elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Türkiye'de ve dünyada nükleer enerji

İnönü Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Enerji Anabilim Dalı başkanı Yrd. Doç. Dr. A. Muttalip ŞAHİNASLAN tarafından Nükleer Enerji konulu düzenlenen panelden alınmıştır.



A- A+
13.04.2011 tarihli yazı 3390 kez okunmuştur.

NÜKLEER ENERJİNİN DÜNYADAKİ DURUMU

ENERJİ KAYNAKLARI

10 m/s hızla esen bir rüzgârda, rüzgârla çalışan bir jeneratörden güç çıkışı m2 başına 5.6 kWh kadardır. Güneş enerjisi ile çalışan bir elektrik santralı m2 başına en fazla 1 kWh verebilir.


1 kg Petrolün ısıtıcı değeri: 10.500 kCal = 12.2 kWh
1 kg Kömürün ısıtıcı değeri: 5.000 kCal = 5.8 kWh

Fisyon reaktörde kullanılan U235'in 1 kg'ı (1.000 MWe gücündeki bir santralin, bir günde kullanacağı yakıt miktarıdır) 23.000.000 kWh'lik enerji verebilir.


Füzyon reaktörlerinde kullanılacak olan hidrojenin 1 kg'ı 117.500.000 kWh'lik enerji verecektir. Ancak, füzyon hafif çekirdeklerin birleşme enerjisi şimdilik kullanılabilecek durumda değildir. 2050 de ticari manada çalıştırılabileceği tahmin edilmektedir.


Nötronun yarı ömrü 1000 s'dir. 1000 sn de 1 elektron atar. 0.025 eV enerjiye sahip 300 K'de ki termal nötronun hızı 2200 m/s 'dir.


Bor (B) nötron zehiri olarak kullanılır. Bor'la termik nötronlar bile reaksiyon verir. Fe'nin nötron geçtiği zaman bol miktarda gaz üretimi olur. Bunun sonucu Fe'nin yapısı bozulur.


Atom çekme enerjisi Atom ağırlığı ile orantılıdır. Atom Yarıçapı: R=1.5*Atom ağırlığı'dır. Orta ağırlıklı çekirdeklerde bağ enerjisi en büyük, küçük ağırlıklı çekirdeklerde ise en küçüktür. Yani, çekme enerjisi atom sayısı ile artar.


1 kg U235 parçalanırsa 20 kT'luk bir atom bombası kadar enerji açığa çıkar. Bu ateş topunun çapı 400 m'dir ve 5 km içindeki her şeyi yakabilir.


FÜZYON ENERJİSİ


Nükleer enerjinin bir seçeneği olan füzyon; çevreyi kirletmeyen, temiz, yakıtı hidrojenin izotopları olan Döteryum (H12) ve Trityum (H13) gibi hafif elementler olan bir enerji sistemidir. Döteryum deniz suyundan (su içerisinde 1/6000 oranında), Trityum ise 6Li (n, alfa) T termonükleer tepkimesiyle, füzyon reaktörünün yakıt çevriminden elde ediliyor.


Bu nedenle, doğada var olan ulusal enerji üretim yakıtlarından bağımsız, tükenmez (yaklaşık 3000 yıl) bir enerji potansiyeline sahiptir. 4 litre deniz suyundaki Döteryum, D-T füzyon tepkimesinde kullanılması halinde, elde edilen füzyon enerjinin eşdeğeri, 104 kW olarak verilebilir.


D + D ⇒ (T+1.01MeV)+(p+3.03MeV) (He3 + 0.82 MeV) + (n + 2.45 MeV)

D + He3 ⇒ (He4 + 3.67 MeV) + (p + 14.67 MeV)

D + T ⇒ (He4 + 3.52 MeV) + (n + 14.06 MeV)


1 gram döteryum (H12) yaklaşık olarak 100 MWh enerji üretebilecek demektir, döteryum izotopunun doğal hidrojen içinde % 0.02 oranında bulunduğu anımsanırsa, 1 gr döteryum'un 50 litre sudan elde edilebileceği görülür. Dolayısıyla, okyanuslardaki suyun dünyanın enerji gereksinmesini 70 milyar yıl boyunca karşılayabileceği görülür. 


Yukarıdaki denklemlerle gösterilen tüm reaksiyonların son ürünü. enerjinin yanı sıra. Alfa, nötron ve proton tanecikleri olup, bu tanecikler kolaylıkla soğurulabileceklerinden herhangi bir uzun ömürlü, zararlı, radyoaktif artık da oluşturmazlar.


RADYOAKTİF ATIKLAR


Atık Problemi; nükleer yakıt döngüsünde, aşırı radyoaktif maddeler sadece reaktörde uranyumun ışınlanmasından ve kullanılmasından ortaya çıkar. Bu aşırı radyoaktif atıkların hacimleri küçüktür. Nükleer güç tesislerinde, tüm bu atıkların idaresi ve operatörlerin çalıştıkları yerler tehlike teşkil etmeyecek şekilde dizayn edilir. Örneğin, CANDU 6 tipli bir reaktör tesisinden yılda oluşan atık yakıt miktarı çok küçüktür ve yaklaşık 100 metrik tondur. Bu miktar atık ise, yaklaşık 25 m3' lük bir hacimde saklanabilir.. Bir diğer örnek ise, 5 kişilik bir Amerikan ailesinin bir yıllık elektrik tüketimi, ki bu tüketim bir Türk ailesinin yaklaşık 10 katıdır, nükleer kaynaklı olsaydı, yüksek şiddetli radyoaktif atık miktarı baş parmağın yarısı büyüklüğünde bir silindir olurdu. 


Özet olarak nükleer güç tesisleri fosil yakıtlı tesislerle kıyaslandığında çevrenin dostu olarak kabul edilirler. Nükleer kapasitelerini arttıran Kanada, Güney Kore, Tayvan, Fransa, Belçika gibi ülkelerin katkıları ile karbondioksit, diğer sera (greenhouse) gazlar ve zehirleyici nitelikte olan asit yağmurlarının önemli ölçüde azaldığı açıkça gözlenmektedir.




NÜKLEER ENERJİ NEDİR?


NÜKLEERE "EVET" Mİ?


NÜKLEERE "HAYIR" MI?


ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar