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.

Bugüne kadar çevreye zarar verebilecek ölçüde büyük 4 tane nükleer santral kazası gerçekleştiği bilinmektedir. Bunlardan ilk 2’si alınan önlemlerle çevrelerine herhangi bir zarar vermediği söylenirken, 3. olarak gerçekleşen Çernobil Faciası doğaya ve insanlara çok feci zararlar verdiği bilinmektedir, 4. Fukuşima Faciası ise Çernobil Faciasını tehlike seviyesi olarak geçtiği belirtilmiştir.

Geçmişte Yaşanan Nükleer Enerji Kazaları

Nükleer kaza, nükleer olayların doğrudan veya dolaylı olarak yol açtığı kazalardır. Nükleer kazalar nükleer enerji santrali veya diğer nükleer bir tesiste meydana gelebilmektedir. Nükleer kazalar Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’nın (IAEA) INES ölçeğine göre sınıflandırılır.

1- 1957 yılında İskoçya‘da meydana gelen Windscale kazası; bu kazada reaktörün civarına bir miktar radyasyon yayılmakla beraber ölümle veya akut radyasyon hastalığıyla sonuçlanan bir olay meydana gelmemiştir.

2- 1979 yılında ABD‘de meydana gelen Three Mile Island kazası; normal bir işletim arızası, ekipman kaybı ve operatör hatası ile kazaya dönüşmüş, ancak kısmi reaktör kalbi ergimesi meydana gelmesine rağmen reaktörü çevreleyen beton koruyucu kabuğun sayesinde çevreye ciddi bir radyasyon sızıntısı olmadığı söylenmiştir.

3- 1986 yılında Ukrayna‘da meydana gelen Çernobil reaktör kazası; tek kelimeyle bir faciadır. Kazanın nedenleri; operatörlerin güvenlik mevzuatına aykırı olarak santralde deney yapmaları sonucunda reaktördeki ani güç artışı, reaktörde aşırı basınç oluşumu ve santral tasarımında derinliğine güvenlik prensibine aykırı olarak, reaktörü çevrelemesi gereken bir beton koruyucu kabuğun inşa edilmemiş olması olarak özetlenebilir.

26 Nisan 1986‘da Ukrayna’daki Çernobil nükleer reaktöründe meydana gelen patlama ve sonucunda yayılan radyoaktif madde Ukrayna, Beyaz Rusya ve Rusya’da yaşayan 336.000 insanın tahliyesine, 56 kişinin ölümüne, 4.000 doğrudan ilişkili kanser vakasına ve 600.000 kişinin sağlığının ciddi şekilde etkilenmesine sebep olmuştur. Nükleer kalıntıların ürettiği radyoaktif bulut patlamadan sonra tüm Avrupa (Türkiye’de özellike Karadeniz ve Marmara bölgesi) üzerine yayılmış ve Çernobil’den yaklaşık 1100 km uzaklıktaki İsveç Formsmark Nükleer Reaktöründe çalışan 27 kişinin elbiselerinde radyoaktif parçacıklara rastlanmış ve yapılan araştırmada radyoaktif parçacıkların İsveç’ten değil Çernobil’den gelen parçacıklar olduğu tespit edilmiştir.

4- 2011 yılında Japonya‘da meydana gelen Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları; Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları 9.0 büyüklüğündeki 11 Mart günü olan 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi sonrasında meydana geldi. Honşu adası açıklarında meydana gelen bu deprem, Japonya’da büyük bir tsunamiye yol açtı. Tsunami Japonyaya çok büyük zarar verdi, ve nükleer enerji santrallerinde arızalar meydana getirdi.

Günümüzde dünyanın birçok yerinde ve Türkiye’de de nükleer karşıtı gruplar oluşmuştur. Bunlardan en ünlüleri; Yeşiller Partisi, Yeşil Barış (Greenpeace), Nükleer Karşıtı Platfom (NKP) Anti-Nükleer Cephe ve bu konuda öne çıkan bireysel tepkilerdir. Nükleer enerji santralı yapılması istenilen Sinop ve Akkuyu‘da ayrıca yerel bazlı nükleer-karşıtı örgütlenmeler de mevcuttur.

The post Geçmişte Yaşanan Nükleer Enerji Kazaları 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.

Enerji kaynakları, yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, su, rüzgâr, jeotermal, biyogaz) ve yenilenemez (fosil kökenli) enerji kaynakları (kömür, petrol, doğal gaz, nükleer) şeklinde ikiye ayrılır.

