Nükleer Enerji Nedir? Nükleer Enerjiden Elektrik Üretimi Nasıl Olur? Nükleer Reaktörde Elektrik Nasıl Üretilir?

Nükleer Enerji Nedir?

Atom çekirdeklerinin parçalanması sonucunda büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. Ağır atom çekirdeklerinin nötronlarla bombardımanı sonucunda bu çekirdeklerin parçalanması sağlanabilir; bu tepkimeye "fisyon" adı verilmektedir. Her bir parçalanma tepkimesi sonucunda açığa fisyon ürünleri, enerji ve 2-3 adet de nötron çıkmaktadır.

Uygun şekilde tasarlanan bir sistemde tepkime sonucu açığa çıkan nötronlar da kullanılarak parçalanma tepkimesinin sürekliliği sağlanabilir (zincirleme tepkime). Bunun haricinde hafif atom çekirdeklerinin birleşme tepkimeleri de büyük bir enerjinin açığa çıkmasına sebep olmaktadır. Bu birleşme tepkimesine "füzyon" adı verilmektedir. Bu tepkimenin sağlanabilmesi için atom çekirdeğinde bulunan artı yüklerin birbirini itmesinden kaynaklanan kuvvetin yenilmesi gereklidir. Bu nedenle çok yüksek sıcaklığa çıkılan sistemler kullanılmaktadır. Çok yüksek sıcaklıkta yüksek enerjiye ulaşan atom çekirdeklerinin çarpışması ile füzyon tepkimesi sağlanabilmektedir. Fisyon ve füzyon tepkimeleri ile elde edilen enerjiye "çekirdek enerjisi" veya "nükleer enerji" adı verilmektedir.

Parçalanma (fisyon) tepkimesi ve zincirleme tepkime

Nükleer Enerjiden Elektrik Üretimi

Nükleer reaktörler nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Temel olarak fisyon sonucu açığa çıkan nükleer enerji nükleer yakıt ve diğer malzemeler içerisinde ısı enerjisine dönüşür. Bu ısı enerjisi bir soğutucu vasıtasıyla çekilerek bazı sistemlerde doğrudan bazı sistemlerde ise ısı enerjisini başka bir taşıyıcı ortama aktararak türbin sisteminde kinetik enerjiye ve daha sonra da jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülür. Malzemelerin çok çeşitli fiziksel, kimyasal ve nükleer özellikleri sebebiyle pek çok değişik nükleer reaktör tasarımı mevcuttur. Aşağıdaki şekilde bir Basınçlı Su Reaktörünün basit şeması verilmiştir. Bu tasarımda reaktör kalbindeki yakıtlardan ısı enerjisi basınç altında tutularak kaynaması engellenen su ile çekilmektedir. Çekilen ısı enerjisi buhar üreteçlerinde ikinci devredeki suya aktarılmakta böylece üretilen buhar ile türbin-jeneratör sistemi döndürülerek elektrik enerjisi üretilmektedir.

Basınçlı Su tipi Bir Reaktörün Basit Şeması

Nükleer Reaktörde Elektrik Nasıl Üretilir?

Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu, ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinadır. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız.

Çoğu güç santralı, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar.

Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, generatörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir.Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.Elektrik üretmek için kullanılan diğer bir yöntem ise hidrolik santrallardır. Bu yöntem ile barajlarda biriktirilen su, bir su türbinini üzerinden geçirilir ve türbine bağlı elektrik jeneratörü döndürülerek elektrik üretilir.Yukarda bahsedilen bu yöntemler büyük miktarlarda elektrik enerjisini üretmek için kullanılırlar. Bunların yanı sıra rüzgar, güneş ve jeotermal enerji kullanarak da elektrik üretilmektedir. Ancak bu tür kaynaklardan üretilen enerji miktarı asıl ihtiyacımızı kendi başına karşılamaktan uzaktır.

Su, güneş, rüzgar ve geotermal kaynaklara, yenilenebilir enerji kaynakları denilir. Bu kaynaklar diğerleri gibi tükenmezler. Petrol, doğal gaz, kömür, uranyum gibi maddeler önümüzdeki birkaç yüzyıl içinde tükeneceklerdir.

Nükleer Reaktörler Enerji Dışında Bir Şey Üretir mi?

Nükleer reaktörler, tıp ve endüstride kullanılan yararlı radyoizotopların üretilmesinde de kullanılırlar. Kanser tedavisinde, boru kaynaklarının tahribatsız muayenesinde kullanılan Kobalt-60, Tiroid bozukluklarının teşhis ve tedavisinde kullanılan İyot-131, doktorların vücut içini görme amacıyla kullandıkları çeşitli tarayıcı cihazlarda kullanılan Teknesyum-99, akciğer havalanmasının ve kan akışının ölçülmesinde yararlanılan Ksenon-133, bu izotoplara örnek olarak verilebilir.

Nükleer santrallarda elde edilen fazla enerji ise, ev ve seralarımızın ısıtılması, tuzlu sudan içilebilir su elde edilmesi, petrol üretimi gibi alanlarda kullanılmaktadır.

Nükleer Santrallerde Ne Gibi Güvenlik Tedbirleri Alınmıştır?

Nükleer santrallarda, nükleer maddelerin çevreye bırakılmamasını ve aynı zamanda nükleer reaksiyon sonucunda oluşan ısının her durumda reaktörden alınmasını garantiye alacak şekilde birçok güvenlik önlemi alınmıştır. Nükleer maddelerin dışarıya salınmaması için kademeli koruma önlemleri, oluşan ısının alınması için ise yine kademeli ve yedekli sistem ve bileşenler bulunmaktadır.

Nükleer yakıt, seramik formunda, yaklaşık 1 cm çap ve yüksekliğinde silindirik parçaların ard arda dizilmesiyle yine silindirik biçimde kapalı sızdırmaz tüpler içindedir. Bu tüplerin binlercesinin, aralarından soğutucu suyun geçmesine izin verecek şekilde bir araya getirilmesi ile de reaktör kalbi oluşturulmuştur. Bu kalp ise paslanmaz çelikten yapılan bir basınç kabının içinde bulunur (Basınçlı veya Kaynar Sulu reaktörlerde). Basınç kabı ve buna bağlı sistemler ise reaktör korunak binası adı verilen betondan yapılmış kubbemsi yapının içinde bulunurlar. Dolayısıyla, yakıt içinde bulunan radyoaktif maddelerin dışarıya salınmalarını, seramik yakıt, yakıt tübü, basınç kabı, çelik gömlek ve beton korunak binası, kademeli olarak engellemiş olurlar.

Nükleer Santrallerin Etrafında Yaşayan İnsanlar Ne Kadar Radyasyon Alır?

Dünyada yaşayan her insan, topraktan, uzaydan, kullandığımız elektronik aletlerden kaynaklanan doğal radyasyona maruz kalmaktadır. Bu radyasyonun miktarı, yaşadığımız yöre ve koşullara bağlı olarak yılda yaklaşık 2-3 mSv civarındadır. Buna ek olarak, Nükleer Santrallardan alacağımız radyasyon ise doğal radyasyona göre çok çok küçük seviyede kalmaktadır. Örnek olarak Dünyada en fazla nükleer santralın olduğu Amerika Birleşik Devletleri'nde bu tür santrallardan dolayı halkın doğal radyasyona ek olarak aldığı miktar yılda 0.05 mSv'in altındadır.

Radyasyonla çalışan kişiler için, doğal radyasyonun üzerinde maruz kalınacak maksimum miktar ise, ülkelere göre yıllık 20 ile 50 mSv arasında değişiklik göstermektedir.

Nükleer Santral Sökülmesi Teknolojisi Mevcut mudur ve Maliyeti Nedir?

Nükleer santrallar da dahil olmak üzere nükleer tesislerin sökülmesi ve yeşil alana dönüştürülmesi için gerekli teknoloji vardır ve bazı ülkelerde sökme uygulamaları yapılmaktadır. Örneğin ABD'de 860 MWe gücündeki Meine Yankee 1996 yılında kapatılmış, 2004 yılında kullanılmış yakıt depolama dışında koruma binası yıkılmıştır.Almanya'da kurulu bulunan standart bir nükleer santralın (1200 MW e ) işletmeden alınması, sökülmesi ve yeşil alana dönüştürülmesinin maliyetinin 400 Milyon Euro olacağı tahmin edilmektedir ve bu rakam santralın ilk yatırım maliyetinin yaklaşık %20'sine karşılık gelmektedir. Fransa'da da benzer şekilde tesis sökme maliyet hesaplamaları yapılmaktadır ve 900 MW e gücündeki bir nükleer santralın işletmeden alma+sökme maliyetinin 210 Milyon Euro olacağı tahmin edilmektedir ve bu rakamın ilk yatırım maliyeti içindeki payı %15 kadardır. Nükleer santraların elektrik üretim maliyetleri içine santralın söküm süreci içinde yapılacak tahmini harcamalarda katılarak zamanı geldiğinde kullanılmak üzere bir fon oluşturulmaktadır. Örneğin ABD'de nükleer elektrik üreticileri bu fon için 0.1-0.2 cent/kWs biriktirmekte ve bu fonu düzenli olarak Nükleer Düzenleyici Komisyona bildirmektedirler.

Gecikmeli Nötronlar Nedir, Bu Nötronları Nasıl Kullanabiliriz?

U-235’in fisyonunda nötronların açığa çıkması çok ani (10-16 s) olur ve bu nötronlar ani nötronlar olarak bilinir. Sistemde sadece ani nötronlar olsaydı zincir reaksiyonunun kontrolü (yukarda bahsedilen mekanik kontrol çubukları ile) pratikte çok zor (pratik olarak mümkün değil) olacaktı. Neyse ki, fisyon ürünlerinin kendileri birkaç saniye ile bir dakikalık bir gecikmeyle nötron salarak bozunurlar. Bu gecikmeli nötronlar U-235’in fisyonuna da sebep olurlar.

Reaktör tasarımında, gecikmeli nötronların katkısı olmaksızın reaktörün hiçbir şekilde kritik olamayacağı garanti edilir. Böylece bu gecikmeli nötronlar, kontrol çubukları vasıtasıyla daha kolay olarak zincir reaksiyonunun kritiklik kontrolünü sürdürmeye imkân verir. Gecikmeli nötronların akısı (ani U-235 nötronlarınınkinin yaklaşık % 1’i), üstel olarak artan bir reaksiyonla çabucak duracak bir reaksiyon arasındaki dengeyi sağlar.

Bir Reaktörde Nötronlar Nasıl Yavaşlatılır?

Daha önce ifade edildiği gibi, fisyon reaksiyonunda açığa çıkan nötronlar çok hızlıdırlar (1 MeV) ve U-235’in daha fazla fisyonuna sebep olmaları için yavaşlatılmaları (0.025 eV’a veya termal enerjiye) gerekir. Absorplamaksızın nötronları yavaşlatmak için kullanılan malzemeye moderatör adı verilir. Bu malzeme hidrojen, döteryum veya karbon gibi hafif çekirdeklerden yapılır. Termal reaktörlerde moderatör olarak sıklıkla sıradan su (H2O), ağır su (D2O) veya grafit kullanılır. Nötronlar termalleşmelerinden önce absorplanmaksızın moderatör çekirdekleri ile bir çok defa (belki 100 kere) çarpışırlar.

Nükleer Reaktörlerde Ne Çeşit Yakıt Kullanılır?

Bir fisyon reaktöründe kullanılan yakıt genellikle metal uranyum veya uranyum dioksittir. Bazı durumlarda plütonyum dioksit ilâve edilir. Oksit yakıtlı reaktörler, metal yakıtlı reaktörlerden daha yüksek sıcaklıklarda çalışırlar. Bu, üretim tesisinin termodinamik verimiyle ilişkilendirilir.
Doğal uranyum ana olarak, bölünebilir (fisil) (% 0.7) ve bölünemeyen (fertil) (% 99.3) izotoplarından oluşur. Fisil bir izotop (örnek olarak ) termal nötronlarla fisyon yapma özelliğine sahip olmasına rağmen, fertil izotop (örnek olarak ) bir nötron absorpsiyonu ile fisil bir malzeme oluşturabilir. tabiatta bulunmaz ancak bir nükleer reaktörde yapay olarak ’den üretilir. Bazı reaktörler doğal uranyum kullanırlar, ancak çoğu reaktör yüzde iki-üçe kadar zenginleştirilmiş kullanır. Plütonyumla kullanıldığı zaman bu zenginleştirme biraz daha yüksek olabilir. U-235 veya U-235 ve Pu-239 karışımının fisyonu günümüz reaktörlerinde büyük miktarda enerji sağlarlar.

Dünya Nükleer Enerjiden Vazgeçiyor mu?

Dünya geneline bakıldığında yeni kurulacak nükleer santralların sayısının çok sınırlı kaldığı doğrudur. Ancak her ülkenin enerji planları, kendisine özgü özellikler taşımaktadır. Bu bağlamda herhangi bir teknolojinin kullanım artış hızı, dünya ve bölgesel koşulların paralelinde, dönem dönem değişiklikler arzedebilir. Bu gün Avrupa'da bir çok ülkede yeni nükleer santral yapımından vazgeçildiği tam olarak doğru değildir. Bu ülkelerin enerji stratejilerine bakıldığında enerji açıklarını ağırlıklı olarak Fransa'dan karşıladıkları görülür. Fransa, toplam enerji üretiminin %75'ini nükleerden sağlamakla birlikte, aynı zamanda nükleer enerjiye dayalı bir enerji ihracatçısı konumuna gelmiştir. Fransa'nın diğer Avrupa ülkelerine yaptığı ihracat: 17000 GWh, İngiltere; 15000 GWh, Almanya; 18000 GWh, İtalya; 7500 GWh, İsviçre.

Nükleer Enerji Çevre Dostu Bir Enerji Üretim Seçeneği midir

Nükleer Enerji Çevre Dostu Bir Teknolojidir, Çünkü;

1. Nükleer santralların güvenlik değerlendirmesi bağımsız lisanslama kuruluşları tarafından son derece tutucu varsayımlara göre yapılmaktadır. Ayrıca bu santrallar işletmede oldukları sürede sürekli denetim altındadır. Bu nedenle nükleer santralların çevre ve insana zarar verebilecek şekilde kaza yapma riski, günümüzde kullandığımız diğer teknolojik ürünlere göre, yok denecek kadar azdır. Bir nükleer santralın çevresinde yaşayan insanlara yüklediği yıllık doz doğal radyasyonun çok altındadır.
2. CO₂ emisyonuna neden olmaz. Dünyada kurulu bulunan nükleer santraller yılda 2300 milyon ton CO₂ emisyonuna engel olmaktadır.
3. SO₂ emisyonuna neden olmaz. Dünyada kurulu bulunan nükleer santraller yılda 42 milyon ton SO₂ emisyonuna engel olmaktadır.
4. NO_x emisyonuna neden olmaz. Dünyada kurulu bulunan nükleer santraller yılda 9 milyon ton NO_x emisyonuna engel olmaktadır.
5. Atık kül üretimine neden olmaz. Dünyada kurulu bulunan nükleer santraller yılda 210 milyon ton kül üretimine engel olmaktadır.

Nükleer enerji üretim zinciri, tümüyle ele alındığında sera gazı salımı konusunda en temiz seçenektir. Nükleer enerjinin iklim değişikliğine sebep olan atmosferdeki sera gazı konsantrasyonunun azaltılmasında büyük rolü vardır. Günümüzde nükleer santraller, elektrik sektöründen kaynaklanan sera gazı salımında yıllık olarak yaklaşık %17 azalmaya sebep olmaktadır. Yani bu santrallerin yerine fosil yakıtlı santrallerden elektrik elde edilseydi her yıl 1.2 Milyar ton karbon atmosfere verilecekti. Nükleer enerji üretimi sürecinde ortaya çıkan atıkların ve kullanılmış yakıtların yönetimi, gelecek nesillere fazla bir yük bırakmadan insan sağlığı ve çevrenin korunmasını amaçlamaktadır. Ancak nükleer atıkların (yüksek seviyeli atıklar ve kullanılmış yakıtlar) hala nihai depolanmasının uygulanmasına geçilememesi nükleer enerji açısından dezavantaj olmaktadır. Enerji kaynaklarının gelecek nesiller için de yeterliliği, sürdürülebilir kalkınma açısından önemli bir konudur. Özellikle fosil kaynak rezervleri kısıtlıdır. Nükleer yakıt hammaddesi olan uranyum ve toryum rezervleri ise oldukça fazladır.

İklim Değişikliği

Atmosfere bırakılan ve dünya ikliminde önemli değişikliklere sebep olan "sera gazları (başta CO₂, CH₄, N₂O olmak üzere, CFC, Ozon gibi gazlar)" özellikle petrol, kömür ve doğal gaz gibi fosil yakıtların yanmasıyla ortaya çıkmaktadır. Sera gazları salımlarının sabitlenmesi veya azaltılması amacıyla Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (İDÇS) 1992 yılında imzaya açılmıştır. Sözleşmenin amacı "atmosferdeki sera gazı birikimini, insanın iklim sistemi üzerindeki tehlikeli etkilerini önleyecek bir düzeyde durdurmak"tır.

Yeryüzünün ısınmasına sebep olan, sera gazlarının başlıcaları insan kaynaklı faaliyetlerden oluşmaktadır. CO₂ emisyonunun yarısının bitki örtüsü tarafından yutulmasına karşın, CO₂ seviyesi her 20 yılda %10 artış göstermektedir. Emisyon kontrol politikasının uygulanmadığı düşünüldüğünde, 370 ppm olan CO₂ emisyonunun, 2100 yılında senaryolara bağlı olarak 490-1260 ppm olacağı tahmin edilmektedir. Örneğin konsantrasyonu 450 ppm de tutabilmek için gelecek birkaç on yılda emisyonun 1990 seviyesine indirilmesi gerekmektedir.

Ancak hızlı nüfus artışı ve ekonomik gelişme enerji gereksinimini arttırmaktadır. Daha az CO₂ emisyonu için enerjinin verimli kullanımı ve eerji üretinm sistemlerinde teknolojik gelişmeler kaçınılmazdır. İklim modellemeleri, sera gazlarının kontrolü için gösterilen çabaların yetersizliği sonucunda global sıcaklık artışının 2100 yılında yaklaşık 1.4-5.8 olacağını tahmin etmektedir. 1000 MWe gücünde ve % 80 yük faktörüyle işletilen bir kömür santralının yerine aynı güçte bir nükleer santral kullanılırsa, kömür kalitesine ve üretim teknolojisine bağlı olarak üretimde ortaya çıkacak olan 1.3 - 2.2 Milyon ton karbon önlenmiş olacaktır. 40 yıllık ömrü boyunca bu nükleer santral 50-90 Milyon ton karbonu önlemiş olacaktır. Aynı şekilde, 1000 MWe gücündeki bir nükleer santral, doğal gaz santralının bir yılda sebep olacağı 0.6-1.0 Milyon ton karbonu önler.

Nükleer Kaza Durumunda İyot Tabletleri Niçin, Ne zaman, Nasıl Kullanılır?

İyot tableti nedir, niçin 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 içinde alınması gereklidir. İyot tabletlerinin, vücudun diğer radyoaktif maddelere maruz kalmasını engelleyici özelliği yoktur.
Nasıl kullanılmalıdır?
Tabletler, mümkünse aç karnına alınmamalıdır. Kolaylık sağlamak için tercih edilen bir sıvıda eritilip içilebilir.

İyot tabletleri genellikle iyi tolere edilir. Sindirim bozuklukları gibi yan etkiler çok nadiren görülmekle beraber, uygulama kesildiğinde kendiliğinden geçer. Yan etkilerin uzun süre devam etmesi durumunda doktora başvurulmalıdır. Hipertiroit tedavisi görenler, iyot tabletleri aldıkları süre içinde de tedavilerine devam etmeli, ancak tehlike durumu sona erdiğinde, doktora başvurmalıdırlar. İyot tableti aldıktan sonra 1 hafta ila 3 ay içinde çarpıntı, kilo kaybı veya ishal şikayeti olanlar doktora müracaat etmelidir.

İyot tabletleri maksimum toplam doz 1 gramı geçmemek üzere aşağıdaki dozlarda kullanılır;

Değişik Gruplar İçin Tavsiye Edilen Günlük İyot Dozları (KI veya KIO₃ olarak)

Yaş Grubu	İyot Eşdeğer Kütlesi (mg)	KI(mg)	KIO3(mg)	Tablet Oranları
Doğumdan 1 aya kadar	12,5	16	21	1/8
1 ay-3 yaş	25	32	42	1/4
3 yaş-12 yaş	50	65	85	1/2
12 yaş üstü/yetişkinler (hamile kadınlar dahil)	100	130	170	1

Ne zaman kullanılmalıdır?

İyot tabletlerinin radyoaktiviteye maruz kalınmadan 6 saat öncesinde alınması durumunda maksimum koruma sağlanır. Radyoaktiviteye maruz kalınmasından sonraki ilk 10 saatten sonra alınması durumunda ise hiç bir etkisi olmayacaktır. Bir iyot tableti dozu ile 24 saat korunma sağlanır.

Radyoaktif tehlike durumunda, iyot tabletlerinin dağıtımı, kullanımı ve uygulama süresi konularında duyurular resmi makamlarca medya aracılığıyla yapılacaktır.

İyot tabletleri, resmi bir duyuru yapılmadıkça kesinlikle kullanılmamalıdır.

Tiroit Tedavisi İçin İyot Almış Olanlar Nelere Dikkat Etmelidir?

Acil Durum Hazırlık ve Koordinasyon Birimi

Tel: 0 312 295 8907
Faks: 0 312 295 8947
ALO TAEK: 444 TAEK  (444 8235)
444taek@taek.gov.tr

Nükleer Santralların Yaygınlaşması Dünyada Nükleer Silahların Artışına Neden Olur mu?

Enerji üretimi amacıyla kurulan nükleer santralların nükleer silah yapımıyla bir ilişkisi bulunmamaktadır. "Nükleer Silahların Yayılmasının Önlenmesi" Antlaşmasını imzalayan ülkeler -ki ülkemiz bu antlaşmaya taraftır- uluslararası denetimlere açıktır. Nükleer silahların yayılmasını önlemek üzere, Birleşmiş Milletlerin bir alt kuruluşu olan Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı sürekli denetim faaliyetlerinde bulunmaktadır. Ayrıca, nükleer santralın bir ülkede bulunması tek başına nükleer silah yapımı için yeter şart değildir. Bu iş için başka tesislerin kurulması gerekmektedir.

Yüksek Radyoaktivite içeren ve Uzun Yarı Ömürlü Kullanılmış Nükleer Yakıtların Depolanması Nasıl Yapılmaktadır?

Nükleer enerji üretiminde kullanılan yakıtların yüksek radyoaktiviteye sahip uzun yarı ömürlü izotopları içermesi, bu yakıtların atık olarak uzun seneler boyunca kontrollü olarak insana ve çevreye zarar vermeyecek şekilde depolanmasını gerektirmektedir. Bugün atıkların insana ve çevreye zarar vermeden depolanabilmesi için gerekli teknoloji vardır. Kullanılmış yakıtlar, ürettikleri ısının alınması için reaktör binası içinde bulunan havuzda 10-15 yıl bekletilir ve daha sonra bu yakıtlar iki şekilde işlem görebilirler: 1) Nihai depolama yapmak üzere geçici depolamaya gönderilir. 2) Kullanılmış yakıtın içinde bulunan ve tekrar yakıt olarak kullanılabilecek olan uranyum ve plütonyumun kazanılması amacıyla yeniden işleme tesislerine gönderilir. 1000 MW_e gücünde hafif sulu reaktör tipi bir nükleer santraldan 1 yıl sonra çıkan ve yeniden işlem görmemiş olan kullanılmış yakıt (yaklaşık 30 ton); %95,6 oranında uranyum, %1 oranında plütonyum, %0,1 oranında transuranyum izotopları (plütonyum, neptünyum vb.) ve %3,3 oranında fisyon ürününden (sezyum, iyot vb.) oluşmaktadır. Yeniden işlem gören kullanılmış yakıttan arta kalan atığın (yaklaşık 1 ton) içinde ise %93,3 oranında fisyon ürünü bulunmaktadır ve fisyon ürünleri radyoaktivitesinin %98'ini 200 yıl içinde kaybetmektedir.

