malzemeler ile çalışmaktadır.
Diğer bir uygulama ise radyoaktif maddelerin insan vücuduna, damardan veya ağızdan verilmesi sureti ile (çeşitli görüntüleme teknikleri ile) özellikle kanseri, tümörleri kolayca ve hastayı yormadan yakalamak mümkündür. Bu amaçla kullanılan radyoaktif malzemelerin insan sağlığına herhangi bir zararı da yoktur.

2. Endüstri: Çok sayıda uygulama alanı vardır. Önem sırasına göre: Besinlerin ve tıbbı malzemelerin sterilizasyonun da, boru ve metallerdeki üretim çatlaklarını ve kaynak çatlaklarının tespitinde, tahribatsız testlerde, yoğunluk, kalınlık, kaplama kalınlığı ölçümünde, büyük silolarda seviye tespitinde, suyun ve malzemelerin yaş tayininde, ve sayamadığımız bir çok uygulamalarda kullanılmaktadır.

3. Tarım ve Hayvancılık: Tarım alanında bitkilerde üretim artışı sağlama amaçlı genetik çalışmalarda, ıslâh çalışmalarında toprak-bitki-besin-su ilişkilerinin hassas olarak incelenmesi, çeşitli haşere ve böceklerle mücadele, çiftlik hayvanlarının üreme performanslarının arttırılması, depolanmış tarım ürünlerinin ışınlanarak korunması ve benzeri birçok uygulamada kullanılır.

Diğer kullanım alanları ise;
Nükleer enerji gücünü kullanan ikinci sıradaki kullanıcılar gemilerdir. Özellikle askeri gemi olan denizaltılar veuçak gemilerinde, sivil amaçlı olarak da buzkıran gemilerinde kullanılmaktadır. Rusya son elli yılda 248 nükleer denizaltı imal etmiş olup halen 60 adedi görevdedir. Soğuk savaş döneminde dünyada üretilen 400 nükleer denizaltının 250 si daha sonra hurdaya ayrılmıştır. Halen ABD ve Rusya’nın elinde 100 civarında, Fransa ve İngiltere’nin elinde 40 civarlarında, Çin de ise 6 adet olmak üzere toplam 146 nükleer denizaltı kullanım halindedir. Amerika ve Rusya elinde eşit dağılmış toplam 22 nükleer uçak gemisi ile 9 ABD nükleer destroyerine karşılık 4 Rus nükleer destroyeri vardır. Ayrıca Rusya 8 nükleer buzkıran gemisine de sahiptir.
Bunun dışında nükleer santrallerde üretilen yoğun ısı; deniz suyunun tuzdan arındırılmasında, hidrojen elde edilmesinde, endüstriyel tesisler ve konutlarda ısınma amaçlı olarak ta kullanılmaktadır.

Ülkelerin Nükleer Santral Sayıları

Nükleer Enerjinin Elektrik Üretimindeki Payı

Türkiye’de Uranyum ve Toryum Yatakları

Türkiye Uranyum ve Toryum Yataklarının Tenör ve Rezervleri

  • Manisa-Köprübaşı : % 0.04 – 0.05 U3O8 ortalama tenörlü olup 2.852 ton görünür rezervi vardır. Cevher Neojen yaşlı sedimanlarda yer almaktadır.
  • Uşak- Fakılı : % 0.05 U3O8 ortalama tenörlüdür ve 490 ton görünür rezervi vardır. Cevher Neojen yaşlı sedimanlar içindedir.
  • Aydın-Küçükçavdar : % 0.04 U3O8 ortalama tenörlü 208 ton görünür rezerve sahiptir. Cevher Neojen yaşlı sedimanlar içindedir.
  • Aydın-Demirtepe : % 0.08 U3O8 ortalama tenörlü 1.729 ton görünür rezervi vardır. Cevher Paleozoyik yaşlı şistlerdeki fay zonlarındadır.
  • Yozgat-Sorgun : % 0.1 U3O8 ortalama tenörlü 3850 ton görünür rezerve sahiptir. Cevher Eosen yaşlı sedimanlar içindedir.
  • Eskişehir – Kızılcaören : % 0.21 ThO2 ortalama tenörlü 380.000 ton görünür rezerve sahiptir. Cevher Silüriyen – Devoniyen yaşlı kompleks seri içerisinde damarlar halindedir.

