Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

FİZ 908 Nükleer Enerji ve Politikaları Ders Notları Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN 2016-2017.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "FİZ 908 Nükleer Enerji ve Politikaları Ders Notları Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN 2016-2017."— Sunum transkripti:

1 FİZ 908 Nükleer Enerji ve Politikaları Ders Notları Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN

2  Nükleer enerji, maddenin enerjiye dönüştürüldüğü, nükleer reaksiyonların sonucudur. Nükleer enerji, doğal olarak ve insan yapımı işlemlerle kontrol altında üretilebilmektedir. Örneğin, Güneş ve diğer yıldızlar ısı ve ışığı nükleer reaksiyonlarla üretirler.  Güneş ve yıldızlar bitmez nükleer enerji kaynağı olarak görünmektedir. Güneş ve yıldızlarda füzyon yoluyla (hafif elementlerin kaynaşması) enerji üretilmektedir. Füzyona dayalı reaktörler yeryüzünde henüz gerçekleştirilememiştir.  Günümüzde kullandığımız nükleer reaktörler nükleer fisyon prensibine (Ağır atomların parçalanması) göre çalışırlar. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN2 NÜKLEER ENERJİ NEDİR VE NASIL ÜRETİLİR?

3  Nükleer enerji üretimi reaktörlerde kontrollü olarak elde edilmektedir.  Nükleer reaksiyonlarla üretilen enerji kontrol edilmezse nükleer bomba olarak karşımıza çıkar.  Kontrolsüz fisyon reaksiyonlarıyla atom bombası ve kontrolsüz füzyon reaksiyonları ile de hidrojen bombası elde edilebilmektedir.  Hidrojen bombasında hidrojen atomları çok yüksek sıcaklıklarda reaksiyon oluşturmaktadır. Bu nedenle önce bir fisyon bombası patlatılarak yüksek sıcaklığa ulaşılır ve bu sıcaklıkta hidrojen atomları füzyona uğratılır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN3 ATOM VE HİDROJEN BOMBALARI

4  Nükleer enerji iki farklı yolla üretilebilir: Birinde, büyük çekirdekler enerji açığa çıkaracak şekilde bölünürler (nükleer fisyon). Diğer metotta ise, küçük çekirdekler enerji açığa çıkaracak şekilde birleşirler (nükleer füzyon).  Nükleer fisyonda, uranyum elementi, bazı önde gelen özelliklerinden dolayı, enerji üretiminde esas yakıt olarak kullanılmaktadır. Uranyum çekirdekleri (U-235) yavaş nötronlarla bombardıman edilerek kolaylıkla bölünebilirler.  Bir uranyum atomu bölündükten sonra, çoklu nötronlar diğer uranyum çekirdeklerini bölecek şekilde açığa çıkarlar. Bu olay zincir reaksiyon olarak bilinir.  Nükleer füzyonda, atom çekirdekleri birleşerek kaynaşırlar. Bu olay sadece çok yüksek sıcaklıklarda olur. Güneş, diğer yıldızlar gibi, nükleer füzyon yoluyla ısı ve ışık yayarlar. Güneşte, hidrojen çekirdekleri helyum oluşturacak şekilde kaynaşırlar. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN4 NÜKLEER ENERJİNİN KAPSAMI

5  2 Aralık 1942: Nükleer enerji, Enrico Fermi’nin Chicago üniversitesinde bir uranyum kümesi ile zincir reaksiyonunu yaptığında başlamıştır.  6 Ağustos 1945: kişiyi öldüren atom bombası Japonya’da Hiroşima üzerine atıldı.  15 Ağustos 1945: kişiyi öldüren atom bombasını Japonya’da Nagazaki üzerine atıldı.  1 Kasım 1952: Atom bombasından binlerce defa büyük olan hidrojen bombasının büyük bir versiyonu Amerika Birleşik Devletleri tarafından test amaçlı patlatıldı.  21 Şubat 1956: İngiltere’de ciddi anlamda ilk nükleer santral açıldı. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN5 NÜKLEER ENERJİNİN TARİHÇESİ