Yeniden işlem gören kullanılmış yakıttan arta kalan atığın içinde %3,2 oranında uranyum, %0,3 oranında plütonyum ve %3,2 oranında transuranyum izotopları bulunmaktadır. Nihai depolama için sızdırmaz ve aşınmaya karşı dirençli özel çelik kaplar içine konulan kullanılmış yakıtlar geçici yer üstü ve yer altı depolarında muhafaza edilmektedir. Ancak son depolama için gelecekte jeolojik (yer altı) depolama teknolojisi kullanılacaktır. Yer altı depolama ile atığın, yerin yaklaşık 600-1000 m altında yer altı sularının bulunmadığı ve deprem riski olmayan kayalık bölgelere gömülmesi planlanmaktadır. Kullanılmış yakıtın yeniden işlenerek içindeki uranyum ve plütonyumun alınmasından sonra arta kalan yüksek seviyeli atıklar ise camlaştırılarak depolanmaktadır. Atıkların camlaştırılmasının nedeni camın suda çözünmesinin hemen hemen olanaksız olmasıdır. Böylece yer altı depolaması sırasında olabilecek bir suyla temas sonucunda atığın suya karışma ihtimali çok azaltılmış olmaktadır. Kaldı ki camlaştırılmış atık değişik katmanlardan oluşan özel bir kabın içinde bulunmaktadır.

Ayrıca, gelecekte kullanılmış yakıtta bulunan uzun yarı ömürlü izotopların kısa yarı ömürlü izotoplara dönüştürülmesi için "hızlandırıcı güdümlü reaktör" sistemlerinin kullanılması da düşünülmektedir.

Yer altı jeolojik (nihai) depolama konusunda ABD'de ve Finlandiya'da önemli gelişmeler bulunmaktadır:

ABD'de Enerji Bakanlığı, Yucca Dağı'nın, kullanılmış yakıtların nihai depolanması için uygun bir alan olduğunu rapor ederek lisans müracaatı için NRC'ye başvurulmasını, 2010 yılında ise atıkların tesise konmasını planlamaktadır.

New Mexico yakınlarında bulunan ilk yeraltı depolama tesisi olan WIPP, (Waste Isolation Pilot Plant) araştırma ve savunma programlarından ortaya çıkan transuranyum atıkların depolanması amacıyla 26 Mart 1999 tarihinde işletmeye alınmıştır.

Finlandiya Parlamentosu, kullanılmış yakıtların nihai depolanması için Eurajoki Belediyesi içindeki Olkiluoto'da depolama tesisinin inşasına "Prensipte Karar" için onay vermiştir. Nihai depolama tesisinin inşası 2010 yılında, işletmesi ise 2020 yılında başlayacaktır. 

Camlaştırılmış Yüksek Seviyeli Atık Depolama Tesisi

Yüksek Seviyeli Atık Taşıma ve Depolama Kabı

Nükleer Santralların Atıkları Ne Yapılmaktadır?

Nükleer enerji üretiminde kullanılan yakıtların yüksek radyoaktiviteye sahip uzun ömürlü izotopları içermesi, bu yakıtların atık olarak uzun seneler boyunca kontrollu olarak insana ve çevreye zarar vermeyecek şekilde depolanmasını gerektirmektedir. Kullanılmış yakıtlar veya yakıt çevriminde oluşan radyoaktif atıklar sızdırmaz özel çelik kaplar içine konulduktan sonra geçici yer üstü ve yer altı depolarında muhafaza edilmektedir. Ancak son depolama için gelecekte jeolojik (yer altı) depolama teknolojisi kullanılacaktır. Bu konuda ABD'de ve Finlandiya'da önemli gelişmeler vardır.

Türkiye'de Nükleer Tesis Var mıdır?

Türkiye'de nükleer tesis kapsamına giren tesisler:

Adı	Tipi	Gücü	İşletici Kuruluş
TR-2 Araştırma Reaktörü	MTR Yakıtlı Havuz Tipi	5 MW	TAEK, ÇNAEM
TRIGA MARK II Araştırma Reaktörü	Darbeli TRIGA tipi	250 kW	İTÜ Enerji Enstitüsü
Yakıt Pilot Tesisi	-	-	TAEK, ÇNAEM

Bir Nükleer Kazaya İlişkin Resmi Duyum Alındığında ne Yapmalıyız?

Paniğe kapılmayınız.



Kapalı mekanlarda kalınız, tüm havalandırma sistemlerini, pencere ve kapılarınızı kapatınız. Havalandırma boşluk ve sistemleri ile pencere ve kapınızın hava alabilecek kısımlarını naylon örtü ve ambalaj bantı ile sıkıca kaplayınız.

Mümkün olduğu kadar binaların iç kesimlerine geçiniz. Uygun ve korumalı ise bodrum katları tercih ediniz. Yetkililerce, tehlikenin geçtiği açıklanana kadar içeride kalınız.

Dışarıda iseniz veya dışarı çıkmak zorundaysanız; vücudunuzda açık yer bırakmamaya, el ve yüzünüzü kapatmaya çalışınız, ağzınızı ve burnunuzu ıslatılmış havlu, pamuklu kumaş veya mendil ile kapatınız.

Dışarıdan içeriye girmeden önce dış giysilerinizi ve ayakkabılarınızı çıkarınız ve bir poşet veya çantaya koyunuz. Dışarıda iken vücudunuzun açıkta kalmış kısımlarını bol su ile yıkayınız.

Yiyeceklerinizi mutlaka buzdolabı gibi kapalı yerlerde saklayınız. Açıkta bırakılmış hiçbir şeyi yemeyiniz, içmeyiniz. Taze sebze ve meyveleri temiz su ile yıkanmadığı sürece yemeyiniz.

Radyo ve televizyonunuzu devamlı açık tutunuz. Yetkililer tarafından yapılacak açıklamalara ve direktiflere uyunuz. Haberleşmede kilitlenme olmaması için, sabit ve cep telefonunuzu çok acil haller dışında kullanmayınız.

Küçük ve büyükbaş hayvanlarınızı kapalı alanda tutunuz, kapalı yerlerde muhafaza edilen kuru ot ve samanla besleyiniz. Açık su kaynaklarını, meraları ve tarım arazilerini, yağmur sularını kullanmayınız.

Yetkililerce, tahliye veya sığınaklara gidilmesi duyurulmuş ise vücudunuzda açık yer bırakmayacak şekilde giyinerek dışarı çıkınız ve gösterilen istikamete süratle hareket ediniz. Bu esnada ağız ve burnunuzu ıslak havlu veya mendille kapatınız.

Tehlikenin geçtiği duyurulsa bile açıkta bırakılan su ve gıdaları, yetkililerce güvenli olduğu açıklanana kadar tüketmeyiniz.

Nükleer Yakıt Konusunda Dışa Bağımlı Olacak mıyız? Yerli Kaynaklarımız Nelerdir?

