Nükleer enerji, atomun çekirdeğinden elde edilen bir enerji türüdür. Kütlenin enerjiye dönüşümünü ifade eden, Albert Einstein‘a ait olan E=mc² formülü ile ilişkilidir.

Nükleer reaktörlerde fisyon reaksiyonu ile edilen enerji elektriğe çevrilir. Güneşteki reaksiyonlar ise füzyon reaksiyonudur. Bu reaksiyonun yarattığı sıcaklık fisyon reaksiyonundakinden çok daha fazladır (birkaç milyon derece santigrat). Bu yüzden bu sıcaklığı kontrol edebilecek bir füzyon reaktörü henüz kurulamamıştır.

Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:

• Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
• Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.
• Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon, hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon’a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir.

Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.

The post Nükleer Enerji Nedir? appeared first on TechWorm.

Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:

• Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
• Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.

Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.

Ağır radyoaktif maddelerin, dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon tepkimesi, hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon’a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir.

Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.

Bir nükleer santral kurmak için zenginleştirilmiş uranyuma ihtiyaç vardır. Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda açığa çok yüksek miktarda enerji çıkar. Bu bölünme için, nötronlar yüksek bir hızla uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışma çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve sonrasında büyük bir enerji açığa çıkartan fisyon tepkimesine neden olur. Gerçekleşen tetikleyici ilk fisyon tepkimesi sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerine çarparak fisyonu elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam eder. Ortaya çıkan enerji kontrol edilmediği takdirde ölümcül boyutlardadır. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve tepkimeye girmesini engelleyen üniteler vardır. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanır.

Nükleer santralin iç yapısına baktığımızda, uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle oluşan enerji su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Yüksek sıcaklıktaki bu buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirir ve jeneratörün elektrik enerjisi üretmesi sağlanır. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gider ve su haline geldikten sonra tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü devam eder.

The post Nükleer Enerji (Füzyon ve Fisyon) Nedir? Nükleer Enerji Nasıl Elde Edilir? appeared first on TechWorm.

Nükleer reaktörlerde fisyon reaksiyonu ile edilen enerji elektriğe çevrilir.

Nükleer enerji günümüz elektrik ihtiyacının yaklaşık %17′sini karşılamaktadır. Bazı ülkeler enerjilerinin büyük bir kısmını nükleer santrallerden üretmektedir. Örneğin Fransa, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı verilerine göre elektrik enerjisinin %73′ünü nükleer enerjiden sağlamaktadır. Amerika ise enerjisinin %20′sini buradan karşılamakta fakat bazı bölgelerinde santraller daha yoğun biçimde enerji üretimi yapmaktadır. Dünya çapında 400′den fazla nükleer santral bulunmakta ve bunların 100′den fazlası sadece Amerika’da yer almaktadır.

1879 yılında Uranyum’un keşfi ile başlayan ve 1934 yılında atomun kontrollü bir şekilde parçalanması ile devam eden süreçte günümüzdeki nükleer teknolojinin temelleri atıldı. Diğer birçok teknolojik gelişmede olduğu gibi önce askeri savunma alanında başlayan çalışmalar daha sonra ticari olarak meyvelerini vermeye başladı. ABD ve Rusya başta olmak üzere birçok ülke nükleer enerjiden faydalanılması yönünde yoğun çalışmalar gerçekleştirmiş, bu çalışmaların neticesinde atomların parçalanması sonucu açığa çıkan ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürecek sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemler, diğer bir deyişle nükleer santraller, nükleer enerjinin güvenli, kontrollü ve sürdürülebilir bir şekilde elde edilmesini sağlamaktadır.

Nükleer santrallerin yaygınlaşması 1970’li yılların başındaki petrol krizi ile birlikte başladı. Petrol ve diğer hidrokarbon kaynaklar bakımından fakir ülkeler, bu kaynaklara olan bağımlılıklarını azaltmak ve enerji arz güvenliklerini temin etmek için nükleer santrallere yöneldiler. Nükleer santraller tüm dünyada hızlı bir şekilde işletmeye alınırken, 1979 yılında ABD’de yaşanan Three Mile Island (TMI) ve 1986 yılında Sovyet Rusya’da (bugün Ukrayna sınırları içinde) yaşanan Çernobil kazaları ile görece bir yavaşlama olsa da nükleer santraller tüm dünyada kurulmaya devam etti. Bu kazalardan çıkarılan dersler ışığında güvenlik kültürü kavramı gündeme geldi. Tüm dünyada daha güvenli nükleer santrallerin kurulması ve işletilmesi için hem idari hem de teknik açıdan gelişimler yaşandı. Bir yandan nükleer düzenleme ve denetleme kurumları kurularak yürütülen faaliyetlerin takibi ve kontrolü yapılmaya başlandı; diğer taraftan ise daha güvenli sistem ve ekipmanların üretimi için yeni teknikler, teknoloji, standardizasyon ve kalite sistemleri geliştirildi.

Günümüzde nükleer santraller sahip oldukları kendilerine has özelliklerden dolayı ülkelerin tercih ettiği bir elektrik enerjisi kaynağıdır. Daha çevreci, güvenilir, ucuz, sürdürülebilir ve erişilebilir bir enerji kaynağına olan ihtiyaç, diğer alternatiflere göre nükleer santralleri ön plana çıkarmaktadır.

Nükleer santrallerin bazı özellikleri;

1- Nükleer santraller iklim ve doğa koşullarından etkilenmeden sürekli elektrik üretimi gerçekleştirir. Kapasite faktörü %90’lar seviyesindedir.

2- Nükleer santraller işletme sırasında sera gazı salımı yapmazlar. Bu nedenle küresel ısınmayı önlemede önemli bir alternatiftirler.

3- Elektrik birim maliyet fiyatlandırmasında yakıt maliyeti diğer kaynaklara nazaran çok düşüktür. Dolayısı ile yakıt fiyatlarında yaşanacak dalgalanmalar, elektrik üretim maliyetlerini etkilemez.

4- Nükleer yakıt hammaddesi Uranyum dünyada farklı coğrafyalara yayılmıştır. Nükleer yakıtlar her zaman ve şartta erişilebilirdir.

5- Ayrıca nükleer santrallerin birim elektrik üretimi başına kurulum alanı diğer tüm santrallere göre oldukça küçüktür. Bu nedenle tarım, yerleşim ve doğal hayata minimum etki ederler.

Nükleer santraller sahip oldukları güvenlik sistemleri ile doğal olarak çevremizde bulunan radyasyonun ancak % 1’i kadar, yani ihmal edilebilir bir etkiye sahiptir. Bu nedenle nükleer santrallerin yanında yerleşim, tarım, balıkçılık ve turizm yapılabilmektedir. Paris, Londra, New York gibi dünyanın en önemli turizm ve yerleşim merkezlerinin yanı başında nükleer santraller mevcuttur. Yaklaşık 70 yıllık süre içinde yaşanan tecrübeler, iyi örnekler ve gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde kurulan nükleer santraller 3(+) Nesil olarak anılmaktadır.

Dışarıdan insan müdahalesi olmaksızın 72 saat boyunca soğutma, uçak çarpmalarına karşı koruma, pasif güvenlik sistemleri, dijital kontrol odaları, kompakt ekipman ve sistem tasarımları vb. gibi bir çok önemli gelişme nükleer santrallerin daha güvenli bir tasarıma sahip olmalarını sağlamıştır. Ağustos 2017 itibariyle, 31 ülkede toplam kurulu gücü 392.521 MW olan 446 nükleer reaktör işletmede, 16 ülkede 59 adet nükleer reaktörde inşa halindedir. Bu reaktörler dünyadaki elektrik arzının %11’ine denk gelmektedir.

Ülke bazında bakılırsa Fransa elektrik talebinin yaklaşık %73’sını, Ukrayna %52’sini, Belçika %51’ini, İsveç %40’ını, Güney Kore %30’unu, Avrupa Birliği % 30 ve ABD %20’sini nükleer enerjiden karşılamaktadır. İnşa halindeki nükleer reaktörlerin 19’u Çin’de, 7’si Rusya’da, 6’sı ise Hindistan’da, 2’si ABD’de, 4’ü Birleşik Arap Emirlikleri’nde, 3’ü Güney Kore’de ve 1’i Fransa’dadır.

Fukuşima nükleer kazasından sonra bazı ülkeler nükleer enerji programlarını gözden geçireceklerini duyurmuşlar ancak nükleer santrallere yapılan yatırım küresel ölçekte devam etmiştir. Fukuşima kazasının yaşandığı ülke olan Japonya, kaza sonrası tüm nükleer santrallerini güncellenen güvenlik standartlarına göre denetlemek için geçici süre ile durdurmuştur. Geçtiğimiz yıl itibariyle 3 nükleer reaktörünü tekrar işletmeye alan Japonya peyderpey diğer nükleer santralleri de işletmeye almak üzere çalışmalarını sürdürmektedir. 

Ülkemizin yarım asırlık nükleer güç santrali kurma hedefi, T.C. Hükümeti ile Rusya Federasyonu Arasında Akkuyu Sahasında Bir Nükleer Güç Santralinin Tesisine ve İşletimine Dair İşbirliğine İlişkin Anlaşma’nın 12 Mayıs 2010 tarihinde imzalanmasıyla gerçekleşmeye başlamıştır. Adı geçen Anlaşmanın gerçekleştirilmesi kapsamında Proje Şirketi, 13 Aralık 2010 tarihinde Ankara’da Akkuyu Nükleer A.Ş. adı ile kurulmuştur. Geçtiğimiz süre zarfında proje şirketi tarafından Çevre ve Şehircilik Bakanlığından ÇED olumlu kararı (Aralık 2014) ve EPDK’dan 36 ay süreliğine elektrik üretim ön lisansı alınmıştır. Akkuyu Nükleer A.Ş.’nin hazırladığı Saha Parametreleri Raporu TEAK’e sunulmuş ve onaylanmıştır. Bu raporun onaylanmasının ardından Akkuyu Nükleer Santralinin inşası için ön şart olan İnşaat Lisansı başvurusu Akkuyu Nükleer A.Ş. tarafından gerçekleşmiştir. Nihai hedef ise 2023 yılında Akkuyu Nükleer Santralinin ilk ünitesinin işletmeye alınmasıdır.Ülkemizin ikinci nükleer santral projesi olan Sinop Nükleer Santrali için 3 Mayıs 2013 tarihinde Japonya ile nükleer santral yapımı ve işbirliğine ilişkin hükümetler arası anlaşma imzalanmıştır. Bu konuda çalışmalar devam etmektedir.

Hızla artan elektrik talebini karşılamak ve ithalat bağımlılığından kaynaklı riskleri azaltmak üzere 2023 yılına kadar 2 nükleer güç santralinin devreye alınması ve 3. santralin inşasına başlanması planlanmaktadır.Nükleer güç santrallerini, sadece elektrik üretim tesisleri olarak değerlendirmemek gerekir. Yaklaşık 550 bin parçadan oluşan nükleer santral projesi, diğer sektörlere de sağlayacağı dinamizmle ve istihdam imkânıyla birlikte ülkemiz sanayisine önemli derecede katma değer sunacaktır. Bunun yanında insan kaynağı gelişimi noktasında da çalışmalar sürmektedir. Toplamda 600 olacak şekilde her yıl Rusya’da nükleer enerji alanda eğitim görmek üzere öğrenciler gönderilmektedir. Bu yıl itibariyle 259 Türk öğrenci Rusya’ya nükleer eğitim amacıyla gönderilmiştir. Söz konusu Türk öğrenciler Rusya’daki santrallerde staj dâhil yaklaşık 6,5 yıla yakın bir eğitimin ardından, Akkuyu Nükleer Santral Projesinde mühendislikten yöneticilik kademesine kadar farklı alanlarda istihdam edilecektir.

Kaynak:

• http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Nukleer-Enerji
• MEGEP | Milli Eğitim Bakanlığı Yayınları

The post Nükleer Enerji Nedir? Nasıl Elde Edilir? Ne Amaçla Kullanılır? appeared first on TechWorm.