fizik

İLK NÜKLEER GÜCÜ KİM KEŞFETTİ?

1905 yılında Einstein meşhur E=mc2 formülü ile fisyon sonucu açığa çıkabilecek enerji konusunda öngörüde bulunmuştu. Daha sonra 1930 yılında bu öngörü deneysel olarak Otto Hahn, Lise Meitner ve diğerleri tarafından doğrulandı. Dünyanın ilk insan yapısı nükleer reaktörü 1942 yılında Enrico Fermi�nin yürüttüğü bir proje sonucunda Amerika Birleşik Devletleri�nin Chicago, Illinois kentinde kuruldu.

Ancak, dünyadaki ilk nükleer reaktörün ortaya çıkışı milyonlarca yıl öncesine dayanmaktadır. Afrika�da Oklo, Gabon�daki bir uranyum madeninde, yeraltı sularının da maden içinde bulunması nedeniyle doğal bir nükleer reaktör oluştuğu ve binlerce yıl ısı ürettiği son yıllarda ortaya çıkarılmıştır.

Her iki reaktör de fisyonu kullanarak ısı üretmiş fakat hiçbiri elektrik üretmemiştir.

Elektrik üreten ilk ticari nükleer güç santralı Shippingport, Pennsylvania�da (ABD) kurulmuş ve 1957�de işletmeye girmiştir. Fisyon kullanılarak üretilen ilk elektrik ise, Aralık 1951�de Arco,  Idaho�daki Deneysel Üretken Reaktöründe elde edilmiştir.

Uluslararası Termonükleer Deney Reaktörü (The International Thermonuclear Experimental Reactor - ITER) Fransa’nın Cadarache bölgesinde inşa edilecek. Maliyeti 10 milyar Euro olan dünyanın en büyük nükleer füzyon reaktörü, 10 yıl sonra işlemeye başlayacak 30 yıl boyunca aralıksız deneyler yapılacak ve 2040 yılında ilk enerji üretimine başlanacak. ITER nükleer füzyon reaktörü, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan sonra tarihte yapılan en yüksek maliyetli proje olacak.

Nükleer füzyon (Çekirdek Birleşmesi), hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olarak tanımlanıyor. Füzyon reaksiyonunda ortaya çıkan sıcaklık, örneğin, Güneş’teki reaksiyonlar gibi çok yüksek derecelere çıkıyor.

Dev reaktör ITER, iki hidrojen izotopu döteryum ve trityumu birleştirecek. (Döteryum bir proton ve bir nötron, trityum ise bir proton ve iki nötrondan oluşuyor.) İki izotopun füzyonundan enerji üretmek için hidrojen plazması, 100 milyon derece’ye kadar ısıtılacak (Güneş’in çekirdeğinin birkaç katı sıcaklık) ve simit biçiminde bir manyetik alan içine hapsedilecek.

FOSİL YAKITLARIN PABUCUNU DAMA ATACAK
Nükleer füzyonun küresel enerji krizine çare olacağını dile getirenler, bu yöntemle çok az yakıtla yüksek miktarda enerji üretilebileceğini savunuyor. Nükleer füzyonun geleneksel nükleer enerjiye göre çok daha az radyoaktif madde çıkaracağı belirtiliyor. Ayrıca nükleer füzyonun, nükleer enerjiye göre daha az kaza riski olduğu vurgulanıyor. Nükleer füzyon reaktöründe kaza riski olduğu zaman, reaksiyonu durdurmak geleneksel nükleer enerjiye göre daha kolay.

1 kilogram’lık füzyon yakıtından, 10 milyon kg’lık fosil yakıtın üreteceği kadar enerji elde edilebiliyor. Birçok uzmana göre, bu yüzyıl sonunda dünyadaki enerjinin yüzde 20’si nükleer füzyondan elde edilecek.