Nükleer yakıt olarak kullanılan uranyum yakıt teknolojisi pek çok ülkede mevcuttur. Yerli kaynaklarımızdan uranyumun (yaklaşık 9000 ton) günümüz koşullarında yakıt olarak kullanılması, dünya piyasalarıyla karşılaştırıldığında, ekonomik gözükmemektedir. Ayrıca, ülkemizde 380.000 ton toryum bulunmaktadır. Ancak mevcut rezervin tenör ortalaması düşüktür (yaklaşık %0,2). Günümüzde toryum tabanlı yakıt çevrimi ticari olarak kullanılmamaktadır. Bu nedenle ülkemizde bulunan toryum kaynağının ekonomikliğinin değerlendirilmesi çok kolay değildir. Ayrıca Uranyum fiyatlarının günümüzde düşük seyretmesi (2005 yılı başı için, yaklaşık 45-50 $/kgU) halen uranyuma olan talebin devamını kaçınılmaz kılmaktadır. Unutulmaması gereken bir diğer husus da toryumun tek başına fisil madde, yani nükleer yakıt, olmamasıdır. Diğer bir deyişle, toryum doğrudan nükleer yakıt olarak kullanılamaz ve bir tetikleyiciye gereksinimi vardır. (U²³⁵ veya Pu²³⁹ ile birlikte kullanıldığında toryum kaynak maddesinden nötron-Th²³² tepkimesini sonucunda U²³³ fisil maddesi üretilebilir).

Ekonomikliği bugün için sorgulansa bile uranyum ve toryum yerli kaynaklarımızın varlığı gelecekte nükleer enerji kullanımında ülkemiz için bir güvencedir. Ancak, nükleer enerjide yakıt maliyetinin toplam üretim maliyeti içindeki yerinin çok az (yaklaşık %10-12) olduğu ve dünyadaki uranyum stoklarının ve rezervin fazlalığı nedeniyle görünür gelecekte yakıt maliyetinde fazla bir değişimin beklenmediği gerçeği de göz ardı edilmemelidir. Ayrıca, nükleer santralların bir özelliği de taze yakıtın kolayca depolanabilmesidir. Böylelikle uzun süre yakıt üreticilerine bağlı kalmadan enerji üretimi mümkündür.

Nötronun Madde ile Etkileşme Yolları Nelerdir?

Nötronun toplam yükü sıfır olduğundan kolaylıkla madde atomlarının çekirdek alanlarına girebilir. Bu yüzden nötronun madde ile etkileşmesi daha çok çekirdek etkileşmeleridir. Nötronun çekirdekle etkileşmesi esnasında meydana gelen nükleer reaksiyonlar iki ana başlıkta incelenebilir:
a) Saçılma reaksiyonları,
b) Absorpsiyon reaksiyonları.

a) Saçılma reaksiyonları da iki ana başlık altında toplanabilir:

- Esnek saçılma; bu saçılmada gelen nötron çekirdekte bir uyarma yapmadan çekirdek alanında saçılır.
- Esnek olmayan saçılma; bu saçılmada nötronla çekirdek çok kısa bir süre bileşik bir çekirdek oluşturarak bir uyarılmış durumda bulunurlar ve sonra nötron çekirdeği terk eder ve çekirdek bir gama ışını yayınımı ile taban durumuna döner.

b) Absorpsiyon reaksiyonları değişik şekillerde olabilir. Hedef çekirdek kendi alanından geçen nötronu yakalayıp bir bileşik çekirdek oluştuktan sonra, bileşik çekirdek çok kısa bir zaman içinde ikiye bölünerek veya çekirdek altı parçacıklar yayınlayarak fazlalık enerjisinden kurtulur. Absorpsiyon reaksiyonlarını aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

- Fisyon reaksiyonu; U-235 ve Pu-239 gibi çekirdekler bir nötron yakaladıkları zaman farklı iki çekirdeğe bölünebilirler. Örnek bir fisyon reaksiyonu

şeklinde verilebilir. bileşik çekirdek, ve ise fisyon ürünleridir.

- (n, ?) reaksiyonu; bu reaksiyonda bileşik çekirdek fazlalık enerjisini bir gama ışını yayınlayarak atar.
- (n, p) reaksiyonu; bileşik çekirdek benzer şekilde bir proton fırlatarak fazlalık enerjisinden kurtulur.
- (n, ?) reaksiyonu; bileşik çekirdek bir alfa ışını yayınlayarak fazlalık enerjisini salar.
- (n, 2n) reaksiyonu; bu reaksiyonda bileşik çekirdek iki nötron birden fırlatarak fazlalık enerjisinden kurtulur.
Saçılma ve absorpsiyon reaksiyonlarının hepsi bir olasılık dahilinde meydana gelir ve buna reaksiyon olasılığı ya da reaksiyon tesir kesiti adı verilir.

Nötronlar Element Analizinde Kullanılabilir mi?

Herhangi bir numunenin içerdiği elementlerin nitel ve nicel analizini yapmak üzere nötronlar kullanılabilir. Nötronlar yüksüz olduğundan, her enerjiden nötron kolaylıkla çekirdek alanına girebilir ve çekirdekle çeşitli reaksiyonlar yapabilirler. Çekirdeklerle nötronların reaksiyonu sonucu oluşan radyoaktif çekirdek sayısı

eşitliği gereğince, ilgilenilen elementin m kütlesi ile orantılıdır. Oluşan radyoaktif çekirdeklerden yayınlanan radyasyonun, daha çok gama ışınlarının, ölçülmesi yolu ile bu m kütlesi tayin edilebilir, bir başka ifade ile element analizi yapılabilir. Bu yolla yapılan elementel analize nötron aktivasyon analizi (NAA) adı verilir.

Tokamak Nedir?

Tokamak plazmayı hapsetmek için toroidal manyetik alan üreten bir makinedir. Manyetik hapsetme yapan cihaz türlerinden bir tanesi olup füzyon enerjisi üretmeye güçlü bir adaydır.

Dünyanın En Büyük Tokamak'ı (JET)

Genellikle simit (toroidal) biçimli geometrilerde yapılan, uygun manyetik alan altında kararlı, yüksek yoğunluk ve sıcaklığa sahip plazma oluşturabilen; füzyon çalışmalarında sıkça kullanılan araçlardır. Büyüklükleri göz önüne alındığında yarım metrelik çaplara sahip tokamaklar bulunduğu gibi bir bina büyüklüğünde inşa edilmiş tokamaklar da mevcuttur. Normalde füzyon enerjisi çalışmalarında kullanılan tokamakların boyutlarının büyümesiyle enerji verimlilikleri artmaktadır. Küçük boyutlarda olanları, daha çok plazma araştırmaları ile deneysel füzyon çalışmalarında kullanılmaktadır.

Plazma Odak Makinesi Nedir?

Plazma odak makinesi bir plazma oluşturma makinesidir. Bu makine elektromanyetik ivmelendirme ve sıkıştırma ile kısa ömürlü çok yoğun ve çok sıcak plazma üretir. Aynı zamanda çoklu radyasyon kaynağı olarak da kullanılabilir.

Genellikle merkezde bir anot ve onu silindirik olarak çevreleyen katottan oluşan kapalı hacimli silindirik bir cihazdır. 3-12 Torr gibi düşük basınçlar altında yüksek yoğunluklu plazma oluşturabilir. Plazma odak cihazları, diğer plazma üreten cihazlarla karşılaştırıldıklarında, kısa zamanda daha fazla parçacık yoğunluğuna ulaşabilme özelliğine sahiptir. Plazma odak cihazı manyetik piston ve sıkıştırma ilkesiyle çalışmakta olup, bu cihazlarda yeterli parçacık yoğunluğu ve sıcaklığına ulaşılabildiğinde füzyon reaksiyonları gerçekleştirilebilir. Ayrıca cihaz, bir röntgen cihazı gibi radyasyon üretebilmektedir.

Plazma Odak Makinesinin Temel Tasarım Şekli

Plazma Parametreler Nasıl Ölçülür

Plazma parametreleri özel teşhis teknikleriyle bulunabilmektedir. Sözgelimi, bir plazmanın ortamda oluşturduğu plazma akımı şiddeti, Rogowski bobini ile algılanabilirken, plazmanın manyetik alanı manyetik sonda tipi ölçüm aletleriyle belirlenebilmektedir. Diğer plazma parametreleri olan plazma sıcaklığı ve plazma parçacık yoğunluğu, Langmuir sondası ile tayin edilir.

Plazma Nedir?

Maddenin dördüncü hali olarak da kabul edilen plazma, yüklü parçacıklar ve iyonlardan meydana gelen bulutsu yapıdır.

Füzyon Araştırmalarında En Fazla Çalışılan Reaksiyonlar Hangileridir?

Füzyon araştırmalarında en fazla çalışılan reaksiyonlar Döteryum-Döteryum ve Döteryum-Trityum reaksiyonlarıdır. Döteryum bir proton ve bir nötrondan oluşan Hidrojen çekirdeği iken, Trityum bir proton ve iki nötrondan oluşan Hidrojen çekirdeğidir. Söz konusu reaksiyonlar açık şekilde şöyle tanımlanmaktadır:

D + D → 3He + n (2.45 MeV)
D + D →  T + p (3.02 MeV)
D + T → 4He + n (14.1 MeV)

Füzyon Nedir? Nasıl Oluşturulur?

Nükleer füzyon olarak da kullanılan bu terim, hafif atom çekirdeklerinin, nükleer reaksiyon sonucunda dışarıya enerji açığa çıkararak daha ağır çekirdekli başka bir elemente dönüşmesi olayıdır.

İki atom çekirdeğini yan yana getirebilirsek, yeni bir çekirdek oluşturmuş oluruz. Döteryum ve Trityum çekirdekleri oldukça yüksek sıcaklıklarda çarpıştıkları zaman kaynaşmaya uğrarlar ve sonra ayrılarak bir nötron ve helyum çekirdeğine dönüşerek net bir enerji elde edilir. Böylece füzyon enerjisi oluşur.

Nötron Bir Radyasyon Türü müdür? Eğer Radyasyon Türü ise Nötron Radyasyonundan Nasıl Korunulur?

Radyasyon, radyoaktif bir izotopun bozunması esnasında yayınlanan çekirdek altı parçacıklardır. Bu parçacıklar, elektromanyetik bir ışınım olabileceği gibi, kütleli bir parçacık da olabilir.

bozunma reaksiyonunda olduğu gibi, bileşik çekirdeği bir nötron fırlatarak çekirdeğine bozunur. Böylece alfa, beta ve gama ışınları gibi, nötronun da bir radyasyon türü olduğunu görürüz.

Nötron radyasyonundan korunma, genellikle üç kademeli bir iştir. Nötronlar yüksek enerjili/hızlı ise birinci kademede hızları azaltılır (termal enerjili nötronlar elde edilir). Bunun için nötron kaynağından hemen sonra yüksek oranda hidrojen içeren su, polietilen, parafin, vb. malzemeler kullanılarak nötronların hidrojen çekirdekleri ile çarpışmaları sağlanır ve hızları yavaşlatılır. İkinci kademede, hidrojence zengin malzemeden hemen sonra yavaş (termal) nötronlara karşı yüksek absorpsiyon tesir kesitine sahip kadmiyum, bor ve lityum gibi malzemeler kullanılarak nötronların absorplanması sağlanır. Üçüncü kademede ise, nötronların absorplanması sonucu, yüksek absorpsiyon tesir kesitine sahip malzeme tarafından yayınlanan ani ve gecikmeli gamaların tutulması için kurşun gibi, gama zırhlayıcı malzemeler kullanılır.

Nötron Nedir ve Nasıl Elde Edilir?