Nükleer Santraller İçin Uygulanan Temel Kriterler

Deprem Riski: Nükleer santrallar kurulurken, yapım maliyetini en aza indirebilmek için, deprem riskinin en düşük olduğu yerler seçilir.

Taşıma Koşulları : Nükleer santralların, 400-500 tona varan ağırlıkta parçaları vardır. Bu parçaların santralın kurulacağı yere taşınması önemli bir sorundur. Coğrafyamız, kara ve demir yollarımız, bu ağırlıktaki parçaların taşınmasına olanak vermezken, taşımacılığa uygun olmayan akarsularımız da bu soruna bir çözüm getirmezler. Bu nedenle Türkiye’ye kurulacak nükleer santralların öncelikli olarak deniz kenarında olması, ekonomik olarak büyük yarar sağlayacaktır.

Soğutucu Gereksinimi : Termik santrallarda olduğu gibi nükleer santralda da üretilen ısıyı alabilmek için bir soğutucuya gereksinim duyulur. Bu soğutucu, genellikle akarsu ya da denizden sağlanacak olan “su ” dur. Türkiye’deki çoğu akarsuyun debisi bu soğutmayı sağlayacak düzeyde olmadığından nükleer santralların deniz kenarında kurulması, en uygun seçeneği oluşturur.

Meteorolojik Koşullar: Yöreye hakim hava olaylarının bilinmesi, sağlanan güvenliğin korunması ve olası radyolojik etkilerin en aza indirilmesi açısından önemlidir.

Nükleer Enerjinin Hayıtımızdaki Önemi

Nükleer santrallar dünyada kullanılmaya başladığından beri birçok konuda yarar sağlıyor. Günümüzde bir çok ülkede nükleer santral yapımı ve kullanımı engellenmeye çalışılmıştır. Bunun nedeni zamanında oluşan felaketler (Çernobil) ve santralların insan üzerine yaptığı olumsuz etkilerdir. Ama teknolojik ortamlarda yapılan bir nükleer santralın hiçbir olumsuz etkisi bulunmamakla birlikte birçok yararı da vardır. Fransa, Almanya, İtalya, İngiltere, ABD, bazı İskandinav ülkeleri, Bulgaristan, Rusya, Ermenistan ve daha bir çok ülkenin vazgeçilmez enerji kaynağı nükleer enerjidir. Nükleer reaktörler 3 türe ayrılırlar. Araştırma reaktörleri, elektrik üreten güç reaktörler, plütonyum üreten reaktörler. Araştırma reaktörlerinden tıpta ve kimya sanayisinde, izotop gama ışınları ve nötron üretiminde yararlanılır. Bu reaktörlerin güçleri düşürülmüştür ve hiçbir zararları yoktur. Güç reaktörlerini başlıca sorunlarından biri, verimliliktir.

Söz konusu reaktörlerde üretilen elektrik enerjisinin kW (kilowatt) saat materyalinin, gelenksel santrallarda üretilenden düşük olması gerekir.
Nükleer santrallar diğer termik santrallar gibi çevreye zarar vermezler. Örnek vermek gerekirse İsveçteki Nükleer santrallerden 29kg/h lik CO2 çıkarken Danimarka’da bu oran 890 kg/h sınırını zorlamıştır. Ayrıca büyük ülkelerden Fransa enerji ihtiyacının %75’ini Nükleer enerji santrallarından üretmektedir. Bu santrallardan çıkan enerji miktarı çok fazla olduğu için diğer ülkelerde 3 santralin yaptığı görevi nükleer santralların sadece 1 tanesi yapar. Ayrıca Amerika Birleşik Devletleri de enerji ihtiyacının %25’ini Nükleer Santrallardan giderir.

Nükleer Enerjinin Zararları

1. Uranyumun çıkartılması ve daha sonra zenginleştirilmesi sürecindeki rafine etme çalışmaları çok büyük miktarlarda radyoaktif kirlenmeye sebep olmaktadır.

2. Düzgün çalışmayan nükleer santraller büyük sorunlara neden olabilir. Buna örnek olarak Çernobil felaketi verilebilir ve bu felakette tonlarca radyoaktif atık atmosfere bırakılmıştır. Buna karşın çok iyi işletilen bir nükleer santralde de doğal afetlerden kaynaklanan sızmalar görülebilir; örneğin Japonya depreminde olduğu gibi.

3. Santraldeki fisyon tepkimeleri çok iyi kontrol edilmeyi gerektirir ve hata toleransları çok azdır. Hiçbir nükleer santralin tamamen güvenli olduğundan söz edilemez ve mutlaka uzman ekipler tarafından ve emniyet katsayısı yüksek tutularak üretim yapılmalıdır. Bu da bizim gibi nükleer santral inşasına yeni adım atmak isteyen ülkeler için ciddi sorunların ortaya çıkma riskini artırmaktadır.

4. Ortaya çıkan radyoaktif atıkların doğaya zarar vermeyecek şekilde taşınması ve gözetim altında uzun yıllar güvenle saklanması gerekmektedir.

5. Nükleer santrallerde atom çekirdekleri parçalanarak enerji sağlanır.Atomun çıkardığ ısı enerjisi yüksektir,ama çıkardığı radyasyon ancak özel binalarda veya kurşun mezarlarda saklanır ve uzun yıllar radyasyon yayar.

Atıkların Korunması ve Saklanması

Nükleer maddelerin gerek nükleer reaktörlerde gerekse tıbbi ve endüstriyel kullanımı sonucunda radyoaktif atıklar oluşur. Kaynağı ne olursa olsun ortaya çıkan bu radyoaktif atıklar güvenli, ekonomik ve çevrenin ve halkın kabul edebileceği bir şekilde yönetilmek zorundadır.

Radyoaktif Atık Tipleri
Radyoaktif atıklar taşınma, depolama ve atık düzenlemelerini kolaylaştırmak için içerdiği radyoaktif malzemenin konsantrasyonu ve radyoaktif kaldıkları süre dikkate alınarak sınıflandırılırlar. Kategorilerin tanımı ülkeden ülkeye değişmekle beraber radyoaktif atıklar düşük seviye, orta seviye ve yüksek seviyeli atıklar olarak sınıflandırılabilir.

1. Düşük seviyeli atıklar (DSA), normal olarak işçi tulumları, taşıma kapları, şırıngalar gibi malzemelerin az miktardaki kısa ömürlü radyoaktivite ile teması sonucu oluşur. DSA’lar genellikle lastik eldivenler kullanılarak işleme tabi tutulur. Nükleer güç santrallerinin hizmetten çıkarılması esnasında oluşan bir çok atık DSA sınıfına girer.

2. Orta seviyeli atıklar (OSA), tipik olarak nükleer malzeme ile birlikte kullanılmış ekipman veya radyoaktif akışkanların temizlenmesinde kullanılmış iyon değişim reçineleri gibi daha çok endüstriyel malzemelerdir. Bunlar tipik olarak ihmal edilebilir düzeyde ısı üretirler, fakat kısa veya uzun süreli radyasyon yayarlar ve korunmak için zırhlama gerekir. Kullanılmış nükleer yakıtların yeniden işlenmesi sırasında yakıtın çözülmeyen metal kısımlarını içeren atıklar OSA kategorisinde değerlendirilir.

3. Yüksek seviyeli atıklar (YSA), fisyon reaksiyonu sonucunda ortaya çıkan yüksek derecede radyoaktif ve uzun ömürlü elementleri içerirler. Yüksek seviyeli atık kategorisinde ayırım yeniden işlenilmeyecek olan kullanılmış nükleer yakıt (KNY) ve yeniden işleme uygulamasının kalıntıları arasında yapılır. Bu iki alt grup biçim ve içerik olarak farklılıklar arz etseler de (örneğin yeniden işleme atıkları akışkandır) benzer şekilde yönetilirler.

