Merhaba arkadaşlar bugün sizlere basınçlı su reaktörü, basınçlı su reaktörü çalışma prensibini, güvenlik ve atık tanzimini anlatacağım.
Bir reaktör için, nötron kayıpları minumuma indirildikten sonra kritik düzeye (K= 1) ulaşmak mümkündür. Bununla birlikte, bire yakın K değerini muhafaza etmek için bir kontrol metodu gereklidir. K değeri bu değerin üstüne çıkarsa kaçak reaksiyonda oluşan ısı, reaktörü eritecektir.
Basınçlı Su Reaktörü
Nükleer reaktör korunun temel dizaynı içine, kontrol çubukları yerleştirilir, Şekil 1 de görülmektedir; Uranyum içeren yakıt elemanları, 235U ce zenginleştirilmiştir. Güç seviyesini kontrol etmek için reaktör korunun içine kontrol çubukları yerleştirilir. Bu çubuklar, nötron soğurmada çok etkin olan kadmiyum gibi bir malzemeden yapılmıştır. Reaktör çekirdeğindeki (core) bu kontrol çubuklarının sayısını ve pozisyonunu ayarlıyarak, K değeri değiştirilebilir ve reaktörün tasarım sürecinde güç düzeyi ayarlanabilir.
Fisyonda ortaya çıkan kinetik enerjiyi elektrik enerjisine çevirmek için birkaç değişik reaktör sistemi vardır. Amerika Birleşik Devletlerinde en yaygın kullanılan basınçlı su reaktörüdür (Şekil 2). Bu tip bir reaktörü inceleyeceğiz çünkü esas yapısı, tüm reaktör dizaynlarında yaygın olarak kullanılır. Reaktör çekirdeğindeki fisyon olayları birinci çevrimde suyun ısısını arttırır ve bu olay suyun kaynamasını önlemek için yüksek basınç altında tutulur. (Bu su, moderatör (yavaşlatıcı) olarak da iş görür.) Sıcak su bir ısı santralıyla pompalanır ve ısı, ikinci (sekonder) çevrimdeki suya transfer edilir. İkinci çevrimdeki sıcak su elektrik üretmek için bir türbin jeneratör sistemini harekete geçiren buhara dönüştürülür, ikinci çevrimdeki su ve buharın birinci çevrimdeki su ile karışmaması gerekir. Çünkü birinci çevrimdeki suya Reaktör çekirdeğinden radyoaktif elementler karışmış olabilir.
Güvenlik ve Atık Tanzimi
1979 Pennsylvania Three Mile Adası (3 Mil Adası) nükleer reaktöründeki felaket ve 1986 Ukrayna Chernobyl reaktör kazası, haklı olarak dikkatleri reaktör güvenliği üzerinde toplamıştır. 3 mil adasındaki kaza, kontrol odasındaki araç-gereçlerin ve acil durum müdahale eğitiminin yetersizliğinden kaynaklanmıştı. Bu olay nedeniyle, yakıtın üçte birinden fazlası erimesine rağmen, herhangi bir yaralanma veya halk sağlığına bir etki olmamıştır.
Ancak Chernobyl’de bu durum daha vahimdi. Kazadan hemen sonra açığa çıkan (sızan) materyallerin aktiviteleri, yaklaşık olarak toplam 12 x 1018 Bq idi ve bu nedenle 116 000 kişi bölgeden uzaklaştırıldı. En az 237 kişi akut (çabuk ve ani gelen rahatsızlık) radyasyon hastalığına yakalanırken yaklaşık 800 çocuk, daha sonra, radyasyonlu süt tüketiminden dolayı tiroid kanserine yakalanmıştır. Kazanın nedeni ile ilgili yapılan araştırmalar sonucu kazanın, reaktör dizaynındaki çok ciddi hatalar, reaktörü kapatma sistemindeki ciddi dizayn hataları ve uyulması gereken yöntemlerin uygulanmaması sonucu olduğu ortaya çıkmıştır. Bu dizayn hatalarının birçoğu Chernobyl’deki reaktörle benzer dizayna sahip Rusya’daki ve komşu önceki Sovyetler Birliği Cumhuriyetlerindeki reaktörlerde de mevcuttur.
Amerika Birleşik Devletlerinde, Chernobyl’deki benzeri reaktörler yoktur ve daha önce belirtildiği gibi A.B.D. deki birçok santral basınçlı-su dizaynını kullanır.
Ticari reaktörlerde güvenlik, dikkatli dizayn ve sıkı operasyon protokolleri ile gerçekleştirilir. Bu tedbirler alınmadığında bir nükleer reaktör ancak tehlikeli hale gelir. Radyasyon sızıntısı ve buna bağlı potansiyel sağlık riski üç katlı bir sistemle kontrol edilir. Yakıt ve radyoaktif fisyon ürünleri çekirdeğin bulunduğu bölümde tutulurlar. Eğer bu bölümde bir yıkılma, yırtılma olursa, reaktörün bulunduğu tüm bina, radyoaktif materyalin sızarak çevreyi kirletmesini önlemek için, ikinci bir engel olarak görev yapar. Son olarak reaktörler, reaktörde meydana gelebilecek bir sızıntıdan halkı korumak amacıyla, uzak ve ıssız bölgelerde olmalıdırlar.
Reaktör yakıtının ve atıklarının taşınması da ayrı bir güvenlik problemi oluşturur. Bu taşımalar sırasında olabilecek trafik kazalarından dolayı, nükleer yakıt sızarak, halk yüksek radyasyona maruz kalabilir. Bu nedenle radyoaktif materyallerin taşındığı konteynerlerin en sert çarpışmalara dahi dayanabilmesi gerekmektedir. Nükleer güç santralleri ile ilgili güvenlik sorunları oldukça karmaşık ve daha çok duygusaldır. Bütün enerji kaynaklarının kendine has riskleri mevcuttur. Her bir durum için, riskler ve elde edilecek faydalar dikkatli bir şekilde değerlendirilmelidir.