Nötron, bir atom çekirdeğini oluşturan parçacıklardan birisidir. Nötronun toplam yükü sıfırdır ve atomik kütlesi 1.008656 akb (mn = 1.6748 x 10-27 kg)’dir. Nötronun sembolü “n”dir ve ayrıntılı olarak şeklinde gösterilir. Serbest nötronlar yaklaşık olarak 10.5 dakika yarı ömre sahiptirler. Nötronlar hızlarına/sahip oldukları kinetik enerjilerine göre termal nötronlar, epitermal nötronlar ve hızlı nötronlar şeklinde sınıflandırılırlar. Nötronlar üç ana kaynaktan elde edilirler:
İzotopik nötron kaynakları; genel olarak 238Pu, 239Pu, 241Am gibi ağır radyoaktif çekirdekler tarafından yayınlanan alfa (?) ışınlarının Be gibi hafif elementlerle etkileşmeleri sonucunda nötronlar elde edilir ve bu etkileşme için açık reaksiyon

şeklindedir.
Hızlandırıcı tabanlı nötron kaynakları; örnek olarak, nötron jeneratörlerinde döteryum (2H/D) iyonları hızlandırılarak döteryum veya trityum (3H/T) hedeflere çarptırılarak tek enerjili nötronlar elde edilir. Bu çarpışmalar için açık reaksiyonlar

şeklinde yazılır.
Nükleer reaktörler; termal nötron absorpsiyonu sonucunda 235U ve 239Pu gibi bölünebilir atom çekirdeklerinin bölünmesi ile nükleer reaktörlerde nötronlar elde edilir. Bu bölünme reaksiyonunun açık ifadesi

şeklindedir. Burada AX ve AY fisyon ürünleridir.

Fisyon Nedir, Fisyondan Elektrik Enerjisi Nasıl Elde Edilir?

Fisyon (Çekirdek Parçalanması):  233U, 235U ve 239Pu gibi fisyon yapabilen çekirdeklerin termal nötron yakalamaları ve 232Th, 238U ve 237Np gibi çekirdeklerin ise hızlı nötron yakalamaları sonucunda iki ayrı atom çekirdeğine bölünmeleri olayıdır. Bölünme sonucunda ortaya çıkan bu atom çekirdeklerine fisyon ürünleri adı verilir. Nükleer fisyon olayında her bir bölünme başına, fisyon ürünleri ile birlikte iki ya da üç tane de nötron yayınlanır. Yayınlanan bu nötronların ortalama enerjisi 1 MeV’den biraz daha büyüktür. 

Bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki ayrı çekirdeğe bölünmesi reaksiyonudur. Dolayısıyla Fisyon, bir çekirdek tepkimesidir. Parçalanma sonucunda ortaya çıkan atomlara fisyon ürünleri denir. Bunların bazıları radyoaktiftir. Bir nötron yutulması ile başlayan fisyon tepkimesi sonucunda, büyük miktarda enerji ile birlikte, birden fazla nötron ortaya çıkar. Çekirdek tepkimeleri sonucunda açığa çıkan enerjiler, kimyasal tepkimelere göre yaklaşık milyon kat düzeyinde daha fazladır.  

Zincirleme Reaksiyon: Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Kontrolsuz bir zincirleme reaksiyon, çok çok kısa bir süre içinde çok büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına neden olur; atom bombasının patlaması bu şekildedir. Nükleer santrallarda ise zincirleme reaksiyon kontrollu bir şekilde yapılır. Bu kontrolun kaybedilerek nükleer yakıtın bir bomba haline dönüşmesi fiziksel olarak olanaksızdır.

 

Zincirleme Reaksiyon

Nükleer fisyon olayında yayınlanan bu nötronların, nükleer reaktör içerisindeki yavaşlatıcı ortamda yavaşlatılması ile termal nötronlar (ortalama enerjileri 0.025 eV) elde edilir. Bu termal nötronların başka fisyon yapabilen çekirdeğe (örnek olarak 235U) çarpması ve çekirdek tarafından absorplanması sonucu yeni bir fisyon olayı meydana gelir ve bu böyle zincir şeklinde devam eder. Bu zincir reaksiyonda, başlangıçtaki 235U çekirdeği ve nötronun kütleleri toplamının enerji cinsinden değeri ile fisyon sonucu oluşan fisyon ürünlerinin ve yayınlanan nötronların kütlelerinin toplamının enerji cinsinden değeri arasında yaklaşık olarak 200 MeV’lik bir enerji farkı açığa çıkar. (Kimyasal yanmada açığa çıkan enerjinin 1 eV mertebesinde olduğu hatırlanırsa bu enerjini ne kadar büyük olduğu tahayyül edilebilir.) Açığa çıkan bu fisyon enerjisi nükleer reaktördeki suyun ısıtılması ve buhara dönüştürülmesi, bu buharın türbini döndürmesi ve türbinin de jeneratörü çalıştırması sonucunda elektrik enerjisi elde edilir.

Zincirleme Reaksiyon Nedir? Nasıl Kontrol Edillir?

U-235 kendiliğinden fisyon yapabilmesine rağmen, bu çekirdekler yavaş nötronlarla (enerjileri 1 eV’tan daha az) bombardıman edilirlerse özellikle fisyon yapmaya eğilimlidirler. Fisyon reaksiyonu aşağıdaki gibi özetlenebilir:

Burada nötronu ve E MeV (milyon elektron Volt) cinsinden açığa çıkan enerjiyi gösterir. Tipik bir fisyon ürünü çifti (kripton) ve (baryum)dan oluşur.

Bir fisyon reaksiyonunda üretilen nötronların tamamı diğer fisyon olaylarını başlatmak üzere kullanılabilirler bu şekilde serbest kalan daha fazla nötron daha fazla fisyon olayına sebep olur ve bu böyle devam ederek bir fisyon zinciri oluşur. Ancak bir fisyon reaksiyonunda açığa çıkan nötronların enerjileri (1 MeV) veya hızları (~ 107 m/s) U-235’in daha fazla fisyonuna sebep olmak için çok yüksektir. Bu yüzden bu nötronlar özellikle termal enerjilere (1 eV’un çok daha aşağısına) yavaşlatılmak zorundadır.

İstendiği zaman nötronların konsantrasyonunu azaltmak için nötronları absorplayacak ve böylece sistemdeki nötron akısını azaltacak bazı malzemelere ihtiyacımız vardır. Örnek olarak, kadmiyum ve bor çekirdekleri termal nötronlar için U-235’ten yaklaşık 10 kat daha fazla nötron yakalama tesir kesitine sahiptirler. Bu malzemelerden yapılan çubuklar, zincir reaksiyonunu yavaşlatmak ve durdurmak için nükleer reaktöre daldırılırlar; çubuklar çıkarılarak zincir reaksiyon yeniden başlatılır veya hızlandırılır. Bazı nötronlar kendiliğinden, çevredeki malzeme veya yakıt yapısı içinde yakalanarak kaybolurlar.

Kaynak:http://www.taek.gov.tr/nukleer-enerji-ve-nukleer-reaktorler/628-zincirleme-reaksiyon-nedir-nasil-kontrol-edillir.html