Nükleer Teknoloji ve Reaktörler

"Nükleer Teknoloji" atom çekirdeği ile ilgili reaksiyonları ve üretimleri kapsayan nükleer bilimlerin uygulamasıdır. Bu uygulamalar duman dedektöründen, nükleer rektörlere kadar uzanan geniş bir yelpazeyi kapsar.

Nükleer teknoloji iki başlık halinde gözükmektedir.

a. Nükleer enerji: Atomların parçalanmaları (fisyon) veya birleşmeleri (füzyon) esnasında ortaya çıkan enerjiye denir.

b. Nükleer Teknikler: Nükleer Teknolojinin Tıp, Endüstri, Tarım ve Çevre'deki nükleer uygulamalara denilmektedir .

Nükleer Santral (Reaktör) ise "Nükleer reaksiyon yardımı ile ortaya çıkan ısıdan elektrik üreten tesislere verilen isimdir.

Bir nükleer santralden elektrik üretmekle, gaz veya kömür santralların dan elektrik üretmek termodinamik olarak aynıdır. Aradaki fark ısı kaynağıdır. Tüm termik santraller da ısı kaynağı olarak kimyasal yanma enerjisi kullanılır. Nükleer santraller da fisyon yani parçalanma enerjisi kullanılır. Füzyon yani atom birleşmesinden çıkan enerjiyi kullanacak İLK REAKTÖR ise Fransa da 10 ülke katılımı ve 10 milyar $ bütçe ile 2005 yılında başlanmış olup 10 yılda tamamlanacaktır.

Nükleer reaktörler fisyon sonucu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır.

Kazan içindeki yakıt çubukları aynı kızaran boru ısıtıcılar gibidir ve etrafındaki suyu kaynatır. Grafit çubuklar ise olayı kontrol eden çubuklardır ve nötronları yutar ve ısıyı düşürür. Grafitleri ne kadar yukarı çekersen o kadar kısmı kızarır ve güç artar. Tersinde ise yani grafit çubukları ne kadar yakıt çubukları arasına sokarsan ısı düşer. Çünkü nötronları yutar. Nükleer reaksiyonun gerçekleştiği bu kısma "REAKTÖR KALBİ" denilir. Ortaya çıkan buhar ise türbünleri çevirir ve buna bağlı jenaratörler döner, onlar da elektrik üretirler.

1942 yılında ilk kontrollü bölünme reaksiyonu Amerika Birleşik Devletlerinde inşa edilen CPI Deneme Reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Bu reaktörde yakıt malzemesi olarak doğal uranyum ve moderator (yavaşlatıcı) olarak grafit kullanılmıştır. İlk nükleer reaktörde olduğu gibi nükleer reaktör tasarımcılarının reaktör yakıtı için seçimleri doğal uranyum (%0.71 U235, %99.27 U238) ya da %3, %4 oranında zenginleştirilmiş uranyumdur. Eğer yakıt doğal uranyum seçilirse moderator olarak grafit ya da ağır su kullanılmalıdır.

1945 de ilk ATOM BOMBASI yapıldı ve kullanıldı!

1953 de ilk REAKTÖR kuruldu.

1955 de ilk NÜKLEER DENİZALTI "Natullies" yapıldı.

1957 de ilk ELEKTRİK ENERJİSİ elde edildi. 68MW.

2006 da 442 Nükleer Santral (Reaktör) çalışmakta olup, 28 tanesi inşâ halinde, 52'si sipariş halinde ve 152 adeti ise niyetlenilmiş proje safhasındadır. Bak: www.world-nucleer.org

Nükleer santral çeşitleri ise ;

a. Basınçlı sulu

b. Kaynar sulu

c. Basınçlı ağır sulu tipinde 3 çeşit santral mevcuttur.

Yeni nesil tasarımlardan olan "gaz soğutmalı" NS de geliştirilmiştir.

1000MW gücündeki Nükleer Santral 1 yılda; 1.6 milyon ton ham petrol karşılığı enerji üretir.

Nükleer santraller ilk günden itibaren 2 TiP olarak inşâ edildi.

KAPALI (batı tipi) ve AÇIK (doğu tipi). İsminden anlaşıldığı gibi batı devletleri NS kalplerini (kor) kapalı bir beton kubbe içine yaptılar, Sovyetler ise doğuda NS kalplerini açık olarak inşâ ettiler. Çünkü kendilerine olan güven nedeni ile bu hata; 1986 yılında hem Rusya'ya hem de çevreye ve de tüm dünya ya pahalıya mâl oldu. Halbuki kalp (kor) erime kazası yıllar önce batıda 2 DEFA gerçekleşmiş ancak kapalı sistemden dolayı çevre herhangi bir ZARAR görmemiştir. İşte KAZA tablosu:

  • Dünya da NS’daki Kor (kâlp) erime kazaları:
1. Windscale İngiltere 05.10.1957 Kapalı Sistem Kaçak Yok
2. T.M. Island A.B.D. 28.03.1979 Kapalı Sistem Kaçak Yok
3. Çernobil S.S.C.B. 26.04.1986 Açık Sistem FELAKET!

Nükleer Santral Güvenliği:

Sağ şekilde görülen tipte kubbe çapları 60 metre olup, duvar kalınlığı ise 1.5 metre civarında tor çeliği ile karışımlı özel betondan imal edilmiştir. Öyle sağlamdır ki; bir yolcu uçağının kubbe üzerine dikine düşmesi esnasında bile çatlamayacak şekilde yapılmıştır. (Şartnamesi de bu şekildedir). Batı ülkelerindeki tüm NS’lar KAPALI SİSTEMDİR. İşte sol tarafta görüldüğü gibi üzeri kapalı olmayan Çernobil santralında aşırı ısı nedeni ile “1” numaralı kazan basınca dayanamayıp patlamış ve içindeki erimiş radyoaktif yakıt çubukları etrafa dağılmış ve bir kısmı da buhar vasıtası ile bulutlara karışmıştır. Türkiye’nin batı normlarına bağlı olması, Viyana‘daki Uluslararası Atom Enerji Kurumu üyesi olması nedeni ile yapacağı NS mutlaka “KAPALI” olacak ve çevre için “0” RİSK taşıyacaktır.

İşte sizlere nükleer santralleri kullanan bazı ülke ve oranları ile bazı maddelerin enerji değerleri;

DÜNYADA “Nükleer Enerji” ORANLARI

DÜNYADA “Nükleer Enerji” ORANLARI   Bazı Yakıtların Enerji Değerleri  
Dünya Ortalaması % 16 1 Kg Odun 1 KWs
OECD Ortalaması % 23 1 Kg Kömür 3 KWs
AB Ortalaması % 32 1 Kg Petrol 3 KWs
Fransa % 80 1 Kg Uranyum 50.000 KWs
A.B.D. % 20 1 Kg Plutonyum 6.000.000 KWs
Belçika "% 56    
Ukrayna % 49    
İsveç % 45    
Ermenistan % 35    
İsviçre % 32    
Bulgaristan % 44    
Japonya % 30    
Litvanya % 70    
Güney Kore % 45    
Rusya % 16    
Slovakya % 56    

Nükleer Güç Santral Listesi ve Yıllık Uranyum Talebi

27 Kasım 2006

NÜKLEER ELEKTRİK

ÜRETİMİ
2005

ÇALIŞAN REAKTÖRLER
Ağu 2006

İNŞÂ HALİNDEKİ REAKTÖRLER
Ağu 2006

PLANLANAN REAKTÖRLER
Ağu 2006

DÜŞÜNÜLEN

REAKTÖRLER
Ağu 2006

URANYUM İHTİYACI
2006

billion kWh

% e

No.

MWe

No.

MWe

No.

MWe

No.

MWe

tonnes U

Argentina

6.4

6.9

2

935

1

692

0

0

1

1000

134

Armenia

2.5

43

1

376

0

0

0

0

1

1000

51

Belgium

45.3

56

7

5728

0

0

0

0

0

0

1075

Brazil

9.9

2.5

2

1901

0

0

1

1245

0

0

336

Bulgaria

17.3

44

4

2722

0

0

2

1900

0

0

253

Canada*

86.8

15

18

12,595

2

1540

2

2000

0

0

1635

China

50.3

2.0

10

7587

5

4170

13

12,920

50

35,880

1294

Czech Republic

23.3

31

6

3472

0

0

0

0

2

1900

540

Egypt

0

0

0

0

0

0

0

0

1

600

0

Finland

22.3

33

4

2696

1

1600

0

0

0

0

473

France

430.9

79

59

63,473

0

0

1

1630

1

1600

10,146

Germany

154.6

31

17

20,303

0

0

0

0

0

0

3458

Hungary

13.0

37

4

1773

0

0

0

0

0

0

251

India

15.7

2.8

16

3577

7

3088

4

2800

20

10,360

1334

Indonesia

0

0

0

0

0

0

0

0

4

4000

0

Iran

0

0

0

0

1

915

2

1900

3

2850

0

Israel

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1200

0

Japan

280.7

29

55

47,700

2

2285

11

14,945

1

1100

8169

Kazakhstan

0

0

0

0

0

0

0

0

1

300

0

Korea DPR (North)

0

0

0

0

0

0

1

950

0

0

0

Korea RO (South)

139.3

45

20

16,840

1

950

7

8250

0

0

3037

Lithuania

10.3

70

1

1185

0

0

0

0

1

1000

134

Mexico

10.8

5.0

2

1310

0

0

0

0

2

2000

256

Netherlands

3.8

3.9

1

452

0

0

0

0

0

0

112

Pakistan

1.9

2.8

2

425

1

300

2

600

2

2000

64

Romania

5.1

8.6

1

655

1

655

0

0

3

1995

176

Russia

137.3

16

31

21,743

3

2650

8

9600

18

21600

3439

Slovakia

16.3

56

6

2472

0

0

0

0

2

840

356

Slovenia

5.6

42

1

676

0

0

0

0

0

0

144

South Africa

12.2

5.5

2

1842

0

0

1

165

24

4000

329

Spain

54.7

20

8

7442

0

0

0

0

0

0

1505

Sweden

69.5

45

10

8975

0

0

0

0

0

0

1435

Switzerland

22.1

32

5

3220

0

0

0

0

0

0

575

Turkey

0

0

0

0

0

0

3

4500

0

0

0

Ukraine

83.3

49

15

13,168

0

0

2

1900

0

0

1988

United Kingdom

75.2

20

23

11,852

0

0

0

0

0

0

2158

USA

780.5

19

103

98,054

1

1200

2

2716

21

24,000

19,715

Vietnam

0

0

0

0

0

0

0

0

2

2000

0

WORLD**

2626

16

442

370,921

28

22,645

62

68,021

161

120,625

65,478

 

billion kWh

% e

No.

MWe

No.

MWe

No.

MWe

No.

MWe

tonnes U

NUCLEAR ELECTRICITY GENERATION 2005

REACTORS OPERATING

REACTORS BUILDING

ON ORDER or PLANNED

PROPOSED

URANIUM REQUIRED

Sources:

Reactor data: WNA to 15/8/06.
IAEA - for nuclear electricity production & percentage of electricity (% e) 5/06.
WNA: Global Nuclear Fuel Market (reference scenario) - for U.

 

www.world-nuclear.org