6  Periyodik tablonun sonuna doğru bakıldığında protonlar arasındaki itmeye karşı çekirdek kuvvetleri daha zayıf kalmaktadır. Buna göre de Z=92 den daha büyük element doğal olarak görülmez. Uranyum da radyoaktif bozunmaya açıktır.  Uranyum, küçük parçacık fırlatmadan çok, bölünme eğilimlidir. Uranyumun bölünmesi ilk kez 1939 da laboratuvarda gözlendi.  Doğal uranyumun %0.7 si kadarı olan 235 U bölünmekte ve %99.3 bollukta olan 238 U bölünmemektedir. Yavaş nötronlarla 235 U bölünebilmektedir ve Ba ve Kr gibi daha küçük elementlerle birlikte birkaç hızlı nötron yayınlanmaktadır. Bu nötronlar nükleer enerjinin en önemli kısmını oluşturmaktadır.  Açığa çıkan enerji, reaksiyondan çıkan ürünlerin kütlesi reaksiyona girenlerden daha küçük olup kütle farkı enerjiye dönüşmektedir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN6 NÜKLEER YAKIT NEDİR?

7  Füzyonun fisyona göre üstünlükleri şu şekilde sıralanabilir:  i. Hafif çekirdekler bol miktarda olup kolay elde edilebilmektedirler.  ii. Füzyon ürünleri, fisyon ürünlerine göre daha hafif ve kararlıdırlar.  Füzyonun fisyona göre tek dezavantajı ise füzyonda Coulomb enerji engelinin aşılmasıdır. Bunun için çok yüksek sıcaklıklar gerekmektedir. Bu nedenle günümüzde henüz yeryüzünde füzyon reaktörleri yapılamamıştır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN7 NÜKLEER FÜZYONUN FİSYONA GÖRE AVANTAJ VE DEZAVANTAJI

8  Nükleer güç santralleri, fosil yakıt yakan santrallere çok benzer olarak çalışırlar. Tek fark, bir nükleer reaktör içinde ısının üretildiği “zincir reaksiyonu” nun olmasıdır.  Bir nükleer santralin enerji üretilen bölümüne reaktör adı verilir. Bir fisyon reaktörü yakıt olarak uranyum çubuklar kullanır. Reaktörden elde enerji ısıya dönüşür ve ısı bir sıvı veya gaz soğutucu ile uzaklaştırılır. Isınan soğutucu daha sonra su kaynatmak için kullanılır ve oluşan buhar bir elektrik jeneratörü, gemi veya denizaltıya güç sağlayan bir türbine gönderilir.  Bir nükleer santraldeki sistemler konvansiyonel güç santralleri ile aynı mantıkla çalışırlar. Isı enerjisinin üretildiği kısımda elde edilen buharın türbin jeneratörünü döndürerek elektrik üretilmesi felsefesi, temel olarak nükleer santrallerde de aynıdır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN8 KONTROLLÜ NÜKLEER ENERJININ ÜRETILMESI

9 Bütün reaktörler benzer elemanlardan oluşur ve bunlar:  Yakıt veya fisyon yapabilen malzeme,  Yavaşlatıcı,  Nötron kaçağını azaltmak için yansıtıcı,  Bazıları gaz olan radyoaktif fisyon ürünlerinin kaçışını önlemek için bir bir reaktör kabı,  Çalışan personeli nötron ve gamma ışınlarından korumak için zırh,  Isıyı çıkarmak için bir soğutucu,  Güç seviyesini kontrol etmek ve sabit tutmak için bir kontrol sistemi,  Kontrol ve soğutma sistemlerinin çalışmaması halinde istenilmeyen olayları önlemek için acil önlem sistemi. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN9 BİR NÜKLEER REAKTÖRÜN ELAMANLARI

10  Nükleer reaktörler, güç, araştırma ve dönüşüm reaktörleri olmak üzere üç grupta toplanabilir.  Güç reaktörleri, fisyon ürünlerinin kinetik enerjilerini ısı olarak çıkaran ve bununla suyu kaynatarak buhar üretip bir türbini çalıştıran sistemlerden oluşur. Günümüzde U-235 (fisil element) güç reaktörlerinde yavaş nötronlarla fisyona uğratılmaktadırlar.  Araştırma reaktörleri, çekirdek veya katıhal fiziği alanlarındaki araştırmalar için nötron üretme amacıyla planlanan reaktörlerdir. Genelde düşük güç seviyelerinde, 1-10 MW mertebesinde, çalışırlar.  Dönüştürücü reaktörler, yavaş nötronlarla fisyon yapmayan maddeleri büyük bir kazançla fisyon yapabilen maddelere dönüştürmek için planlanmışlardır. Dönüşümler arasında başlıcaları 238 U den 239 Pu’a ve 232 Th dan 233 U’a olan dönüşümlerdir. U-238 ve Th-232 fertil elementler olarak adlandırılırlar. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN10 FISYON REAKTÖR TIPLERI NELERDIR?

11  Reaktörleri, yavaş, orta ve hızlı nötronlarla çalışmak üzere planlamak mümkündür.  Orta enerjili reaktörler (eV-keV nötron enerjili) reaktörün bir üstünlüğü, yavaş reaktöre (0.025 eV nötron enerjili) göre daha az hacim gerektirmesidir. Bu reaktörler esas olarak denizaltı gemilerinde olduğu gibi itici güç için geliştirilmişlerdir. Denizlerde itici güç olarak reaktörlerin kullanılması 50 yıllık bir geçmişe sahip olup denizaltılar ve yüzey gemileri için güç sağlamaktadır. Rusya daha çok sivil amaçlı olarak, nükleer güce dayalı 8 buz kırıcı ve bir de 62,000 tonluk kargo gemisine sahiptir.  Hızlı reaktörlerde hiç yavaşlatıcı kullanılmaz. Hızlı nötronlar (~14 MeV) için reaksiyon olasılığının daha küçük olmasından dolayı aynı gücü sağlamak için hızlı reaktörlerin yakıt gereksinimi, yavaş reaktörlerininkinin katı kadardır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN11 NÖTRON ENERJILERINE GÖRE REAKTÖRLERIN SINIFLANDIRILMASI

12 1.Ucuz ve bol olmalıdır, 2.Kimyasal olarak kararlı olmalıdır, 3.Kütle numarası, nötronla yaptığı bir çarpışmada maksimum enerji soğurması için yaklaşık “1” olmalıdır, 4.Yoğunluğu büyük bir sıvı veya katı olabilir, 5.Nötron yakalama olasılığı minimum olmalıdır.  Grafit şeklindeki karbon 1, 2, 4, 5 şartlarına uyar. Çarpışma başına nötron enerjisindeki küçük kayıp yavaşlatıcı miktarının artırılması ile telafi edilebilir.  Normal su, 1,2, 3 ve 4 şartlarına uyar, fakat sudaki protonun nötron yakalama tesir kesiti yüksektir.  Ağır suyun (D 2 O) nötron yakalama tesir kesiti çok küçüktür, fakat yakalama ile radyoaktif trityum oluşur, bu da özellikle biyolojik sistemler için zararlıdır. Ağır hidrojen ( 2 H) oldukça nadir ve ayrılması da pahalıdır. Bunun yanında, ağır su yakalama olasılığı küçük olduğundan yakıt olarak zenginleştirilmiş uranyumla birlikte kullanılırlar. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN12 FİSYON REAKTÖRLERİNDE KULLANILAN YAVAŞLATICILARIN ÖZELLİKLERİ

13  Soğutucu, reaktör korunun erimesine fırsat vermeden ısı çıkışını sağlayan başlıca elemandır. Güç reaktörlerinin tasarımında başlıca özellik, soğutucunun ısı transferindeki verimlilik yeteneğidir.  Soğutucu malzemeler, ısı sığası yüksek olan gazlar (hava, CO 2, helyum), su ve diğer sıvılar olabilir.  Soğutucu olarak su kullanan reaktörlerde suyun sıvı halde kalmasını sağlamak amacıyla su yüksek basınçta tutulur. Bunlar basınçlı su reaktörleri olarak adlandırılırlar.  Yakıt yoğunluğu yüksek olan hızlı üretken reaktörlerde, oldukça küçük bir hacimde verimli ısın transferinin sağlanması için soğutucu olarak sıvı sodyum kullanılmaktadır. Sodyumun kaynama noktasının yüksek olması soğutucu olarak seçilme nedenidir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN13 NÜKLEER REAKTÖRLERDE KULLANILAN SOĞUTUCULARIN ÖZELLİKLERİ

14  Güç üretiminde kullanılan kaynar-sulu ve basınçlı-su reaktörlerinde hem yavaşlatıcı ve hem de soğutucu olarak su kullanılmaktadır.  Kaynar sulu reaktör, suyu korun içerisinde devreder (soğutucu olarak) sonra buhar üreten sisteme aktarır. Buharı muhafaza etmek için dayanıklı bir kaba ihtiyaç vardır. Basınçlı su reaktörleri bu potansiyel tehlikeyi, reaktör koru içinde dolanan basınçlı su ile elektrik jeneratörünü işleten buhar sistemini ayırmakla önlemektedir.  ABD de zenginleştirilmiş uranyum temini oldukça kolay olduğundan burada reaktörlerin çoğu normal sulu olarak tasarlanmıştır. Diğer taraftan Kanada, doğal uranyum ve ağır suyu kolayca sağlayabildiğinden güç reaktörleri D 2 O ile yavaşlatılır (soğutucu olarak D 2 O veya H 2 O kullanırlar).  Yavaşlatıcı olarak grafit kullanan reaktörler, parçalı (heterojen) düzenlenmiştir ve yakıt olarak doğal veya zenginleştirilmiş uranyum kullanabilmektedirler. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN14 (DEVAM EDİYOR)

15  Fisyonda her birinde nötron fazlalığı olan iki ürün oluşur (radyoaktif), bu nedenle bunlar kararlı durumuna ulaşmak için beta bozunumu ile birlikte gamma bozunumu yaparlar. Dolaysıyla fisyon enerjisinin küçük bir kısmı (%10-15) beta ve gamma bozunumu ile açığa çıkar.  Reaktör kapatıldıktan (kontrol çubukları indirilip fisyon durdurulduğunda) sonra bu bozunumlar nedeniyle ısı çıkışı devam eder ve fisyon ürünlerinin karakteristik olan yarı ömürlerine göre zamanla azalır.  Çok uzun yarı-ömürlü bu radyoaktif ürünler (atıklar), nükleer atıkların içinde en tehlikeli olanlarıdır.  Radyoaktif ürünlerin birçoğu araştırmada büyük öneme sahiptirler. Bazı izotopların elde edilmesinde en ekonomik olanı bunların kullanılan yakıt elemanlarından ayrılmaları yoludur. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN15 RADYOAKTİF FİSYON ÜRÜNLERİ

16  Harcanan yakıt elemanlarının belirgin özelliği olan uzun yarı- ömürlü aktifliklerini göz önüne aldığımızda yıllar mertebesinde bir yarı-ömürle karşılaşırız. Bu nedenle, bu atıklar yıl kadarlık bir süre boyunca biyolojik sistemden uzak tutulmalıdırlar.  Bu izolasyonu gerçekleştirmek için çeşitli yollar önerilmiştir, fakat bu süre boyunca garantili bir sistem henüz belirlenememiştir. Yeraltı sularına veya gıda zincirine vuku bulacak herhangi bir sızıntının sebep olacağı kanser ölümlerinin artacağı düşünülmektedir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN16 (DEVAM EDİYOR)

17  Genel nüfusun etkilendiği kömürlü termik santrallerden kaynaklanan radyasyon, nükleer güç reaktörlerine göre defalarca fazladır.  Örneğin, 1000 MW gücündeki kömür yakan bir termik santral atmosfere yılda 23 kg uranyum ve 46 kg toryumu, başta radon olmak üzere radyoaktif ürünleri ile birlikte yaymaktadır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN17 KÖMÜR SANTRALLERİ İLE NÜKLEER SANTRALLERİN ÇEVRSEL ETKİLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

18  Reaktör, nötronları soğuran kontrol çubukları ile kontrol edilmektedir. Çubuklar, reaktör içine sokulduğunda daha çok nötron soğururlar ve fisyon sürecini azaltırlar. Daha çok güç üretmek için, çubuklar kaldırılır ve daha çok nötron uranyum atomlarını bombardıman ederler.  Gaz soğutmalı reaktörlerde karbon dioksit gazı ısıyı uzaklaştırmak için reaktöre gönderilir. Karbon dioksitin seçilmesinin sebebi, iyi bir soğutucu olması ve büyük miktarda ısıyı taşıyabilmesidir. Karbon dioksit aynı zamanda reaktördeki yangın riskini de azaltmaktadır. Çünkü ortamdaki sıcaklık 6000 santigrat derece civarındadır. Diğer taraftan, karbon dioksit nötronla bombardıman edildiğinde istenmeyen kötü bir maddeye de dönüşmez. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN18 NÜKLEER SANTRALLERDEKİ GÜÇ KONTROLÜ

19  Santralden çıkan ve yüksek seviyede radyoaktivite içeren küçük bir miktardaki nükleer atık birazcık endişelendirebilir. Nükleer atık fazla miktarda olmasa da çok tehlikelidir. Atığı gömdükten sonra binlerce yıl saklanmalıdır.  Nükleer enerji üretiminde kullanılan yakıtların yüksek radyoaktiviteye sahip uzun ömürlü izotopları içermesi, bu yakıtların atık olarak uzun seneler boyunca kontrollü olarak insana ve çevreye zarar vermeyecek şekilde depolanmasını gerektirmektedir.  Kullanılmış yakıtlar veya yakıt çevriminde oluşan radyoaktif atıklar, radyasyon sızdırmaz özel çelik kaplar içine konulduktan sonra geçici yer üstü ve yer altı depolarında muhafaza edilmektedir. Ancak son depolama için gelecekte jeolojik (yeraltı) depolama teknolojisi kullanılacaktır. Bu konuda ABD'de ve Finlandiya'da önemli gelişmeler bulunmaktadır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN19 NÜKLEER ATIK YÖNETİMİ

20 Nükleer güç santrallerin radyoaktif atıklarını saklama ve işleme işlevi genellikle 3 yöntem ile yapılır. Bu saklama ve işleme sistemleri aşağıdaki gibidir:  Sıvı radyoaktif atık sistemleri,  Gaz radyoaktif atık sistemleri,  Katı radyoaktif atık sistemleri.  Yakıt bir kere kullanıldıktan sonra depolamaya gönderilir. Daha ileri bir işleme tabi tutulmadan biyosferden izole edilir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN20 (DEVAM EDİYOR)

21  Dünyanın enerji kaynakları hızla azalmaktadır. Nükleer enerji, en etkin enerji tipi olarak bir potansiyele sahiptir.  Diğer taraftan, günümüzde, reaktör erimesi, açığa çıkan zararlı radyasyon gibi riskleri olsa da nükleer enerji, en güveniliri, en temizi, en ucuzu ve en verimlisidir.  Dünyanın enerji ihtiyacının yaklaşık %85 i kömür, petrol ve gazla karşılanmaktadır. Kömür hemen her yerde bulunmakta ve rezervler birkaç 100 sene sonra sona ermektedir. Bugünkü hızıyla kullanıldığında petrol rezervleri de birkaç 10 yıllık kadardır. Gaz rezervleri de birkaç 10 yılla sınırlıdır.  Bunun yanında fosil yakıtlı santraller, nükleer santrallere göre çevreyi daha çok kirletmektedirler. Üstelik, özellikle kömür-yakmalı santraller, çevreye daha çok radyoaktivite yaymaktadır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN21 NEDEN NÜKLEER ENERJİYİ KULLANMALIYIZ?

22  Nükleer enerji ekonomik açıdan değerlendirildiğinde, nükleer santralin işletmede kaldığı dönem boyunca işletme maliyetinin çok fazla değişmediği görülmektedir.  Nükleer santrallerde, inşaat süresinin uzun (5-7 yıl) ve güvenlik harcamalarının yüksek olması ilk yatırım maliyetini arttırmaktadır. Fakat nükleer santrallerde, işletme ve yakıt maliyeti yüksek değildir.  Yapılan çalışmalarda, nükleer santrallerde ilk yatırım maliyetinin toplam maliyet içerisindeki payının % seviyelerinde olduğu, doğal gaz yakıtlı kombine çevrim santrallerinde ise bu oranın % 20 olduğu bulunmuştur. Buna karşılık, elektrik üretim maliyeti içerisinde yakıtın payı nükleer santrallerde % 15’in altında iken, doğal gaz yakıtlı kombine çevrim santrallerinde ise bu oran % 60’ın üzerindedir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN22 NÜKLEER SANTRALLERİN KURULUM VE ÜRETİM MAALİYETLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

23  Doğal gaz, kömür gibi enerji yoğunluğu daha düşük olan kaynaklar için elektrik üretimi sırasında oluşabilecek yakıt fiyatlarındaki dalgalanmalar santral işletmecisini çok fazla etkileyecektir. Buna karşılık, nükleer yakıt fiyatlarında yüksek artış beklenmemektedir ve olabilecek artışlarda üretim maliyetlerini çok fazla etkilemeyecektir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN23 (DEVAM EDİYOR)

24  Nükleer enerji karşıtları, geçmişte yaşanılan nükleer santral kazalarını sürekli gündemde tutarak, kamuoyunu yanlış bilgilerle yönlendirmektedirler.  Nükleer enerjinin kullanılmaya başlamasından bugüne kadar önemli dört önemli nükleer kaza meydana gelmiştir yılında, ABD’de gerçekleşen Three Mile Island Kazasında, kısmi reaktör koru (kalbi) erimesine karşın, reaktör binası boşaltılarak, koruyucu kabuğun kapısı dışarıdan kapatılmıştır. Bu tedbirle, çevreye yayılacak radyasyon reaktör binasında tutulmuştur. Bu kazada, herhangi bir can kaybı yaşanmamış olup insan sağlığını olumsuz etkileyecek oranda da bir radyasyon çevreye yayılmamıştır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN24 NÜKLEER SANTRALLERE KARŞI OLANLARIN GÖRÜŞLERİ

25  26 Nisan 1986’da meydana gelen Çernobil Nükleer Santral Kazası, reaktör tasarımındaki hatalarla, güvenlik sistemlerinin devreden çıkarılması, işletme kurallarının dikkate alınmaması ve reaktörün kararsız duruma getirilmesi gibi bir dizi insan hatası sonucu meydana gelmiştir.  Diğer taraftan, Çernobil kazası, elektrik üretimi sürecinde değil, nükleer güvenlik kural ve gereklerine uygun olmayan koşullarda yapılan bir deney sırasında meydana gelmiştir.  Uzun yıllar önce yaşanmış olan Three Mile Island ve Çernobil kazaları, halk üzerinde olumsuz izlenim ve endişelere neden olmuştur. Bu iki kazanın oluşu ve çevresel etkileriyle ilgili yukarıda verilen ayrıntılar halk tarafından bilinmediğinden doğal olarak tepkilere neden olmuştur.  2011 yılında Fukuşima’da meydana gelen nükleer santral kazasının nedeni deprem ve ardından oluşan tusunamidir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN25 (DEVAM EDİYOR)

26  Nükleer enerji hakkında olumsuz görüş benimseyenler “güvenlik” ve “atıkların yok edilememesi” konusunu gündeme getirerek 1986’da meydana gelen Çernobil kazasını örnek gösteriyor.  Bu görüşü savunanlar, rüzgâr, güneş ve hidroelektrik santrallerin verimli kullanılması halinde nükleer enerjiye ihtiyaç kalmayacağını ileri sürmektedirler. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN26 (DEVAM EDİYOR)

27  Nükleer enerjiyi savunanlar, küresel ısınmadan dünyayı kurtarmanın en temiz yolunun nükleer santraller olduğunu ileri sürmektedirler. Fosil yakıtların çevreye daha çok zarar verdiğini, küresel ısınma, asit yağmurları ve ozon tabakasının delinmesine yol açtığını ileri sürmektedirler.  Nükleer enerjiyi savunan ülkeler, enerji politikalarında nükleer enerjiye dönmekte, ve büyük miktarda elektrik üretmek için nükleerden başka seçenek olmadığını ifade etmektedirler. Ukrayna’da Çernobil Nükleer Santrali’nin 4. ünitesinde meydana gelen kazadan sonra nükleer santrallerin kapatılması gündeme geldi ancak kapatılmadı. Çernobil’in bir ünitesi halen çalışıyor. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN27 NÜKLEER ENERJİYİ SAVUNANLARIN GÖRÜŞLERİ

28  Çernobil kazasından sonra geliştirilen “üçüncü ve dördüncü nesil reaktörler”, “güvenlik” ve “atık” problemini büyük ölçüde ortadan kaldırmaktadır.  Bu reaktörler, herhangi bir arıza veya sistemdeki yetersizliğin kazalara yol açmasını önlemek için “aktif kontrol” veya operatör müdahalesi gerektirmeyen, kendiliğinden güvenli özelliklere sahiptir.  Dördüncü nesil teknolojiler atık problemini de çözüyor. “Hızlandırıcı sürümlü sistemler” normal reaktörlerde üretilen atıkları yakma olanağı sağlıyor. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN28 (DEVAM EDİYOR)

29  Nükleer santral maliyeti kömürle çalışan santrallerde olduğu gibidir. Yapımı çok pahalı değildir.  Duman ya da karbondioksit üretmez, dolaysıyla sera etkisi yaratmaz.  Küçük miktardaki yakıttan büyük miktarda enerji üretir.  Küçük miktarlarda atık üretir.  Nükleer güç güvenilirdir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN29 NÜKLEER GÜCÜN AVANTAJLARI

30  Nükleer enerji, temiz, emniyetli ve güvenilirdir. Çevreyi oldukça kirleten fosil yakıtlarla yer değiştirmektedir.  İklim değişimi ile mücadele etmek için güneş ve rüzgara dayalı santraller kurmanın yanında nükleer güç de geliştirilmelidir. Hızlı bir şekilde fosil yakıtlarla değiştirilmelidir.  Yarının nükleer elektrik santralleri, taşınabilir elektrik makineleri olabilecektir. Bu santraller denizden temiz su ve hidrojen üreteceklerdir.  Bazı çevre organizasyonlarının nükleer enerjiye karşı çıkışlarının büyük bir hata olduğu yakın zamanda ortaya çıkması beklenmektedir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN30 (DEVAM EDİYOR)

31  Nükleer reaktörler, tıp ve endüstride kullanılan yararlı radyoizotopların üretilmesinde de kullanılırlar.  Kanser tedavisinde, boru kaynaklarının tahribatsız muayenesinde kullanılan Kobalt-60, tiroit bozukluklarının teşhis ve tedavisinde kullanılan İyot- 131, doktorların vücut içini görme amacıyla kullandıkları çeşitli tarayıcı cihazlarda kullanılan Teknesyum-99, akciğer havalanmasının ve kan akışının ölçülmesinde yararlanılan Ksenon-133, bu izotoplara örnek olarak verilebilir.  Nükleer santrallerde elde edilen fazla enerji ise, ev ve seralarımızın ısıtılması, tuzlu sudan içilebilir su elde edilmesi, petrol üretimi gibi alanlarda kullanılmaktadır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN31 (DEVAM EDİYOR)

32  Nükleer enerji üretiminde her ne kadar fazla atık üretilmese de üretilen atık çok tehlikelidir.  Nükleer atık gömülmeli ve radyoaktivitesi bitinceye kadar (binlerce yıl) orada saklanmalıdır. Saklandığı sürece, sellerden, depremlerden, teröristlerden ve başka şeylerden korunmalıdır.  Nükleer güç güvenilebilir fakat emniyet için çok miktarda maliyet gereklidir. Eğer bir şeyler yanlış gider ve nükleer kaza olursa çok ciddi hastalıklar olabilir.  Halk, nükleer güçle artan bir şekilde ilgilenmektedir. Nükleer güç, 1990 larda dünyada en hızlı gelişen güç kaynağı olmuştur te ise en yavaş gelişme olmuştur. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN32 NÜKLEER GÜCÜN DEZAVANTAJLARI

33  Nükleer enerji üretimi, tümüyle ele alındığında sera gazı salınımı konusundaki en temiz seçeneğidir.  Nükleer enerjinin iklim değişikliğine sebep olan atmosferdeki sera gazı yoğunluğunun azaltılmasındaki rolü büyüktür.  Günümüzde nükleer santraller, elektrik sektöründen kaynaklanan sera gazı salınımında yıllık olarak yaklaşık %17 azalmaya sebep olmaktadır. Bu santrallerin yerine fosil yakıtlı santrallerden elektrik elde edilmiş olsaydı her yıl 1.2 milyar ton karbon atmosfere verilecekti. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN33 NÜKLEER GÜCÜN ÇEVRE ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

34  Nükleer enerji üretimi sürecinde ortaya çıkan atıkların ve kullanılmış yakıtların yönetimi, gelecek nesillere fazla bir yük bırakmadan insan sağlığı ve çevrenin korunmasını amaçlamaktadır.  Ancak nükleer atıkların nihai depolanmasının uygulanmasına geçilememesi nükleer enerji açısından dezavantaj olmaktadır.  Enerji kaynaklarının gelecek nesiller için de yeterliliği, sürdürülebilir kalkınma açısından önemli bir konudur. Özellikle fosil kaynak rezervleri kısıtlıdır. Nükleer yakıt hammaddesi olan uranyum ve toryum rezervleri ise oldukça fazladır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN34 (DEVAM EDİYOR)

