|
|
NÜKLEER ENERJİ |
Nükleer santrallar temel çalışma açısından termik santrallardan farklı çalışmazlar. Aralarındaki fark sadece nükleer santrallede enerji çekirdek tepkimelerinden oluşurken, termik santrallerde bu enerji kömür, akaryakıt, gaz gibi fosil yakıtlardan elde edilmektedir.
Nükleer santralin en büyük farkı içerisinde çekirdek tepkimelerinin yaşandığı reaktör kısmıdır diyebiliriz. Reaktörde atomlar zincirleme parçalanma tepkimeleri geçirirler. Buna fizyon denilmektedir. Bu tepkime sırasında atom çekirdeğine nötron parçacıkları gönderilir. Bu da çekirdeğin bölünmesine, bölünürken de çevreye yeni nötron parçacıkları yaymasına sebep olmaktadır. Etrafa yayılan nötronlar yeni çekirdekleri bölmekte ve tepkime zincirleme bir şekilde gerçekleşmektedir. |
Burada parçalanmalar sırasında atom çekirdeğinde saklı tutulan enerji açığa çıkmakta bu enerji de tıpkı termal sistemlerde olduğu gibi buhar ünitesini beşlemekte, oluşan buhar da türbinleri döndererek elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu parçalanmalar belirli bir seviyede kontrol altına alınmazsa aşırı enerji istenmeyen şeylere sebep olabilmektedir. Bu nedenle santrallarda yavaşlatıcı sistemler mevcuttur. Nükleer yakıt, yavaşlatıcı sistem ve ısılaştırıcı bu tip santralların hepsinde bulunan üç temel öğedir. |
|
|
Yakıt Çevrimi
Nükleer yakıt diğer yakıtlara oranla çok pahalı bir türdür. Öncelikle uzun bir hazırlanma sürecinden geçirilen yakıt kullanım ve geri çevrim aşamalarından geçmek zorundadır. Yakıt olarak genellikle Uranyum atomu kullanılmaktadır. Uranyum önce yoğunlaştırılmakta sonra da 56 °C de süblimleşen UF6 heksaflüorür kristalleri halinde saflaştırılır. ancak U(238) U(235) izotoplarının karışmından olşan doğal uranyumdaki U(235) oranın yüzde 3 e çıkarılması gerekir. Bunu Sağlamak için de UF6 kullanılmaktadır.
Böylelikle uranyunum zengilleştirilmesi dediğimiz işlem gerçekleştirilmiş olur. Zengilleştirilmiş olan uranyum reaktörde kulanıma hazır hale gelmiştir. Bu aşamadan sonra Uranyum ortalama 5 sene yakıt olarak kullanılabilmektedir. Uranyum tam olarak bitmemekle birlikte bu süre sonrasında verimliliğini kaybeder. Reaktörden alınan uranyum geri kazanım tesislerine aktarılır. Burada oluştuğu uranyum ve plutonyum maddelerine ayrıştırılır. Çekirdek reaksiyonlarından sonra oluşan artıklar bu karışımdan ayrıldıktan sonra uranyum ve plutonyum tekrar zenginleştirme işlemine tabi tutularak yakıt olarak kullanılır.
Yakıttan ayrıldığını söylediğimiz reaksiyon artıklarının radyoaktiflik oranı yüksektir. bunun için atık maddeler dinlenme işelmine alınırlar. Belirli bir süre geçtikten sonra genellikle üzeri betonlanarak özel depolama alanlarında yeraltına gömülürler.