Enerji, farklı şekillerde elde edilir. Bunlar; ısı (termal), ışık (radyant), mekânik, elektrik, kimyasal ve nükleer enerjidir. Toplamda 8 ana enerji çeşidi vardır. Bunlar potansiyel, kinetik, ısı, ışık, elektrik, kimyasal, nükleer ve ses enerjisidir. Unutulmaması gereken ise hiçbir enerjinin kaybolmadığı başka bir enerji türüne dönüştüğüdür.

1- Potansiyel Enerji: Bir cismin konumu ve durumu sebebiyle sahip olduğu enerji, potansiyel enerjidir. Gerilmiş bir yayda, havada duran bir cisimde ve iple tavandan asılı bir modelde potansiyel enerji vardır. Kısaca yüksekliği olan ya da gerilmiş/sıkıştırılmış tüm cisimlerde potansiyel enerji mevcuttur.

2- Kinetik Enerji: Kinetik enerjiye sahip olmak için bir cismin hareket ediyor olması gerekir. Yani kinetik enerji, hızı olan cisimlerin sahip olduğu enerji çeşididir. Bunlara örnek olarak koşan çocuk, dönen tekerlek ya da yüksekten düşen bir top gösterilebilir.

3- Isı Enerjisi: Cisimlerin sıcaklıkları yüzünden sahip olduğu enerjiye ısı enerjisi denir. Sıcaklığı yüksek ya da düşük bütün maddelerin ısı enerjisi vardır. Örnek; ampul, elektrik sobası, jeo-termal enerji, ısıtıcılar.

4- Işık Enerjisi: Işık enerjisi, karanlık bir odayı aydınlatabilecek bir enerji türüdür. Yanan odun, ampul, güneş, lamba vb. şeyler bir şekilde sahip oldukları enerjinin bir kısmını ışık enerjisine çevirir.

5- Elektrik Enerjisi: Elektrik enerjisi, cisimlerin elektrik yükleri sebebiyle sahip oldukları enerjidir. Serbest elektronların hareketinden kaynaklanan bir enerjidir. Genelde bakır veya alüminyum tel ile iletilen “alternatif ve doğru” akım modelleri olan bir enerjidir. Elektrik, insanlık tarihinde “tekerlekten” sonraki en önemli buluş olarak bilinir.

6- Kimyasal Enerji: Kimyasal enerji, bir maddenin moleküllerinin başka bir madde molekülleri ile yaptığı reaksiyon sonucu ortaya çıkan enerjiye denilir. Bunun en temel örneği yanan odun, kömür, petrol gibi fosil yakıtlar, kâğıt vb. birçok malzemedeki molekül ile havadaki oksijen molekülünün birleşerek ortaya çıkardığı ısıl enerjidir. Uzmanlar, bunu termik enerji ya da ısıl enerji olarak isimlendirmektedir.

7- Nükleer Enerji: Nükleer (çekirdek) enerji atom çekirdeklerinin bölünmesi veya parçalanması neticesi açığa çıkan enerji olarak tanımlanır. Bu enerji miktarını belli eden Einstein formülü ise E=mc2 dir. Burada “m” kaybolan kütleyi, “c” ise ışık hızını ifade eder. 300.000.000 m/sn. olan bu değerin karesinin ne denli büyük bir enerjiye karşılık geleceği ortadadır. Dünyada mevcut 443 nükleer santral bu prensip ile çalışır. Termonükleer (termal) enerji de atom çekirdeklerinin birleşmesi neticesi ortaya çıkan bir çekirdek enerjisidir. İki hidrojen atomunun birleşmesi ile ortaya çıkan ve bilimin artık laboratuvarda kolayca gerçekleştirdiği bir enerji dalıdır. Kısacası Güneş, bu reaksiyon ile ayakta duran dev bir termonükleer enerji merkezidir. İlk füzyon, yani termonükleer enerji santralinin inşasına Fransa‟da 10 ülkenin ortaklığı ile 2005 yılının haziran ayında başlanmıştır.

8- Ses enerjisi: Canlıların duyma organı tarafından algılanabilen enerji türüne Ses Enerjisi denir.

Kaynak: Raylı Sistemler Teknolojsi Alanı – MEGEP

The post Enerji Nedir? Enerji Çeşitleri Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Atom: Bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denir. Evrende bilinen bütün maddeler (kozmik madde, yüksek enerjili madde ve anti madde hariç), pozitif yüklü bir çekirdek ve etrafında dönen negatif yüklü elektronlardan oluşan yaklaşık 100 farklı atomdan meydana gelmektedirler. Atomun çekirdeği ise nükleon olarak adlandırılan ve elektronlara göre yaklaşık 2000 kat daha ağır olan, artı yüklü proton ve yüksüz nötronlardan oluşmaktadır. Dolayısıyla bu üç parçacık, etrafımızdaki sonsuz çeşitlilikteki maddenin temel yapı taşlarıdır. Şu andaki bilgilerimize göre elektronlar, kendilerini oluşturan alt parçacıklar olmadığından temel parçacık olarak kabul edilirler. Nükleonlar ise, elektronun “-1” yüklü olduğu varsayıldığında, “+2/3” veya “-1/3” elektrik yükünde olan quark adı verilen üç alt parçacıkdan oluşmuşlardır.

Molekül: Doğada atomlar genellikle daha kararlı enerji seviyelerinde bulunmak amacıyla yörüngelerinde bulunan elektronları başka atomlarla paylaşırlar. Atomların bir araya gelmesi ile moleküller oluşur. Bir elementte aynı cins atomlar tek olarak veya moleküller halinde biraradadır.

Kimyasal Tepkime: İki veya daha fazla sayıda madde biraraya geldiğinde, moleküllerdeki atomların aralarında yeniden düzenlenmesine kimyasal tepkime denir. Bu sırada elektronların paylaşılması da değişir. Kimyasal tepkimelerin bir özelliği, ilgili atomların çekirdeklerinde bulunan parçacık sayısının tepkime sırasında değişmemesidir.

Çekirdek Tepkimesi: Kimyasal reaksiyonların aksine atomların çekirdeklerinde bulunan parçacıkların kendi aralarında veya dışarıdan gelen bir etki sonucunda değişimleri sonucunda çekirdek tepkimeleri oluşur. Çekirdek tepkimesi sonucunda eğer proton sayısı değişiyor ise farklı bir elemente ait bir atom oluşmuş olur.

Ağır radyoaktif (Uranyum, Toryum gibi) atomların bir nötronun çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi (fisyon) veya hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları oluşturması (füzyon) sonucu çok büyük bir miktarda enerji açığa çıkar. Bu enerjiye nükleer enerji denir.

Fisyon (Çekirdek Parçalanması) Nedir?

Fisyon bir nötronun, uranyum gibi ağır bir element atomunun çekirdeğine çarparak yutulması, bunun sonucunda bu atomun kararsız hale gelerek daha küçük iki veya daha fazla farklı 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 enerji, kimyasal tepkimelere göre yaklaşık bir milyon kat düzeyinde daha fazladır.

Zincirleme Reaksiyon: Fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atom 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.

Uranyum en temel fisyon yakıtı olup birkaç izotoptan meydana gelmektedir. Bu izotoplar tabiattaki uranyum içerisinde %0.7 oranında bulunan 235U ve %99.3 oranında bulunan 238U dur. 235U çok büyük bir olasılıkla fisyon yaptığı için bugünkü reaktörlerin asıl yakıtı konumundadır. 238U nun çok az bir kısmı plutonyuma dönüşmekte ve fisyon yoluyla değerlendirilmektedir. Böylece, nükleer reaktöre konulan yakıtın ancak %1 i yakılmakta, %99 ise kül olarak alınmaktadır. Yüksek derecede radyoaktif olan bu artık çok özel tekniklerle uzun süre saklanmalıdır.

Fisyon, bugünkü nükleer reaktör teknolojisinde elektrik enerjisi elde etmek için kullanılan bir yöntemdir. Birbirinden bağımsız birkaç emniyet sistemi reaktörde kazanın oluşmasına engel olmaktadır. Reaktörden çıkan radyoaktif malzeme ise camlama, kurşun zırh, tuz mağaralarına gömme gibi yöntemlerle yıllarca dayanacak tekniklerle saklanabilmektedir.

Toryum, plütonyum ve uranyum gibi radyoaktif elementlerin atomlarının, nükleer santrallerin reaktörlerinde kontrollü bir şekilde parçalanması sonucu meydana gelen ısı enerjisinden, elektrik enerjisi üretilmesi için kullanılan bir kaynaktır.

Füzyon (Çekirdek Birleşmesi) Nedir?

Hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olayıdır. Füzyon tepkimesinde ortaya çıkan sıcaklık çok daha büyüktür. Güneşteki tepkimeler bu gruba girer.

Füzyon reaksiyonu en hafif iki element olan hidrojen ve helyum arasında en kolay meydana gelir. Hidrojenin 3, helyumun ise 2 izotopu mevcuttur. Hidrojenin (H) 2. iztopu döteryum (D) 3. izotopu ise trityum (T) olarak bilinmektedir. D ve T arasındaki füzyon olasılığı çok yüksektir. İlave olarak D ve D arasında da füzyon kabiliyeti yeterince yüksektir. Bu nedenle gelecekteki füzyon reaktörlerinin yakıtı D ve T olacaktır. D tabii su içerisinde 1/6000 oranında bulunmaktadır. Dolayısıyla sudan ayrılarak elde edilebilir. Yeryüzündeki tüm suyun yarısının içinden D ayrıştırılırsa 23 tirilyon tonluk bir potansiyel elde edilir. Bu potansiyel şimdiki dünyanın yıllık enerji tüketiminin 16 milyar katıdır. Dolayısıyla gelecekteki füzyon reaktörleri yakıt darboğazına düşmeyecektir. Trityum (T) ise lityumun nötronlarla bombardımanından üretilir. Dünyada bilinen lityum rezervlerin T ye dönüştürülmesi bugünkü dünyanın yıllık enerji tüketiminin 2000 katı potansiyel meydana gelmiş olur. Füzyon enerjisinin öneminin anlaşılması için şu kriterede bakmak gerekir. Bir litre suda varolan D ayrılıp füzyona tabii tutulsa 300 litre benzinin yanmasıyla oluşan enerjiye eşdeğer enerji elde edilir. Ancak Füzyon reaksiyonun meydana gelmesi için çok yüksek sıcaklığa sahip plazma ortamı (≈ 100 milyon o C) gereklidir. Teknolojik malzemeler bu sıcaklığa dayanamaz. Bu nedenle plazmayı boşlukta askıya alan yöntemler üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Araştırma amaçlı bazı prototipler başarılı neticeler vermektedir. Çok pahalı ve çok özel teknoloji isteyen bu sürecin 30-50 yıl kadar daha devam edeceği tahmin edilmektedir. Bazı problemlerin çözümü için süper iletken teknolojisi, materyal problemi ve daha ekonomik performans şartlarının sağlanması gerekmektedir. Bugün kullanılan nükleer reaktörlere yapılan itirazları ve riskleri taşımayan füzyon reaktörleri gelecekte tek başına insanlığın enerji ihtiyacını binlerce yıl karşılayabilir. Hatta ekonomik olarak güçlü ülkelerin bu sahadaki araştırma fonlarını büyütmeleri daha kısa zamanda füzyon elektriğine geçişi sağlayacaktır.

Kaynak:

• Alternatif Enerji Kaynakları (Ders Notları) – Doç.Dr. Sebahattin ÜNALAN
• http://www.taek.gov.tr/ogrenci/bolum1_02.html
• MEGEP Elektrik Elekronik Teknolojisi – Enerji Üretimi

The post Fisyon ve Füzyon Nedir? Aralarındaki Farklar Nelerdir? appeared first on TechWorm.

Nükleer santrallerin fosil yakıtlara göre çevresel etkileri kıyaslanamayacak kadar düşüktür. Nükleer enerji, elektrik üretiminin yanı sıra tıpta ve sanayide kullanılan izotopların üretilmesinde, gemi ve denizaltının hareket ettirilmesinde kullanılmaktadır.

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.

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 enerji, günümüzün ve geleceğin en önemli enerji kaynaklarından biri olarak kabul görmektedir. Petrol ve doğalgaz’ın bazı ülkede geniş rezervler halinde bulunması ve bu kaynakların yenilenemez oluşu birçok ülkeyi nükleer araştırmalara ve nükleer enerjiden faydalanmaya yönlendirmiştir. Bugün bakıldığında dünya üzerinde 400’den fazla nükleer enerji santrali vardır ve bunlar dünyanın toplam elektrik ihtiyacının %15’ini sağlayacak kapasitede çalışmaktadılar. Örneğin Fransa, elektrik ihtiyacının %77’sini nükleer reaktörlerinden sağlamaktadır.

Yetişmiş eleman, atıkların depolanması ve yeterli güvenlik çalışması nükleer santrallerin önemli sorunlarıdır. Bu nedenlerle bu güne kadar çevreye zarar verebilecek ölçüde büyük 4 tane nükleer santral kazası gerçekleştiği bilinmektedir, açıklanmayan ve gizlenen başka facialar olabilir. Bunlardan ilk 2’si alınan önlemlerle çevrelerine herhangi bir zarar vermediği söylenirken, 3. olarak gerçekleşen Çernobil Faciası doğaya ve insanlara çok feci zararlar verdiği bilinmektedir, 4. Fukuşima Faciası ise Çernobil Faciasını tehlike seviyesi olarak geçtiği belirtilmiştir.

Kaynak:

https://tr.wikipedia.org/

The post Nükleer Enerji Nedir? appeared first on TechWorm.