TARTIŞMALI BİR ENERJİ KAYNAĞI
Ancak, nükleer füzyonun kullanılmasının önündeki en büyük engel büyük başlangıç maliyeti ve reaktörleri yürütmek için gereken dev enerji ihtiyacı. Maliyetlerin yüksekliği ve temel enerji sarfiyatı nedeniyle, nükleer füzyonun hiçbir zaman nükleer enerjiye alternatif olamayacağını da dile getiren bilim insanları var. Çevreci gruplar, akıbeti belirsiz ve pahalı bir teknolojiye bu kadar para ayrılmasının yanlış olduğunu ve mali kaynakların sürdürülebilir enerjilere ayrılmasını savunuyor.

PROJE AB’NİN MALİ ÖNDERLİĞİNDE
Brüksel’de imzalanan anlaşma, nükleer araştırmalar alanında belki de çığır açabilecek bir çabayı harekete geçirmiş oldu. ITER nükleer füzyon reaktörünün inşasına 2008 yılında başlanacak. İnşaatın 8 ila 10 yıl sürmesi bekleniyor. Reaktörün maliyetinin yüzde 40’ı ve işletme maliyetini AB üstlenecek, geri kalan meblağ ise diğer üyeler arasında paylaştırılacak.

Protokolün imza töreninde konuşan, AB Araştırma ve Bilim Komisyonu Başkanı Janez Potoknik, reaktörün uluslararası bilimsel işbirliğinde dev bir adım olarak niteledi. Potoknik, reaktörün gelecek yıllarda ‘temiz, ucuz, güvenli ve tükenmez’ enerji kaynağının değerlendirilmesi için bir başlangıç olduğunu ifade ederek şöyle konuştu: “Birlikte çalışmakla gerekli bilgi ve sermaye birikimini daha hızlı ve etkin bir şekilde harekete geçireceğiz”.

Nükleer füzyon reaktörünün Fransa’nın Cadarache kentinde yapılması da, ortaklar arasında ayrıca bir tartışma konusu olmuştu. Rusya, Çin ve AB reaktörün Fransa’da, ABD, Japonya ve G. Kore de Japonya’nın Rokkaşo kentinde kurulması için lobi faaliyeti yapmıştı.
  bilimsel haberler

Nükleer enerji küresel düzeyde enerji üretiminde yüzde 16’lık paya sahip. Dünyada işletimde bulunan 443 reaktörün 151’i AB’de, 125’i Kuzey Amerika’da, 92’si Asya’da ve 67’si Doğu Avrupa ülkelerinde bulunuyor.

Dünya Nükleer Birligi’ne (World Nuclear Association) göre, yükselen petrol fiyatları ve sera etkisinin kömür üzerinde yarattığı kısıtlayıcı etki Avrupa ve Kuzey Amerika’da nükleer enerjiyi yeniden gündeme taşıyacak. Merkezi Viyana’da bulunan Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı ise Avrupa ve Kuzey Amerika ülkelerinde yeni santrallerin yapımının durdurulduğuna dikkat çekiyor, dünya üzerinde inşa halindeki 27 santralden 18’inin Asya’da bulunduğunu vurguluyor.

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından sunular verilerde ise 2030 yılına kadar nükleer enerjinin dünya enerji dengesindeki rolünün azalacağı ifade ediliyor. Nükleer güç üretiminin içinde bulunduğumuz on yılın sonuna doğru en yüksek değerlerine ulaşacağı ve ardından kademeli olarak azalacağı öngörülüyor. Nükleer enerjinin yüzde 16 olan toplan elektrik üretimindeki payının 2030’da yüzde 9’a düşeceği öngörülüyor.

EN FAZLA SANTRAL ABD’DE
Nükleer enerjiden elektrik üreten ülkelere yakından baktığımızda ABD’nin başı çektiğini görüyoruz. ABD 103 ticari reaktörle dünyada en fazla işleyen nükleer enerji santraline sahip ülke. Ancak ABD’de işleyen reaktör sayısı kadar iptal edilen proje sayısı da dikkat çekiyor. 138 projenin iptal edilmiş olması ve 1978’den beri de sipariş verilmemesi de altı çizilmesi gereken unsurlar arasında.

2000’de George W. Bush’un seçilmesi bazı kesimler tarafından nükleer enerjinin yeniden gündeme geleceği yorumlarını da beraberinde getirmişti. Bush yönetiminin politikaları arasında 2010’a kadar iki nükleer santral inşa etmek de var ancak, sipariş olmadığından projenin hayata geçmesi için adım atılmadı.