35  Türkiye Dünya ekonomisi ile hızlı bir entegrasyon süreci içinde olup sanayi sektörünü uluslararası alanda rekabet edebilecek bir düzeye çıkarma çabası içindedir. Bu da enerji talebinde de hızlı bir artışı beraberinde getirmektedir.  Enerjinin, zamanında, yeterli, güvenilir, rekabet edilebilir fiyatlardan, çevre kirliliği yaratmadan sağlanması önemlidir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN35 TÜRKİYENİN GENEL ENERJI POLİTİKASI

36  Nükleer enerji günümüzde temiz, küresel ısınmayı hızlandırarak sera etkisi yaratan gazlar (CO2) üretmeyen ve ekonomik bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Ayrıca, nükleer enerji dünya enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılan ana kaynaklardan birisidir.  ABD’de Three Mile Island (1979) ve Ukrayna’da Çernobil (1986) olaylarından bu yana geçen yaklaşık 30 yılda, nükleer enerji üretiminde, Uluslararası Nükleer Enerji Ajansına (AIEA) göre güvenlik konularında önemli adımlar atıldı ve yeni nesil teknolojilere geçildi. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN36 TÜRKİYE VE DÜNYADA NÜKLEER ENERJİNİN DURUMU

37  Dünyada toplam 450 nin üzerinde nükleer santral, dünya elektrik enerjisinin yaklaşık yüzde 17’sini üretmektedir. AB ülkelerinde nükleer enerjinin toplam enerji içindeki oranı yaklaşık yüzde 35’i bulmaktadır.  Avrupa’da en yüksek oran yaklaşık %80 ile Fransa’dadır. İsveç ve Slovakya’da bu oranlar %50 civarındadır.  Macaristan, Slovenya, Almanya ve Çek Cumhuriyeti gibi ülkelerde bu oranlar %30-%40 arasındadır.  Avrupa’da 50 nin üzerindeki ülkede yaklaşık 250 araştırma reaktörü ve yaklaşık 220 adet nükleer reaktör gemileri ve denizaltıları bulunmaktadır. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN37 (DEVAM EDİYOR)

38  Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın verilerine göre, hidrolik ve linyit potansiyelimizin tamamı kullanılsa bile yaklaşık GWh saat elektrik enerjisi üretmesi beklenmektedir.  2020 yılında üretilmesi gereken elektrik enerjisi miktarı GWh saat kadar tahmin edilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN38 TÜRKİYE’NİN ENERJİ DURUMU VE GELECEĞE YÖNELİK PLANLAR

39  2023 yılına kadar gerçekleştirilecek nükleer santral projeleri ile enerji ihtiyacımızın %9’u karşılanmış olacaktır.  Ayrıca, Türkiye’de bulunan linyit yataklarının kalori değerlerinin düşük olması nedeniyle meydana gelen çevre kirliliği ve sera gazı üretimi de uzun vadeli bir nükleer program ile azaltılabilecektir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN39 TÜRKİYE’DE NÜKLEER ENERJİ POLİTİKALARI

40  Mersin Akkuyu’da bir nükleer santral yapımı için de Rusya Federasyonu ile bir iş birliği geliştirilmektedir. Akkuyu Nükleer Enerji Santrali, Mersin Akkuyu'da inşa edilmesi planlanan tasarım dünya standartlarındaki nükleer güvenlik kriterlerini sağlamaktadır. Santral, 1200 MW 'lık 4 üniteden oluşacak ve 4800 MW'lık kurulu gücü ile tek başına Türkiye'nin elektrik üretiminin yaklaşık %6'sını karşılayabilecektir. Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN40 TÜRKİYE’DE YAILMASI PLANLANAN NÜKLEER ENERJİ SANTRALLARI

41  H. Aytekin, Çevresel radyoaktivite ders notları, BEÜ  H. Aytekin, Enerji kaynakları ve çevresel etkileri, 2016  S. K. Krane, Introductory Nuclear Physics, S.K. Krane, John Wiley and Sons, Inc., 1988; Çeviri editörü: Başar Şarer, Palme Yayıncılık, Ankara, 2001 (I. ve II. Cilt) Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN41 KAYNAKLAR


"FİZ 908 Nükleer Enerji ve Politikaları Ders Notları Prof. Dr. Hüseyin AYTEKİN 2016-2017." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları