Nükleer Santrallerde Enerji Üretimi

E=mc² aslında her şey Albert Einstein’ın ispat ettiği bu enerji formülüyle başladı. Einstein bu formülde, herhangi bir maddenin kütlesinin (m) yok olduğunda ortaya müthiş bir enerjinin (c²) çıkacağını anlatmaktadır. Müthiş bir enerjiden kasıt formülde de belirtilen (c²) dir. Yani ışık hızının karesidir. Bu formül ile insanoğluna eşsiz bir hediye sunan Einstein, teknolojik dünyayı sarsmakla kalmayıp yazımıza da konu olan nükleer santrallerin doğuşuna sebep olmuştur.

Günümüzde elektrik enerjisi bol miktarda sürekli olarak istenmektedir. Dünya üzerinde bulunan ülkeler bu ihtiyacı karşılamak için çeşitli enerji politikaları geliştirerek yatırım yaparlar. Bu politikalarda kimi zaman yenilenebilir enerji kaynaklarını kimi zamanda yenilenemez enerji kaynaklarına öncelik verilir.

Yenilenebilir enerji kaynakları; güneş enerjisi, su enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal (sıcak yer altı suları) ve Bbio Enerjidir.

Yenilenemez enerji kaynakları ise; kömür, petrol, doğalgaz ve nükleer enerji kaynaklarıdır.

Yenilenemez enerji kaynaklarının tamamı yeraltından çıkarılmakta ve elbette ki bir sonu olacaktır. Kurulum maliyetleri ve elde edilen enerji gibi kriterler karşılaştırıldığında bu kaynaklar yenilenebilir enerji kaynaklarına göre daha avantajlıdır.

Elektrik Enerjisi Üretiminde Kullanılan Santral Tipleri

1. Hidroelektrik Santraller (Suyun potansiyel enerjisinden faydalanılarak elektrik enerjisi üretilir.)
2. Termik Santraller (Yakacakların yakılmasıyla elde edilen enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.)
3. Nükleer Santraller (Atomun çekirdeğinin parçalanmasıyla açığa çıkarılan enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.)

Nükleer Santrallerin Çalışması

Nükleer santralin kurulabilmesi için gereken en temel hususlardan birisi de zenginleştirilmiş uranyumdur. Kullanılan Uranyum türleri; U-235, U-233, U-238 ve Plütonyum türleri; P-239, P-241 şeklinde sıralanabilir.

Uranyumun fisyon tepkimesine girerek bölünmesi sonucunda muhteşem miktarda enerji açığa çıkar. Gerçekleşen bölünme sonucunda nötronlar yüksek bir hızla Uranyum elementinin çekirdeğine çarpar. Bu çarpışmayla birlikte çekirdeğin kararsız hale geçmesine ve ardından da büyük bir enerjiyi açığa çıkartarak fisyon tepkimesine neden olur. Bu tepkime sonucunda ortama nötronlar yayılır. Bu nötronlar diğer Uranyum çekirdeklerine çarparak gerçekleştirilen ilk fisyon tepkimesini elementin her atom çekirdeğinde gerçekleştirene kadar devam ettirir. Ortaya çıkarılan enerji kontrol edilmediği müddetçe ölümcül kazalara sebebiyet verebilir. Kontrol etmek için reaktörlerde fazla nötronları tutan ve fisyon tepkimesine girmesini engelleyen üniteler mevcut halde bekletilir. Bu sayede kontrollü bir fisyon tepkimesi zinciri sağlanmış olur.

Nükleer santralin iç yapısına bakacak olursak, Uranyumun fisyon tepkimesine girmesiyle açığa çıkarılan enerji, su buharının çok yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılmasını sağlar. Isıtılan buhar, elektrik jeneratörüne bağlı olan türbinlere verilir. Türbin kanatçıklarına çarpan yüksek enerjili buhar, bilinen şekilde türbin şaftını çevirirken, jeneratörün de elektrik enerjisi üretmesini sağlamış olur. Jeneratörde biriken elektrik ise iletim hatları vasıtasıyla kullanılacağı yerlere gönderilir.

Türbinden çıkan basınç ve sıcaklığı düşmüş buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğunlaştırıcıya gönderilir ve su haline gelmesi akabinde tekrar bölünme ile açığa çıkan enerji ile ısıtılıp buhar haline getirilir ve döngü de bu şekilde devam eder.

Türkiye yaklaşık 80 milyonluk bir nüfusa sahiptir. Dolayısıyla, her ne kadar çevre dostu da olsa, yenilenebilir enerji kaynakları ile enerji ihtiyacının karşılanması çok güçtür. Nitekim bunun için çok büyük arazilere güneş tarlaları ve rüzgar türbinleri kurulması gerekir. Diğer bir seçenekse yazımıza da konu olan nükleer santrallerden enerji ihtiyacının karşılanmasıdır. Bu fikre ilk başta sıcak bakmayan çevreci bir kesim olacaktır elbette.

Ama gerçektende iyi araştırıldığında günümüz itibariyle ülke ekonomisi adına hayati bir öneme sahip olduğu da anlaşılacaktır. Ülkemizin elektrik üretmek için Rusya, Azerbaycan, İran, Nijerya gibi ülkelerden doğalgaz temin ettiğini ve bunun karşılığında da milyar dolarlar harcadığı hepimizin malumudur. Bu da ister istemez bizi dışa bağımlı hale getirmekte ve özgürlüğümüzü kısıtlamaktadır. Bunun içindir ki, nükleer santral projelerinde yeteri kadar söz sahibi olup gelişmiş ülkelerdeki nükleer kullanım seviyelerini yakalamalıyız.

Hiçbir nükleer santralin yüzde yüz güvenli olduğu söylenemez. Alınacak güvenlik önlemlerinin seviyesine göre güvenilirlik düzeyi de değişmektedir. Nükleer santral konusunda ülkemizin tecrübesinin de yeterli düzeyde olmaması bu güvenilirlik konusunu iki kat daha önemli kılıyor.

İstenilmeyen kazalara mahal vermeden, son teknoloji ile donatılmış güvenlik önlemlerini alıp artık bu teknolojiden ülkemizinde istifade ettirilmesi gerektiği kanısındayım. Gelişen teknolojinin hızıyla doğru orantılı olmasa da çevre bilincinin artığını da söyleyebiliriz. Bu bağlamda enerjiyi üretirken, kullandığımız kaynağın türü ne olursa olsun canlılar üzerinde uzun vade de kalıcı hasarların gelmemesine özen göstermeliyiz.

Dünyada ve Ülkemizde Üretilen Elektriğin Yakıt Kaynaklarına Göre Dağılımı

Yaşanılan Nükleer Kazalar

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 adası kazası; normal bir işletim arızası, ekipman kaybı ve operatör hatası ile kazaya dönüşmüş, ancak kısmi reaktör kalbi erimesi 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 ve santral tasarımında derinliğine güvenlik prensibine aykırı olarak, reaktörü çevrelemesi gereken bir beton koruyucu kabuğun inşa edilmemiş olması olarak özetlenebilir.

4) 2011 yılında Japonya’da meydana gelen Fukuşima Nükleer Santrali kazası, 9.0 büyüklüğündeki 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.