Atıkların işlenmesi ve taşınmasında en önemli faktör atıkların radyoaktivite seviyeleridir. Fakat atıkların nihai depolanması için diğer bir önemli faktör, radyoaktif izotopların yarı ömürleriyle belirlenen izole olarak saklanacak zamanın uzunluğudur. Yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıtta bulunan bazı uzun ömürlü izotoplar için binlerce yıllık izolasyon gerekir.
Radyoaktif izotopların yarı ömrü, başlangıçtaki atom sayısının yarısının bozunması için gereken süredir. Yarı ömür izotopa göre, bir saniyeden az bir süreden sonsuza kadar (kararlı durum) değişir.

Atık Depolama Teknikleri

1. Radyoaktif atıkların çelik varillerde depolanması
Kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesinden ortaya çıkan yüksek seviyeli atık sıvı haldedir ve normal olarak camlaştırma ile (özel bir cam tipi üretilerek) katı hale getirilir. Seramiğe dayalı diğer atık formları da denenmiştir. Bu atık formları, çok dayanıklı olma ve atıkları uzun süreli sabit tutma özelliklerine haizdir. Yeniden işlenmeyecek olan kullanılmış nükleer yakıt ara depolama ve/veya nihai depolama için özel kaplara yerleştirmenin dışında çok fazla uygunlaştırma önlemi gerektirmez.

2. Ara depolama
Depolama, atıkların gelecekte yeniden işleme amacına göre farklılık gösterir. Böylece güvenlik için aktif izleme, bakım ve kurumsal kontroller sürdürülmelidir. Depolama yeri hazırlandığı zaman düşük ve orta seviyeli atıklar doğrudan düzenli aralıklarla gönderilebilir. Yüksek seviyeli atık ve kullanılmış nükleer yakıtın ara depolanması, radyasyon ve ısı üretiminin azalmasını sağlar. Atıkların ara depolanması onlarca yıl güvenli olarak sağlanabilir.

3. Nihai Depolama
Nihai depolama radyoaktif atık yönetiminin son adımıdır. Genellikle bu işlem, geri alma amacı olmaksızın atıkları bertaraf etmek, uzun süre izleme ve gözetmeye gerek görmeden halk ve çevreden güvenli bir şekilde izole ederek muhafaza etmek olarak tanımlanır. Radyoaktif atıklar özel olarak hazırlanmış tesislere gömülür ve radyoaktif olmayan atıklarla karıştırılmaz.

Nükleer Enerji Üretim Maliyetleri

Elektrik üretim maliyetleri genellikle, yatırım, işletme-bakım ve yakıt maliyetleri olmak üzere üç ana kategoriye ayrılır.
Yatırım maliyetlerine tasarım ve inşaat, büyük yenileme ve söküm maliyetleri dahildir. Söküm maliyeti, tesis kapatıldıktan sonra ulusal politikaya göre bölge tamamen tahliye edilene kadar olan bütün maliyetleri kapsar. Ayrıca, buna söküm esnasındaki radyoaktif ve diğer katı atıkların maliyetleri de dahildir. Bu maliyetlere, inşaat ve işletimi devam ettirecek güvenliği düzenleyici onay maliyetleri de eklenir.
Yatırım maliyetleri finanse edilmelidir. Bu maliyetler faiz komisyonlarına da maruz kalırlar. Yatırım maliyetleri belirli bir süre içinde kendini amorti eder ve borçlar elektrik üretim maliyetlerinin bir parçası olur. Atıkların nihai depolanması ve santralin sökülmesi gibi faaliyetler için işletici tarafından ödenecek ödeme planı hazırlıklarının yapılması gerekir.

İşletme ve bakım (İ&B) maliyetlerine, yatırım ve yakıt maliyetleri dışındaki tüm maliyetler (işletme ve personel, eğitim, emniyet, sağlık ve güvenlik ve işletilen atığın idaresi ve depolanması maliyetleri) dahildir. Bu maliyet, günlük ve periyodik bakım ile denetim maliyetlerini de kapsar. Yatırım maliyetleri inşaat aşamasından sonra sabittir. Ancak, kurulu tesislerde İ&B maliyetlerinin azaltılması mümkündür.
Yakıt maliyetleri yakıt çevrimi ile ilgili satın alma, uranyum dönüştürülmesi ve zenginleştirmesi, yakıt imalatı, kullanılmış yakıtın iyileştirilmesi ve yeniden işlenmesi, nihai depolanması ve taşınması gibi maliyetleri içerir. Nükleer elektrik üretiminde yakıt maliyetleri, üretim maliyetlerinin yaklaşık %20’si kadar olup fosil yakıtların aksine yakıt fiyatının dalgalanmasından fazla etkilenmez.
Üretim maliyetleri ülkeden ülkeye farklılık göstermekle birlikte Şekil’de nükleer elektrik üretim maliyetindeki bileşenlerin etkisi gösterilmektedir.

Yatırım ve Amortisman Durumu

Toplam yatırım masrafı
Kuruluş masrafları = 1799 M$
Eskalasyon yükü = 409.2 M$
Faiz yükü = 393.35 M$
Kapatma masrafları = 41.63 M$
İlk yakıt yükü = 214.26 M$
TOPLAM = 2857.44 M$
Yıllık elektrik enerjisi üretimi,
E e = 8760*1285*1000*0.75 = 8.44*10^9 kWeh/yıl
Amortisman faktörü,
= 0.0727

Sorularla Nükleer Enerji

Nükleer reaktörler enerji dışında bir şey üretir mi ?
Nükleer reaktörler tıp ve endüstride kullanılan yararlı radyo izotopların üretilmesinde de kullanılırlar.Kanser tedavisinde,boru kaynaklarının tahribatsız muaynesinde, doktorların vücut içini görmesi amacıyla çeşitli tarayıcı cihazlarda ve kan akışının ölçülmesinde yararlanılan cihazlarda kullanılır.

Nükleer santral sökülmesi teknolojisi mevcut mudur ve maliyeti nedir ?
Nükleer tesislerin sökülmesi ve yeşil alana dönüştürülmesi için gereken teknoloji vardır ve bazı ülkelerde sökme uygulamaları yapılmaktadır. Bugün bir nükleer santralin işletmeden alınması,sökülmesi ve yeşil alana dönüştürülmesinin maliyeti 400 milyon euro olacağı tahmin edilmektedir.

Nükleer santaller riskli midir ?
Bütün elektrik üretim seçenekleri ve diğer teknolojiler risk taşır.İsviçre’de Paul Scherrer Enstitüsü tarafından yapılan bir çalışmada 1969-1996 yılları arasından ticari tesislerde enerji ile ilgili 4 bin 290 kazada meydana gelen ölümler göreceli olarak karşılaştırılmaktadır.Bu çalışmaya göre yıllık üretilen elektrik teravatsaati başına nükleer enerji üretimi 8,doğalgaz 85,kömür 342,petrol 418,hidro 884, ve LPG 3 bin 280 ölüme sebebiyet vermiştir. buna göre erkek olmak 2800 gün,kalp hastalığı 2100 gün,kömür madeninde çalışmak 1100 gün,kanser 980 gün,yoksulluk 700 gün,alkol 130 gün,intihar 95 gün,uçak kazaları 1 gün,baraj yıkılması 0.5 gün,ABD için tüm elektriğin nükleer santrallerden üretilmesi ise 0.03 gün ortalama ömür kaybına yol açacaktır.

