ÇEVRESEL FELAKETLER ÇERNOBİL Öğr. Gör. Mehmet Ali ZENGİN

KONU BAŞLIKLARI Nükleer Santral Nedir, Nasıl Çalışır? Çernobil Nükleer Santral Kazası Reaktör hakkında Özet Bilgi Kazanın Oluşumu Deneyin Amacı Deneyin Adımları Olayın Kronolojik Sırası RBMK reaktörleri Sonuç Olarak Atmosfere Salınan Radyoaktivite Türkiye’ye Olan Etkileri Etkilenen Bölgeler Çernobil Sonrası Türkiye’de Kanser Oranları Kaynaklar

1. Nükleer Santral Nedir, Nasıl Çalışır ? Nükleer reaksiyon yardımı ile ortaya çıkan ısıdan elektrik üreten tesislere verilen isimdir. Bir nükleer santralden elektrik üretmekle, gaz veya kömür santrallerinden elektrik üretmek termodinamik olarak aynıdır. Aradaki fark ısı kaynağıdır. Tüm termik santraller da ısı kaynağı olarak kimyasal yanma enerjisi kullanılır. Nükleer santraller de “fisyon” yani parçalanma enerjisi kullanılır.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 26 Nisan 1986'da eski Sovyetler Birliğine bağlı Ukrayna'da bulunan Çernobil nükleer güç santralının 4. ünitesinde meydana gelen kazada, reaktör kalbinin tümü, binanın büyük bir bölümü hasar görmüştür. Bunun sonucu olarak büyük miktarda radyoaktif materyal çevreye yayılmıştır. 2.1. Reaktör Hakkında Özet Bilgi Çernobil nükleer santralı 4 adet RBMK-1000 tipi reaktör ünitesinden oluşmaktadır. Kazaya uğrayan 4. ünite 3 seneden beri çalışmaktaydı. 1000 MW e gücünde olan her bir ünitede 500 MW e 'lik ikişer adet türbin bulunmaktadır. Reaktör grafit yavaşlatıcılı ve kaynayan hafif su soğutmalı tiptendir. Grafit blokları arasından geçen ve içinde yakıt elemanlarının da bulunduğu 1661 adet dikine zirkonyum basınç tüpleri içinde kaynayan su, buhar ayırıcılarından geçtikten sonra kuru buhar olarak doğrudan türbinlere yollanmaktadır.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.2. Kazanın Oluşumu Santralın 4. ünitesi rutin bakıma alınacağı zaman, durdurma işlemleri sırasında güvenlik yönünden önemli olan elektrik kesilmesi ile ilgili özel bir deneyin yapılmak istenmesi nedeniyle kaza olmuştur. 2.3. Deneyin Amacı Nükleer güvenlik açısından tasarıma esas teşkil eden kazalardan biri, soğutucu kaybı kazası ile şebeke cereyanının kesilmesinin aynı anda meydana gelmesidir. Böyle bir durumda devreye girecek olan acil durum soğutma sisteminin pompaları normalde şebeke tarafından beslenir. Şayet şebeke de devreden çıkacak olursa, besleme bağımsız dizel jeneratörleri tarafından yapılır. Şebeke cereyanının kesilmesi ile dizellerin devreye girip pompaları beslemesi arasında 25 saniyelik bir gecikme vardır. Şunu da belirtmek gerekir ki, böyle bir kaza sonucu reaktör hemen durdurulur ve türbin jeneratörlerinin dönüşü volan ataletiyle yavaşlamaya başlar. Deneyin amacı, jeneratör volanlarının dönü enerjisinin acil durum soğutma pompalarını, dizel jeneratörleri devreye girene kadar istenen voltajda 25 saniye süreyle besleyip beslemeyeceğini test etmekti.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.4. Deneyin Adımları Reaktör gücünün 700-1000 MW th değerine düşürülmesi, Tüm buhar üretiminin iki türbinden birine yönlendirilmesi, Türbinlerden birinin devreden çıkarılması, Türbin-jeneratör sisteminin dönü enerjisini aktarmak için soğutucu pompalarının yük olarak kullanılması, Voltaj düşüşünün gözlenmesi. 2.5. Olayın Kronolojik Sırası 25 Nisan 01:00 reaktörün gücü düşürülmeye başlandı. 13:00'de reaktör gücü % 50'ye düşürüldü. Test gereği türbinlerden biri devre dışı bırakıldı, tüm buhar diğer türbine sevk edildi. Acil soğutma sistemi devreden çıkarıldı . Enerji ihtiyacı gereği reaktör bu durumda 9 saat çalıştırıldı. 23:10'da güç düşürülmesine devam edildi. 700 MW th 'a inilmeye başlandı.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.5. Olayın Kronolojik Sırası 26 Nisan 00:28 düşük güç değerinde lokal otomatik güç kontrolü zor olduğundan global otomatik güç moduna geçildi, ama güç durdurma ayarı 700 MW th 'a ayarlanmadığından güç seviyesi 30 MW th 'a düştü. Kalpteki buhar üretimi azaldı ve Ksenon konsantrasyonu yükseldi. 01:00'de işletme talimatlarının müsaade ettiğinden daha fazla sayıda kontrol çubuğu yukarı çekildi. Fazla reaktivite çok azaldığından reaktör ancak 200 MW th gücünde kararlı hale getirilebildi. RBMK reaktörlerinin bu güç seviyesinde çalışmaları güvenlik yönünden sakıncalı olmasına rağmen deneyin yapılmasına karar verildi. 01:03'te yedekte bekleyen 2 devridaim pompası devreye sokuldu. Fazlalaşan akış miktarı, buhar üretiminde azalmaya, buhar ayırıcılarındaki su seviyesinin düşmesine ve sistem basıncının azalmasına neden oldu. Buhar miktarının azalmasının oluşturduğu negatif reaktiviteyi karşılamak için kontrol çubukları daha da yukarıya çekildi. 01:19'da buhar ayırıcılarındaki su seviyesini yükseltmek için besleme suyu akış miktarı normal değerin üç misline çıkarıldı. 01:20'de soğutma kanalları içinde sıfıra yaklaşan buhar miktarı soğutucu sıcaklığını tüm kanal boyunca doyum sıcaklığına yaklaştırdı. 01:19:58'de sistem basıncını normale döndürmek için buhar baypas vanaları kapatıldı

