Nükleer Enerji ile İlgili Temel Kavramlar

Nükleer Enerji ile İlgili Temel Kavramlar. Nükleer reaktörlerin nasıl çalıştığını anlamak ve faydası ve riski konusunda daha doğru karar vermek için bir dizi temel bilgiye ihtiyacımız var.

Şu konular üzerinde temel bilgilere ulaşında nükleer reaktörler konusunda beynimize net bir bilgi yapısı oturacak

• Atomun yapısı ve radyoaktivite
• Atom çekirdeğinin parçalanması (fisyon) olayı
• Fisyon olayının nükleer reaktörde gerçekleşmesi için gerekli unsurlar
• Bir reaktörün çalışma şekli ve kısımları
• Nükleer reaktörün güvenliği
• Radyoaktivitenin miktarının ölçülmesi ve insan üzerindeki etkileri

Atomun Yapısı

Bütün madde atom adı verilen temel taneciklerden oluşur. Bir atom merkezinde proton ve nötron olan bir çekirdek ve onun etrafında dönen elektronlardan oluşur. En basit atom 1 protonu ve 1 elektronu bulunan hidrojen atomudur.

2 protonu olan atom helyum, 3 protonu olan atom lityumdur. Bu şekilde 107’ye kadar gider. Çekirdekte genel olarak proton miktarı kadar nötron bulunur.Ancak her zaman eşit sayıda proton ve nötron bulunmaz. (Bu kısım radyoaktiviteyi anlamak için önemli) Çekirdekteki proton ve nötron miktarı arttıkça bunların bir arada durması zorlaşmaya başlar. Çekirdek bu durumda parçalanma eğilimindedir. Parçalanma ve bir ışıma oluşur. Bu radyoaktivitedir.

Pu Plutonyum atomunu simgeler. Şekilde plutonyum atomu çekirdeğinden bir alfa parçacığı çıkmış ve plutonyum atomu uranyum atomuna dönüşmüştür. Bu alfa parçacığı bir radyoaktif ışımadır.

Aşağıdaki formül ise örneğin bir nükleer reaktörde oluşan nükleer tepkimenin temel prensibini açıklar. Bir uranyum atomu çekirdeğine bir nötron gönderilir. Çekirdek kararsız duruma düşer ve parçalanır. Parçalanma sonucu iki farklı yeni atom oluşur. Bu arada 3 nötron daha açığa çıkar. Yani bir nötron göndererek çekirdek parçalanmıştır. Çekirdek buna müsait olduğundan parçalanmıştır. Uranyum bundan dolayı nükleer tepkimeye uygundur.

Nükleer Reaktöre Giriş

Nükleer reaktör elektrik üretmeyi amaçlar. Bu yukarıdaki nükleer tepkime sonucu açığa çıkan ısıyla olacaktır. Ancak bu tepkimeyi kontrol altında stabil olarak gerçekleştirmek için bazı şartlar vardır.

• Doğal olarak çıkarılan uranyumda U-235 izotopu %0,72 oranında bulunur. Bu miktar sürekli tepkimeye yetmez. Uranyum zenginleştirilmelidir.
• Tepkime sonucu çıkan nötronlar hızlıdır. Hızlı nötronlar diğer çekirdeklerin içinden geçer gider ve çekirdeği bölmez. Bu yüzden nötronlar yavaşlatılmalıdır.
• Parçalanma (fisyon) sonucu ısı açığa çıkar ve bu ısının alınması yani çekirdeğin soğutulması gerekir.

Bir nükleer reaktör bu üç temele soruna cevap verecek şekilde tasarlanır. Cevap veriş şekline göre de nükleer reaktör tipleri oluşur.

Nükleer Reaktör Nasıl Çalışır?

Nükleer tepkimeyle ısıtılan su buharlaşır. Bu buhar elektrik tribünlerini döndürür ve bu dönme sonucu elektrik oluşur.