ABD, atık sorunu ve işletme güvenliğine yönelik teknolojilerin geliştirildiği sistemler üzerinde çalışıyor. ABD, yeni geliştirilmiş güç santrallerini 2010’dan sonra piyasaya sürebilmek için 38.5 milyon dolar fon ayırdı. Atık sorununa yönelik sıkıntılar sürüyor. ABD Nevada’daki Yucca Dağı’nda bir depolama tesisi inşa etmek istiyor ancak buna başta Yucca halkı karşı çıkıyor.

Avrupa ise dünyadaki kurulu gücün üçte birine sahip. Santrallerin büyük bölümü Batı Avrupa ülkelerinde. AB’de nükleer enerjinin elektrik üretimindeki payı Fransa’da yüzde 78.2, Belçika’da yüzde 60.1, Almanya’da yüzde 35, İspanya ve Finlandiya’da yüzde 30, İngiltere’de yüzde 28.6 ve Hollanda’da yüzde 3.1 düzeyinde.

AB ‘BEKLE VE GÖR’ POLİTİKASI İZLİYOR
ABD ve Kanada’da yeni nükleer santral siparişi yok. AB’de sadece Finlandiya’da yeni bir reaktör inşa edilecek. Finlandiya Batı Avrupa’da 15 yıl sonra yeni bir nükleer santral siparişi veren ilk ülke oldu. Kamuya ait TVO kuruluşu tarafından Fransız-Alman Konsorsiyumu Framatome-ANP ile 1600 MW’lık bir reaktör için anlaşma yapıldı.

AB’de nükleer santrallerin yoğun olarak bulunduğu ülke Fransa’da nükleere yönelim 1973’teki petrol kriziyle aynı döneme denk düşüyor. Fransa enerji bağımsızlığı sağlayabilmek ve kendi özkaynaklarının kıtlığı nedeniyle çare olarak nükleer enerjiyi görür. Bugün elektriğinin yüzde 78’ini nükleerden sağlayan Fransa komşu ülkelere elektrik satmaya başladı. Fransa’da 59 reaktörden 12’si ihracat için çalışıyor ve kimi zaman üretilen elektriğe müşteri bulunamayınca reaktörler bazı haftasonları kapatılıyor.

5 ÜLKE VAZGEÇME KARARI ALDI
AB’de 5 ülke nükleerden tümüyle vazgeçme kararı aldı. Bunlar: Almanya, İsveç, İspanya, Belçika, İtalya. AB nükleere karşı ‘bekle ve gör’ politikası izliyor. AB yeni teknolojilerin geliştirilmesine fon ayırıyor ve atık sorunu, işletme güvenliği gibi konuların çözüme kavuştuğu sistemler geliştirilene dek yeni sipariş vermiyor.



Ayrıca birliğe dahil olan eski Doğu Bloku ülkelerinde geri teknolojili nükleer santrallerin varlığı da AB’yi rahatsız ediyor. Katılım Anlaşması’nda Litvanya ve Slovakya’daki bazı nükleer santrallerle ilgili özel protokoller yapıldı. AB nükleer santrallerin maliyetinin çok zor olduğunu kabul etti ve söz konusu ülkelere mali ve teknik destek sağlamayı kabul etti.

AB ülkeleri yenilenebilir enerjiyi önemli bir kaynak olarak değerlendirmeye başladı. Bu konuda öncü olan ülkelerden biri Almanya. Almanya’nın kurulu gücü 18 bin MW. İrlanda’dan sonra Avrupa’da en yüksek potansiyele sahip Türkiye’de ise bu rakam sadece 20 MW.

SANTRAL İNŞAATLARI ASYA’DA
Nükleer santrallere yönelik en yüksek dinamizm Asya ülkelerinde. Nükleer enerjiden elektrik üreten ülkelerin başında Japonya geliyor. Japonya, ülke elektriğinin yüzde 25’ini nükleer enerjiden sağlıyor. Japonya’da yaşanan nükleer kazalar, bu enerjiye yönelik bakış açısını da olumsuz etkiledi.

1995’te Monju hızlı üreticisinde sodyum sızıntısı, Mart 1997’de Tokai yeniden işleyicisinde atık patlaması, Eylül 1999’da Tokai yakıt işletme tesisindeki kaza Ağustos 2002’de ortaya çıkan ve Tokyo Elektrik Enerji Şirketinin 14 nükleer santralinin tümünün kapanmasına neden olaylar ülkede nükleer elektrik üretiminin 2002 ve 2003 arasında dörtte birden fazla azalmasına yol açtı.



9 Ağustos 2004’te Mihama-3 istasyonundaki buhar sızıntısı sonrası beş işçi öldü, Boru yırtılması, Japon nükleer santrallerinde sistematik denetlemede ciddi bir eksiklik olduğunu açığa çıkardı.

Asya’da yüksek dinamizmin yaşandığı ülkelerin başında Çin ve Hindistan geliyor. Uzmanlar hızlı nüfus artışına paralel olarak gelişen enerji ihtiyacının nükleerin gereklilik olarak ortaya konduğunu belirtiyor.

Kaynak:NTV-MSNBC

Dünyada nükleer enerji

Nükleer santraller ucuza enerji üretiyor. Ancak açığa çıkardıkları atıkların etkisi yüz bin yıl sonra bile devam ediyor. Yeraltında depolanan bu maddelerin sızıntıya karşı en az 300 yıl boyunca denetlenmesi gerekiyor.

Türkiye'nin gündemine oturan nükleer enerji tartışması uzun yıllardan beri dünyanın da gündeminde bulunuyor. Özellikle Rusya ile Ukrayna arasında yaşanan doğalgaz kriziyle başlayan enerji kaynakları ve enerji çeşitliliği gibi konular hemen her ülkede yoğun tartışmalara neden oluyor. Bu tartışmalarda nükleer enerjinin de adı sık sık geçiyor. Nükleer karşıtları bu teknolojiyi gelecek nesillere yapılacak en büyük haksızlık olarak nitelendirirken sistemin taraftarları, "Eğer enerji sıkıntısı çekmek istemeden yaşamak istiyorsanız risk almanız gerekir" diyor. Peki sözü edilen risk tam olarak nedir? Bu riskin hesabını yapmak mümkün mü? Tam bu noktada söze yine nükleer karşıtları giriyor: "Atom enerjisini aklınızdan bile geçirmeyin. Zira böyle bir adımın geri dönüşü yok!"

ATIKLAR 35 YIL BEKLETİLİYOR
Son rakamlara göre ortalama bir nükleer santralinin maliyeti 3-5 milyar dolar arasında değişiyor. Büyük ölçekli bir santral ise yılda yaklaşık 11 milyar kilowatt saat (Atatürk Barajı kadar) enerji üretiyor. Bu büyüklükte bir santral yılda ortalama 60 metreküp radyoaktif atık üretiyor. Bu teknolojiyi kullanan ülkeler atıkları 70 dereceye varan yüksek ısıları nedeniyle önce santral yakınlarında bulunan soğuk su havuzlarında 'dinlendiriyor'. Bu dinlendirme 5 yıl sürüyor. Ardından ara depolama safhası başlıyor. Soğuyan radyoaktif maddeler toprak altına gömülmeden önce ışıma oranının düşmesi için genellikle toprak üzerinde bulunan 'ara depolarda' yaklaşık 30 yıl daha bekletiliyor. Bu depolar 60 santimetrelik beton ve çelikten oluşan duvarlarıyla her türlü deprem, sel ve yangına karşı dayanacak şekilde inşa ediliyor. Son depolama safhasında ise yaklaşık 35 yıldan beri bekletilen atıklar toprak altına gömülüyor. Bunun için eski ve kurumuş maden ocakları kullanılıyor. Bu yer altı depolarının derinlikleri ise 200-900 metre arasında değişiyor. İşin bu kadar uzun sürmesi atıkların içerisinde bulunan ağır metal adı verilen maddelerin etrafa yaydıkları radyasyonun azalmamasından kaynaklanıyor.

AVRUPA'NIN ALTI ATIK DOLU
Avrupa'da bu atıklardan tam 12 bin ton toprak altında bulunuyor. Ve bu rakama her yıl bin 730 ton yeni atık ekleniyor. Son verilere göre Avrupa'da halen 145 nükleer santral faaliyet gösteriyor. Alman Nükleer Enerji Kurumu'nun rakamlarına göre bu atıkları güvenli olarak ortadan kaldırmanın yıllık faturası ise 30-35 milyon Euro arasında değişiyor. Santral karşıtları özellikle ağır metal atıklarından yola çıkarak bir ülkede nükleer santral yapılmasının gelecek kuşakları doğrudan ve sonu olmayan bir radyasyon tehdidine mahkum etmek anlamına geldiğine dikkat çekiyor. Santral taraftarları ise enerji açığının altını çiziyor ve elektrik yoksa gelecek de yok diyor. Bu durumda son söz yine siyasi otoriteye kalıyor. Ancak sağlıklı bir karar için konunun yalnızca ekonomik açıdan değerlendirilmemesi büyük önem arz ediyor.

100 bin yıl sonra bile etkili
ATIK içinde bulunan 239 plutonyum izotopu 24 bin yıl beklese bile ışımaya devam ediyor. Bazı ağır metallerin ışıma etkisi ise yüz binlerce yıl geçse bile yalnızca yüzde 4-5 oranında azalıyor. Bu yüzden atıklar yer altında depolandıktan sonra en az 300 yıl boyunca sızıntılara karşı denetlenmek zorunda. Uzmanlar toprak altında bulunan son depolama tesislerinin her türlü deprem ve yeraltı su baskınlarından uzak bölgelerde yapılması gerektiğine dikkat çekiyor.

Toroslar nükleer çöplük olacak
Nükleer santralde en büyük sorun atıkların nasıl depolanacağı. Daha önce olduğu gibi bu kez de nükleer atıklar için Toros Dağları adres gösteriliyor.

TÜRKİYE'NİN daha önce iptal ile sonuçlanan nükleer santral macerasında atıklar için adres olarak gösterilen Toroslar yeniden gündemde. Türkiye'nin bir nükleer santrale ihtiyacı olmadığını söyleyen aynı zamanda nükleer mühendisi de olan Marmara Üniversitesi Enerji Anabilim Dalı Başkanı Doç. Dr. Tanay Sıtkı Uyar, daha önce yaşanan nükleer santral ihale sürecini anımsatarak, "O dönem Türkiye'de nükleer santral yapmak isteyen firmalar 'Toros Dağları bu iş için uygun' diyorlardı. Şimdi de aynı şeyi söyleyecekler. Oysa halen dünyada sürekli depolamanın nasıl yapılacağına dair bir görüş birliği yok. Amerika nükleer atıklarını santrallerinin yanındaki soğutma havuzlarında halen bekliyor. Sürekli atık deposu için fikir birliğine varamadıkları için bu konu 2010 yılına ertelendi. Sürekli depoların başka bir ülkede toplanması konuşuluyor. Siz de bu olaya bulaştığınız zaman bedelini ödersiniz. Eğer olaya karışmak istemiyorsanız Beyoğlu'nun arka sokaklarında dolaşmazsınız. Türkiye kendi nükleer atıkları olduğu gibi başka ülkelerin atık deposu olma tehdidi altında da kalabilir" uyarısında bulunuyor. Aynı şekilde Greenpeace Akdeniz Enerji Kampanyası Sorumlusu Hilal Atıcı da atık konusunun büyük bir sorun olacağına dikkat çektikten sonra, "Üstelik uranyum rezervlerinin 40-50 yıl sonra tükeneceği biliniyor. Yani uranyum önümüzdeki yıllarda daha da pahalı bir alternatif olacak" diyor.

KÖMÜR, SU, GÜNEŞ, RÜZGÂR
Dünyada bazılarına göre 50 bazılarına göre ise 60-70 yıl sonra tükenecek uranyum yataklarına karşın kömür yatakları için biçilen süre ise 150 ile 250 yıl arasında değişiyor. Nükleer karşıtları Türkiye'nin kömür yataklarını değerlendirmesine işaret ederken, su, rüzgar ve güneş gibi tükenmesi mümkün olmayan kaynakların da önemine işaret ediyorlar. Ancak savunucuların önündeki bir başka arguman ise Türkiye'de bulunan toryum madeni. Nükleer santrallerde yakıt olarak kullanılabileceği ifade edilirken hükümetin toryum madenlerinin de kullanılabileceği bir teknolojiyi getirmek istediği kaydediliyor.

Toryum için CANDU tipi öne çıkıyor
TÜRKİYE'DE kurulacağı açıklanan nükleer santrallerin reaktör tipi de tartışma konusu. Dünyada ağırlıklı olarak CANDU, yani ağır su ile PWR basınçlı su reaktörleri bulunuyor. Bu anlamda bin megavat elektrik gücündeki bir PWR reaktörünün maliyeti 2.2 ile 2.5 milyar dolar arasında değişiyor. Söz konusu santrallerin elektrik verimliliği daha yüksek oluyor. CANDU reaktörler ise ilk yatırım maliyeti diğer reaktörlere göre yüzde 10-20 daha yüksek olan bir teknolojiye sahip. Ancak zenginleştirilmiş uranyum yerine doğal uranyum kullanıldığı için bu tip reaktörlerin işletim maliyeti daha düşük. Türkiye'nin uranyum ve toryum kaynaklarını kullanma isteğine cevap verebilecek en avantajlı teknoloji olarak CANDU gösteriliyor. İnşa halindeki 27 reaktörün 8'i CANDU. Hindistan bu tip reaktörlerden 6 tane inşa ediyor.

Dünyada 60 yıllık uranyum kaldı
Nükleer santrallerde yakıt olarak zenginleştirilmiş uranyum kullanılıyor. Dünya üzerinde faaliyet gösteren 443 nükleer santralin yıllık uranyum ihtiyacı 65 bin ton seviyesinde bulunuyor. Dünyanın toplam uranyum rezervi ise 11 milyon ton düzeyinde. Bu rakam teorik olarak dünyaya 100 sene uranyum sağlamaya yeterli. Ancak bu miktarın yalnızca 3 milyon tonluk bölümünün topraktan çıkarılması ekonomik olarak anlam ifade ediyor. Geri kalan kısım ise toprağın çok derinlerinde veya okyanusların altında bulunuyor. Hatta belirli bir kısmının okyanus suyunda çözülmüş olarak dolaştığı belirtiliyor. Yani bu uranyumu kullanır hale getirmek için bugünün teknolojisiyle büyük yatırımlar yapmak gerekiyor.

19 ÜLKE ÜRETİYOR
Ancak bu yatırımlar doğrudan elektrik fiyatına yansıyacağı için kullanımları şu an pek anlam ifade etmiyor. Araştırmalar bugün çıkarılan uranyum miktarının talebe göre en çok 60 yıl yeteceğini gösteriyor. Dünyada 19 uranyum üreticisi var. Bu ülkeler dünya uranyum üretiminin yüzde 90'ını karşılıyor.

'Nükleer enerji kalkınma için şart'

ENERJİ ve Tabii Kaynaklar Bakanı Hilmi Güler, dün İstanbul'da katıldığı çeşitli toplantılarda nükleer santralle ilgili açıklamalarda bulundu. Bakan Güler, nükleer enerji çalışmalarının belli bir program çerçevesinde yürütüldüğünü belirterek, bu konudaki tepkilerin yersiz olduğunu söyledi. Güler, "Nükleer enerji konusundaki tepkiler, tamamen konuyu detaylı incelemeden verilen tepkilerdir. Konunun aslı kendilerine anlatılınca yersiz olduğunu görecekler. İnsan için, çevre için teknoloji peşindeyiz. Nükleer enerji, kalkınma ve enerji ihtiyacı için şart'' dedi. Özel sektörün bu konudaki yaklaşımının sorulması üzerine de Bakan Güler, "Özel sektör bu konuda ilgili. Özel sektörden bu konuya, bu yatırıma ilgi duyan firmalar, gruplar var. Bu noktada ortak bir stratejiyi ilgili firmalarla da görüşüyoruz'' değerlendirmesinde bulundu.

Kaynak:Sabah

bilim haberleri