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.5. Olayın Kronolojik Sırası 01:22:10'da buhar ayırıcılarındaki su seviyesinin normal değerine geldiğine karar verilip besleme suyu akışı ani olarak azaltılarak ısıl denge değerinin 2/3'üne indirildi. Zaten doyma sıcaklığına yakın olan soğutucu sıcaklığı yükseldi ve kanallarda kaynama başladı. 01:22:10'da aniden başlayan buhar üretiminin oluşturduğu pozitif reaktiviteye karşı güç seviyesini sabit tutabilmek için kontrol çubukları aşağıya çekildi. 01:22:45 buhar üretiminin yükselmesi durduruldu, sistem basıncı istenen değere getirildi. Nötron akısının kalbin yukarı kısımlarında birikme yaptığı, reaktörü acil olarak durdurmak için güvenlik kriterlerinin öngördüğünden daha az bir negatif reaktivitenin kaldığı tespit edildi. Bu durumda reaktörün hemen durdurulması gerekirdi, ancak deneye devam kararı alındı. 01:23:04'te deney için ayrılan 8 no'lu türbine giden buhar vanası kapatıldı. Zaten reaktörü otomatik durduran güvenlik sistemi de kapatıldığından sistem basıncı yükseldi, kalp içinden geçen soğutucu miktarı azalmaya başladı, bu da kaynamanın kanal girişinden itibaren başlamasına yol açtı.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.5. Olayın Kronolojik Sırası Bunun yanı sıra reaktör çalışma gücü ve termohidrolik bakımdan kararsız bir bölgedeydi. 01:23:21'de gücün yavaş olarak yükseldiği tespit edildi. 01:23:40'ta kumanda tablosunda acil durdurma sinyali yandı. Operatör reaktörü durdurma düğmesine bastı ve kontrol çubukları aşağıya doğru hareket etmeye başladı. 01:23:44'te güç seviyesi 4 saniye içinde nominal değerin 100 katına ulaştı. Kontrol çubuklarının düşme hızının yavaş olması güç yükselmesini önleyemedi. Gücün kontrolsüz olarak yükselişi sonucu yakıtlar aşırı ısındı, yakıt zarfı eridi, sıcak parçalar suyla temas ederek buhar patlamasına neden oldu. Patlamanın meydana getirdiği şok 1000 ton'luk reaktör kapağını kaldırdı, kontrol çubukları kalpten dışarı fırladı, kalp içindeki yakıtın yaklaşık % 30'u eriyip parçalandı. Birinci patlamanın ardından birkaç saniye sonra ikinci bir patlama oldu. Bunun sebebi tam olarak anlaşılamamakla birlikte, grafit-buhar etkileşmesi gibi bir takım kimyasal reaksiyonlar sonucu olabileceği görüşü öne çıkmaktadır.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.6. RBMK Reaktörleri RBMK tipi reaktörlerin tasarım yönünden zayıf tarafları şöyle özetlenebilir : İşletme yönünden karmaşık olup operatöre fazla iş düşer. Nominal çalışma gücünün % 20 ve altındaki değerlerde kararsızlık ve kontrol edilme zorlukları vardır. Kontrol çubukları hız ve reaktivite yönünden tüm kaza senaryolarını önleyebilecek şekilde tasarımlanmamıştır. Bilgisayardan gelen bilgileri kullanıp değerlendiren ve insan müdahalesini en aza indiren bir otomatik reaktivite kontrol sistemi yoktur. Rusların güvenlik felsefesinde insan faktörü otomasyona nazaran daha ön plâna alınmıştır. Bu durum, insan-makina etkileşmesini arttırmakta ve buna bağlı olarak insani hataların fazlalaşmasına yol.

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.7. Sonuç Olarak Yukarıda anlatıldığı gibi, insan hataları ve reaktör tasarımındaki olumsuz yönler kazanın oluşumunda çok büyük rol oynamıştır. Bir arabanın frenlerinin ve emniyet sistemlerinin çıkarılıp yokuş aşağı bırakılması gibi; bir deney yapmak uğruna, reaktörün emniyet sistemleri devreden çıkartılmış ve güvenlik felsefesinde belirlenen çalışma şartlarının dışına çıkılmıştır. Ayrıca, reaktör maliyetini etkilemesi sebebiyle, benzer tür reaktörlerde bulunan emniyet kabının bu reaktörde olmaması, reaktör kalbinin erimesiyle ortaya çıkan radyoaktivitenin çevreye yayılmasına sebep olmuştur. ABD'de bulunan TMI santralında buna benzer bir kaza olmasına rağmen, emniyet kabının bulunması sebebiyle çevreye herhangi bir radyoaktif sızıntı olmamıştır. Yani RBMK türü reaktörlerde emniyet kabının olmaması güvenlik açısından büyük bir eksikliktir. Bu tür reaktörlerde yavaşlatıcı olarak kullanılan grafit çubukların kaza sırasında yanması kazanın boyutlarını daha da büyütmüştür (diğer reaktörlerde yavaşlatıcı olarak grafit yerine su kullanılmaktadır).

2. Çernobil Nükleer Santral Kazası 2.8. Atmosfere Salınan Radyoaktivite UNSCEAR–2000 raporunda yapılan değerlendirmelere göre, Çernobil nükleer santral kazasının ardından radyolojik açıdan I-131(iyot) ve Cs-137(sezyum) genel toplumun ışınlanmasında en fazla payı olan radyonüklitlerdir. İyot, tiroit kanserinde etkili bir rol oynarken, sezyum bütün vücutta etkilidir. Zeminin radyoaktif kirliliği kuzey yarım küredeki hemen hemen bütün ülkelerde görülmektedir. Aşağıda şekil 3’te İngiltere Meteoroloji Ofisi tarafından yapılan bir model çalışması verilmiştir

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.1. Etkilenen Bölgeler Ülkemiz üzerinde bulutun geçişi sırasında şiddetli yağmur alan Bulgaristan ve Yunanistan sınırındaki Trakya Bölgeleri ile Doğu Karadeniz kıyıları Türkiye’nin en fazla radyoaktif kontaminasyona bağlı kalan bölgeleridir. Devlet Meteoroloji Enstitüsü’ nden alınan Türkiye yağış bilgileri ve ölçüm sonuçları dikkate alınarak; radyoaktif bulutun Türkiye üzerine 1 Mayıs 1986’da Trakya üzerinden ulaştığı, daha sonra Karadeniz kıyı şeridine yaklaşarak 2 Mayıs’ta Sinop üzerinden tüm Trakya ve Batı Karadeniz’i etkisi altına aldığı, 3 Mayıs’ta Güneydoğu Anadolu ve Doğu Anadolu dışındaki bölgeleri, 4 Mayıs’ta da tüm Türkiye’yi etkilediği, 5 Mayıs’taki bulutun Orta Karadeniz’den başlayarak Doğu Karadeniz kıyı şeridi boyunca Türkiye’nin doğusuna doğru ilerlediği ve 6 Mayıs’tan itibaren etkilerinin azalmaya başladığı değerlendirilmiştir.

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.1. Etkilenen Bölgeler Çernobil nükleer santral kazasının ilk etkileri 30 Nisan 1986 günü ülkemizin kuzeybatı (Trakya) bölgesi ve Karadeniz kıyılarında çevresel radyasyon düzeylerindeki yükselmeler ile gözlenmiştir. En yüksek radyasyon düzeyi Batı Karadeniz Bölgesi’ndeki Karasu’da ölçülmüştür.

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.2. Çernobil Sonrası Türkiye’de Kanser Oranları Özellikle Karadeniz bölgesinde olmak üzere Çernobil Nükleer Santrali kazasından sonra Türkiye’de kanser olgularında önemli bir artış olduğu şeklindeki söylemler dikkati çekmektedir. Kanserle Savaş Dairesi Başkanlığı’nın verilerine göre 1986 yılından sonra bölgelerde kanser insidansında belirgin bir artış görülmediği gibi; 2001 yılına kadar hiçbir bölgede Türkiye için beklenen yüz binde 120’lik insidans hızına ulaşılamamıştır. Tüm bölgeler için 1992 yılında insidansta azalma olmuştur. Kanser kayıtları incelendiğinde bu güne kadarki en yüksek kanser insidansı Ege bölgesinden ve 2001 yılında yüz binde 111.53 olarak bildirilmiştir. En düşük kanser insidansı ise Güney Doğu Anadolu Bölgesinden 1988 yılında ve yüz binde 2.79 olarak bildirilmiştir. Aşağıdaki şekilde Türkiye’de bölgelere ve yıllara göre kanser insidansı dağılımı görülmektedir(Grafik Kanserle Savaş Dairesi Başkanlığı yıllık verileri kullanılarak hazırlanmıştır).

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.2. Çernobil Sonrası Türkiye’de Kanser Oranları Şekil 1: Türkiye'de Bölgelere ve Yıllara Göre Kanser İnsidansı

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.2. Çernobil Sonrası Türkiye’de Kanser Oranları Kanser insidansında bölgesel farklılığa ek olarak il bazında da belirgin farlılıklar vardır. Çernobil Nükleer Santral kazası sonrası radyasyon bulutları ile diğer illere göre daha fazla radyoaktif maddelere sunuk kalmış ve kanser görülme sıklığında artış olması beklenen/artış olduğu söylenen seçilmiş bazı illerde görülen kanser insidansının yıllara göre değişimi Şekil 2’de sunulmaktadır (Grafik Kanserle Savaş Dairesi Başkanlığı yıllık verileri kullanılarak hazırlanmıştır). Şekil 2’de illerden bildirilen kanser insidanslarının ortak noktası yıllara göre insidanstaki belirgin dalgalanmalardır. Edirne 2001, Artvin 1995 ve Rize 1996 yıllarında en yüksek değere ulaşmıştır. Kanser insidansının arttığı düşünülen illerde bile Türkiye için beklenen yüz binde 120’lik değere ulaşılamadığı, yüz binde 100’ün altında kalındığı görülmektedir.

3. Türkiye’ye Olan Etkileri 3.2. Çernobil Sonrası Türkiye’de Kanser Oranları Şekil 2. Seçilmiş şehirlerde yıllara göre kanser insidansı

4. KAYNAKLAR Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (2006) Çernobil Serisi No:1, Ank:TAEK Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (2006) Çernobil Serisi No:2, Ank:TAEK Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (2006) Çernobil Serisi No:4, Ank:TAEK Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (2006) Çernobil Serisi No:5, Ank:TAEK Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (2006) Çernobil Serisi No:7, Ank:TAEK Çernobil Nükleer Kazası SonrasıTürkiye’de Kanser, Birinci Baskı, Nisan 2006 Türk Tabipleri Birliği Yayınları Türk Kanser Araştırma ve Savaş Kurumu (2006), “Türkiyede kanser istatistikleri”,Türk Kanser Araştırma ve Savaş Kurumu web sitesi, http://www.turkcancer.org/pdf/turkiye%20_istatistikleri-2.pdf