|
|
|
|
Basınçlı Su Reaktörleri
Nükleer santralların bir türü olan basınçlı su kullanılan reaktörler diğerlerine nazaran daha güvenlidir. Mecdut santralların 3/2 si bu türdendir. Bu reaktörlerde yakıt olarak zengilleştirilmiş uranyum, yavaşlatıcı ve ısılaştırıcı olarak su kullanılmaktadır. Yakıt, reaktörün içine çubuk şeklinde yerleştirilmektedir. Yakıt çubuğu kelimesi buradan türemiştir. Bu çubuklar zirkonyumdan yapılmış su geçirmez yuvalarda bulunur. Bu yuvalar reaktor içinde kaynamak için hazırlanmış suya batırılmış olarak bulunmaktadır. Yakıt çubuklarından gelen ısı, su sıcaklığını 326 °C ye kadar çıkartır. Suyun 100 °C de kaynamasını engellemek amacıyla hava basıncını 155 bara çıkarmak gerekir. Ayrıca çevreye dağılan nötronlar sudaki hidrojenlere çarparak yavaşlamış olurlar. 155 barlık basınca sahip 326 °C deki su bir boru yardımıyla çıkış ünitesine gonderilir. Bu borular ısı değiştiricisi(eşanjör) den geçerler. Isı değiştirici içerisinde su bulunur ve bu su böylece birden ısınmış olur. Bu da ani olarak 60 - 80 barlık buhar oluşması anlamına gelir. Bu buhar turboalternatorden geçirilerek elektrik eldesi sağlanmış olur.
Üst Üretken Reaktörler
Bu tip reaktörlerde yakıt olarak plutonyum kullanılır. Bu uranyum aslında basınçlı su üreten reaktorlerde tepkimeler sonrasında oluşmaktadır. Diğer reaktorlerin aksine üst üretken reaktörler yavaşlatma ünitesi bulunmaz. Bundan dolayı nötronlar yüksek bir kinetik enerjiye sahip olurlar. Üst Üretken reaktörler ikinci kuşak reaktör olarak görülmektedir. |
|
|
Nükleer enerji ve çevre
Nükleer santrallarda elde edilen enerji, kömür yakıtlı termik santrallara gore % 20-30 ; akaryakıtlı termik santrallara göre ise % 60 - 70 daha ucuza gelmektedir. Başlangıçta yüksek bir teknoloji gerektirdiği için daha çok gelişmiş ülkeler nükleer santrallara sahiptir. Güvenlik tedbirleri dikkatle uygulanırsa nükleer santrallar temiz enerji üretir diyebiliriz. Hatta santral bazlı çalışan tesislerden en temizi nükleer santrallardır. Ama bir çok insan bu santralların yaygınlık kazanmasına şiddetle karşıdır. Bunun sebebi bilineceği gibi özellikle istenmeyen bir durum ortaya çıktığında telafisi imkansız hasarlara yol açma tehlikesi bulunmasıdır.
Nükleer parçalanma çok kısa sürede cok fazla bir enerjinin ortaya çıkmasını sağlar. Santrallarda bu enerjinin etkisiyle çok sıcak bir ortam oluşur. Bundan ötürü santrallar sürekli olarak soğutulmak zorundadır. Soğutma işlemi de akarsulardan veya denizden alınan suyla yapılmaktadır. Burada önemli nokta soğutma işlemi için kullanılan su dışarı verildiğinde birhayli ısınmış olur ve eğer reaktör çok fazla su kullanıyorsa zamanla bulunduğu çevredeki suların ısınmasına , dolayısıyla da yöredeki canlı hayatının olumsuz etkilenmesine neden olabilir. Bazı durumlarda nehir suyununfazla çekilmesi su canlılarının ölmesine sebeb olmaktadır. Bunu önlemek için bazı tesisler depolama su alanları bulundurmakta ve su azaldığında bu alanlara takviye yapmaktadır.
Dışarı atılan sıcak suyun reaktif özelliği yoktur. Bu nedenle seracılıkta ısı ihtiyacını karşılamakta veya tatlı su balıkcılığı yapmakta kullanılabilir.
Tüm Nükller satrallar çevreye sıvı veya gaz olarak nükleer atık bırakmaktadır. Bu atık miktarı sürekli kontrol edilmektedir. Çok tartışılan bir konu olmakla birlikte dışarı salınan maddelerin zarar verici sınır çizgisini geçmediği savunulmaktadır.
Dışarıya karbondioksit veya diğer zararlı gazlardan yaymazlar.
Nükleer atıkların toplanması, işlenmesi, taşınması ve denetimi çok dikkatli olunması gereken ve yetkililerin kuralına uygun yapacaklarını idda ettikleri bir konudur. |
|
