Nükleer Reaktör Yapımı, Uranyum Zenginleştirme ve Korunma

Merhaba Bilim – Teknoloji takipçileri! Bu yazımızda internette bir arada ve güvenilir anlamda bulmanın zor olduğu başka bir yazımızı paylaşıyoruz.

Aslında bu yazımızda Chernobyl isimli mini serinin insanlarda nükleer reaktörlere olan merakının ve bu konuda bize yöneltilen ciddi miktarda sorunun etkisi oldu diyebiliriz.

Nükleer Reaktör Nedir?

Nükleer reaktör aslında klasik buhar türbinleri ile elektrik üreten bir santraldir. Ancak yakıt olarak Uranyum-235 isminde nükleer yakıt kullanır. Yakıtımız yüksek enerjiye sahiptir ve bu enerji ile ekonomik biçimde su ısıtıp bununla türbinleri çevirebilirsiniz.

Nükleer Reaktör Çok mu Gereklidir?

Hem evet hem hayır. Yapım masrafları ve yakıt üretimi açısından bakıldığında gereksizdir denilebilir. Ancak nükleer santrale sahip olmanın stratejik avantajları vardır. Bu nedenle ülkeler bu santrale sahip olmak ister.

Nükleer Santralde Yakıt Olarak Ne Kullanılır ve Bu Nasıl Üretilir?

Uranyum-235 kullanılır.

Üretimi ise şu şekildedir: Uranyum doğada U-234, U-235 ve U-238 olarak bulunur ancak bu üçlüden işimize en çok yarayacak olanı bütün bu Uranyum karışımı içinde sadece %0,71 orana sahip olan U-235 olacaktır.

Neden U-235’in kullanıldığına sonraki paragrafta açıklayacağım ancak bu seçkin kısmı diğer kısımdan nasıl ayırabileceğinizi anlatmam gerekiyor.

Uranyum karışımı içinden U-235’i ayırmak, “Uranyum Zenginleştirme İşlemi” olarak bilinir. Bu işlemi yapmak için iki yöntem vardır.

1.Gaz Basıncı ve Kütlesel Hareket Farkı ile Difüzyon:

Uranyum karışımı yüksek basınçlı gaz formuna getirilir ve bu karışım küçük bir deliğe sahip tüpün içine alınır. Difüzyonda bir kural vardır: Bir maddenin kütlesinin karekökü o maddenin hareket hızı ile ters orantılıdır. Yani hafif tanecikler hızlı, ağır tanecikler yavaş hareket eder. Bu nedenle hızlı hareket edecek olan U-235 taneciklerinin delikten çıkma ihtimali küçük bir oranla daha yüksek olacaktır. Böylece defalarca tekrarlanan bu işlem sonucunda safa yakın U-235 elde edilir. Bu arada uranyum doğada
UF6 biçiminde bulunur.

2. Santrifüj:

Başlık kadar kısa ve kolay bir işlem. Eğer bir maddeyi santrüfüj ederseniz dönme merkezine en uzak noktada en ağır maddeler, en yakın noktada en hafif maddeler toplanır. Karışım uygun yoğunluklu sıcaklıkta santrifüj edildiğinde dönme merkezine yakın kısımlarda U-235 toplanacaktır. Uzunca bir santrifüj işleminden sonra safa yakın ölçüde U-235 elde edilir.

Neden U-235?

Atomlar, çekirdeğini oluşturan proton ve nötronların toplamından daha düşük kütleye sahiptir. Bu fark ise atomun çekirdeğinin bir arada kalmasını sağlayan bağlanma enerjisini oluşturur. Eğer bir atomun çekirdeğinde düşük miktarda nötron ve proton varsa bu atom radyoaktif açıdan kararlı yapıdadır ve herhangi bir nötron bombardımanında çekirdeği parçalamak zordur. Aynı zamanda kararsız atomların çekirdeklerinde tek sayıda parçacık olması atomun kararsızlığını artırır ve parçalanması kolaylaşır. Mesela doğada bulunan U-234, U-235 ve U-238 karışımındadeğerli olan kısmın U-235 olmasının nedeni budur. Çünkü nötron + protonlar çiftler halinde bulununca parçalanması zorlaşır.

Yavaş Yavaş Patlatıyoruz

  1. Uranyumu bulduk.
  2. Uranyumdan U-235 ayrımını yaptık. (Uranyumu zenginleştirdik.)
  3. Sırada ne var? (Nötron Bombardımanı)

Nötron Bombardımanı Nedir ve Nasıl Yapılır?

Nörton bombardımanında kullanılan nötron üreteçleri konusuna girip bunu incelemek, Rutherford‘dan tutun kuarklara kadar incelemek çok ayrı ve bundan daha uzun bir yazı gerektirir. Bu nedenle şimdilik sadece bombardımanı yapan aletten bahsetmekle yetineceğim. Yoğun istek gelirse bu konuya da girebiliriz.

Uranyum-235 atomları birbirine yeterince yakın konulur ancak bu hiç bir şeyi başlatmaz. İlk tetikleme için yapay bir nötron üreteci kullanılır. Bir adet nötron, U-235 üzerine bir kaç atış yapar ve zincirleme reaksiyon başlar.

Reaksiyon sonucunda uranyumumuz bir nötron tarafından çekirdeğinden vurulduktan sonra uranyumdan yüksek hızlı 3 adet nötron fırlar ve bu fırlayan nötronlar diğer U-235’lerin çekirdeklerine çarpar sonra onlardan da 3’er tane nötron fırlar ve bu bütün Uranyum-235’in, Sezyum-137, İyot-131, Stronsiyum-90 gibi radyoaktif parçacıklara parçalanması ile sonuçlanana kadar devam eden bir reaksiyonlar zinciri halini alır. Tabi bu sırada etrafa saçılan ciddi enerjiye sahip nötronlar yüksek miktarda ısı üretir.

Kendimi Bu Radyasyondan Nasıl Korurum?

Malesef bu sistemin en büyük sınırlılığı çok tehlikeli olması. Reaksiyon halinde olan çekirdeğe bakarsanız bu göreceğiniz son şey olur. Çünkü bu sırada tam suratınıza doğru sayısız yüksek enerjili nötron çarpmış ve yüzünüzü oluşturan dokuyu cidi oranda parçalamıştır. Bir çekirdeği gördüyseniz zaten o anda kör olursunuz. Bu nedenle filmde asker zoruyla kafasını uzatıp çekirdeğe bakan insan gerçek hikayede çok büyük ihtimalle yoktur ya da en mantıklısı çekirdeğe bakmadan sıcaklığını hissedip çekirdeğin açıkta olduğu bilgisini vermiştir. Çünkü bu sıcaklık dağılımı o kadar şiddetlidir ki atmosfer gazlarına çarparak bile yüzünüz yakabilir.

Bu nedenle kafasını uzatıp çekirdeğe baktıktan sonra yüzü hafif pembeleşinceye kadar pişen adam sahnesi güldürmüştür.

Eyvah! Radyoaktiviteye Maruz Kaldım Şimdi Ne Yapacağım?

Diyelim ki Dünya’da bir nükleer reaktör daha patladı ve bu sefer radyoaktif bulutlar bütün dünyaya dağıldı. O zaman yapacağınız en mantıklı şey bir tıp merkezine gidip iyot hapı talep etmek olacaktır. Çünkü hava almak için pencerenizi açmak bile radyoaktif havayı solumanıza yetecektir.

Neden İyot Hapı?

Uranyum-235 bozunurken önemli bir kısmı İyot-131 denilen ve yaklaşık 8 günde radyoaktivite özelliğini kaybeden bir radyoaktif elemente dönüşür.

Atmosferden hızla yayılan radyoaktif parçacıklar bunlardır.

İyot hapı sanılanın aksine aslında tedavi etmez. Amaç burada sizin tiroid bezinizdeki iyot depolarını doldurmaktır. İyot, vücut için çok değerli elementtir ve tiroid beziniz iyot bulursa radyoaktif mi, sağlıklı mı diye bakmaksızın hemen depolamak ister. Eğer atmosferde I-131 varsa malsef vücudunuzdaki iyot deposu radyoaktif iyot ile dolar. Sizler de bunun olmaması için deponuzu radyoaktif olmayan iyot ile fullersiniz ki vücudunuz radyoaktif iyotu depolamasın.

8 gün sonra da İyot-131 radyoaktif ışınımını kaybedeceği için hapı doktorunuzun belirttiği üzere salınımın geçmesinden 8 gün sonrasında bırakırsınız. Tiroid beziniz de bol iyot bulduğu için bir süreliğine bayram eder.


Merak ettiğiniz için teşekkürler.

Avatar

BT

1999 yılında ilk web sitesini yaptı ve kurucusu oluğu www.bilim-teknoloji.com sitesinde yöneticilik yapıyor. Uzmanlık alanı Biyoloji, Fizik, Kimya ve Matematik olan BT, akademik alanda yüksek lisans eğitmine devam ediyor.

Bir cevap yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.