Avrupa’da bazı reaktörlerin kapatıldığı ya da çalışmadığı ve dünyanın nükleerden vazgeçtiği söylenmektedir.Türkiye’de neden yapılıyor ?
Ağustos 2010 itibariyle dünyada 29 ülkede toplam 373 bin 673 Megavat kurulu güce sahip 440 nükleer reaktör işletme halindedir ve dünya elektrik enerjisi ihtiyacının yaklaşık %15’ini karşılamaktadır.
En fazla nükleer santral 104 ile ABD’ye ait.Fransa’da 58,Japonya’da 54,Rusya’da 32,G.Kore’de 20,Almanya’da 17,Hindistan’da 19,Ukrayna’da 15,Çin’de 12 adet nükleer santral bulunuyor.
Toplam 2 bin 776 Megavat kurulu güce sahip 5 nükleer santral yeniden işletmeye girebilecek şekilde uzun süreli kapatma durumundadır.Toplam 59 bin 544 Megavat güce sahip 61 nükleer santral inşa halindedir.Bu veriler ışığında dünyanın nükleer santralden vazgeçtiğini söylemek mümkün değildir.Halen Bulgaristan’da 2,Finlandiya ve Fransa’da 17’şer adet 1600 Megavat gücündeki reaktörler inşa halindedir.Ayrıca fransa ve ingiltere yeni nükleer güç santralleri yapmayı planlamaktadır.

Kurulacak santralde silahlanma kapsamı var mıdır ?
Akkuyu’da nükleer santral kurulmasıyla ilgili Rusya federasyonu ile yapılan anlaşma tamamen barışçıl uygulamaya yönelik olup silahlanma kapsamı bulunmamaktadır.

Nükleer bir santralin ömrü ne kadardır?
Yeni nükleer santral tasarımlarının ömürleri 60 yıl olarak öngürülmektedir.

Nükleer santralin yatırım süresi ve maliyeti ne kadardır ?
Dünyada nükleer santrallerin yapım süresi ilk betonun dökülmesinden takiben ortalama 6-7 yıldır.Tüm proje dönemi düşünüldüğünde 10-12 yıl civarında olabilir.
Nükleer reaktörlerin ilk yatırım maliyetleri yüksek ama işletme ve yakıt maliyetleri çok düşük tesislerdir.

Bugüne kadar neden Türkiye’de nükleer santral kurulmadı ?
Türkiye’nin İlk nükleer santralinin kurulmasına yönelik olarak değişik tarihlerde girişimler yapıldı.Maalesef bu girişimlerin hiçbirisi sonuca ulaşamadı.1973 yılında kurulmasına karar verilen 80MW gücündeki prototip santral daha sonra daha büyük bir santralin kurulmasına karar verilince iptal edildi.
1977 yılında çıkılan ihaleyi İsveç’in ASEA-ATOM firması kazandı.Ancak,1980 darbesi nedeniyle isveç hükümeti kredi vermeyince bu profe sona erdirildi.1982 yılında gerçekleştirilen ihale hükümetin yap-işlet-devret ısrarı ve üretilen elektriğin alımı için Hazine garantisi verilmemesi nedeniyle başarısızlığa uğradı.1997 yılında yapılan ihale ise 2000 yılındaki büyük ekonomik kriz nedeniyle iptal edildi.

Nükleer kaza durumunda iyot tabletleri niçin,ne zaman,nasıl kullanılır ?
İyot tabletleri,radyoaktif olmayan iyot bileşikleridir.Nükleer tehlike durumlarında ortaya çıkabilecek radyoaktif bulut içerisinde yer alan radyoaktif iyotun tiroitte tutulmasını önlemek üzere,iyot tabletlerinin en kısa süre içerisinde alınması gereklidir.İyot tabletlerinin vücudun diğer radyoaktif maddelere maruz kalmasını engelleyici özelliği yoktur.

Çevreye en duyarlı ana enerji kaynağı hangisidir?
Yenilenebilir enerji kaynaklarının tamamı çevreye duyarlıdır. Ancak ana enerji kaynakları için aynı cevabı veremeyiz. Termik santralar; dünyamıza miras bıraktığı “sera” etkisi neticesi ortaya çıkan “küresel ısınmanın”TEK SORUMLUSUDUR. Çevreye zarar vermeyen ana enerji kaynakları ise hidrolik ve nükleer enerjidir.

Yorum Ekle

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Facebook Sayfamızı Beğenin

Bilim ve Teknolojiden Uzak Kalmayın

türk porno porno izle porno indir istanbul escort istanbul escort escort bayan escort istanbul ataşehir escort beylikdüzü escort