Televizyonlar, duman dedektörleri, fosforlu saatler, paratonerler ve lüks lambası fitilleri gibi bazı tüketici ürünleri az miktarlarda da olsa radyoaktif madde içerirler. Kömür ve fosfat kayaları uranyum, radyum, potasyum-40 ve toryum içerirler. Fosfatın gübre ve kömürün yakıt olarak kullanılması esnasında çevreye az da olsa belli bir radyasyon dozu verilir. Bu tür kaynaklardan maruz kalınan yıllık ortalama dozun dünya ortalaması 0.0005 mSv 't
Bilgisayar disklerinden, kaset ve CD'lerden tozun uzaklaştırılması,
Bebek pudralarının, bandajların, kozmetik ürünlerin ve kontak lens çözeltilerinin sterilizasyonunda (bu malzemelerin ışınlanması için genellikle Co-60 gama kaynağı kullanılmakta olup böylelikle bakterilerin ve bazı zararlı organizmaların yok edilmesi sağlanmaktadır ),
Kağıt, alüminyum folyo gibi pekçok ince malzemenin kalınlığının kontrol edilmesinde yine radyasyon kullanılmaktadır.
Ancak hiç bir tüketici ürününde her ne amaçla olursa olsun kullanıldıktan sonra radyasyon kalmamaktadır.
Radyasyonun tarım araştırmalarında ve uygulamalarında kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Radyasyonun bazı kullanım alanları ve faydaları şunlardır:
Radyoizotoplar daha besleyici, hastalıklara karşı daha dayanıklı ve daha yüksek verimli ürünlerin elde edilmesine yönelik çalışmalarda kullanılmaktadır.
Radyoizotop izleyiciler bitkilerin gübreyi nasıl soğurduğu ile ilgili bilgiyi vermekte olup gübrenin verilme sıklığını belirlemek amacıyla da kullanılmaktadır.
Ürünlerde böceklenmenin engellenmesinde ya da böcek popülasyonunun kontrol altına alınmasında radyasyondan yararlanılmaktadır.
Başarılı ürün elde etmek için bazı özel cihazlarla topraktaki nem miktarının ölçümü ve böylece sınırlı su kaynaklarının verimli kullanımı sağlanabilir.
Hayvancılık
Ülkemiz ekonomisinde hayvancılığın önemli bir yeri vardır. Hayvancılık sektörü sanayiye girdi sağlaması, istihdam olanakları yaratması, dış satımın artırılması ve en önemlisi topluma sağlıklı, yeterli ve dengeli beslenme olanakları sağlaması yönünden önemli işlevleri yerine getirmektedir.
Nükleer enerjinin barışcıl amaçlarla kullanımı programı kapsamında Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) ile Dünya Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) tarımsal ve hayvansal üretimin artırılması, gıda ve yem kaynaklarının verimli kullanımı, toplumun gıda güvenliğinin sağlanması konularında yapılan araştırmaları desteklemektedir. Bugüne kadar nükleer tekniklerin kullanımı ile hayvancılıkta birçok gelişme kaydedilmiştir. Hayvancılıkta kullanılan nükleer teknikler diğer tekniklerle kıyaslanamayacak kadar duyarlı ve özgün olmakta, sonuçlar kısa sürede alınmakta, doğru ve kesin olmaktadır.
Nükleer teknikler hayvancılığın iyileştirilmesi ve hayvansal üretimin artırılmasında geniş çapta uygulama alanı bulmaktadır. Radyoizotop işaretleme tekniklerinin kullanılmasıyla hayvan beslemede, hayvansal üremenin izlenmesinde ve hastalıkların teşhisinde çok önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Uygulamada kullanılan nükleer teknikler iki ana grupta toplanabilir. Birincisi, maddelerin (yem, biyolojik madde vb.) kimyasal ve fiziksel özelliklerini değiştirmeden radyoizotoplarla işaretleme yapılarak kullanılan izleme tekniği, diğeri ise, maddelerin bazı özelliklerini modifiye etmek için uygulanan ışınlama tekniğidir.
• Radyoizotoplarla işaretleme ve izleme tekniği:
İzotoplar çiftlik hayvanlarının beslenmesi konusunda, besin maddelerinin, vitamin, mineral gibi katkı maddelerinin metabolizmada izlediği yol, kullanımı, emilimi, depolanması, atılımı gibi konularda bilgi edinilmesini sağlarlar. Radyoizotoplarla işaretlenen vücut metabolitlerinin veya yemlerin metabolizma süresince izlenmesi sonucunda elde edilen bulgular hayvan yemlerinin süt ve ete dönüşmesini sağlayacak önemli ipuçlarını en iyi şekilde verirler. Bu çalışmalar hayvan yetiştiriciliğinde gelişmeyi ve karlılığı sağladıkları gibi tüketici sağlığının korunması için vazgeçilmez unsurlar taşırlar.
Hayvancılık stratejilerinin geliştirilmesinde radyoizotopların kullanıldığı önemli bir alan da üreme fizyolojisidir. Çiftlik hayvanlarının üreme performansının artırılması ve üremenin kontrolü vücut dokularında çok düşük miktarlarda bulunan hormonların tayini ile mümkün olmaktadır. Radioimmunoassay (RIA) üreme hormonlarının tayinininde kullanılan duyarlı ve özgün bir tekniktir. Bu teknikte hormon (antijen) veya hormona karşı üretilen antikor radyoizotoplarla işaretlenir, oluşan antjen -antikor kompleksinin radyoaktivitesi uygun sayım yöntemi ile belirlenerek hormon miktarları bulunur. Bu tekniğin uygulanmasında hayvandan alınacak çok az miktardaki kan veya süt örneği kullanılır. RIA, hayvanların gebeliğe hazır olup olmadıkları, erken gebeliğin tayini, üreme hastalıklarının teşhisi ve suni tohumlama zamanının belirlenmesi gibi birçok konuda karar vermeyi sağlar. RIA ayrıca diğer birçok alanda teşhis ve izleme tekniği olarak güvenle kullanılmaktadır.
Özellikle zoonoz öneme sahip hastalıkların teşhisinde, kontrol ve eradikasyonunda kullanılan RIA ve diğer ileri teknikler ( Enzyme - Linked Immunosorbent Assay - ELISA ve Enzymeimmunossay - EIA ) hayvancılık, toplum sağlığı ve sosyo -ekonomik gelişme açısından önem taşımaktadırlar. Bu testler vücut sıvılarında çok az miktarda bulunan hastalık etkenini veya hastalık etkenine karşı oluşan antikorları belirleyerek hastalıkların epidemiyolojisi , teşhis ve tedavisi konusunda önemli bilgiler vermektedirler.
Fakat su sinekleri çok küçük ve hafif olduklarından su üzerinde batmadan ve ıslanmadan durabilirler. bu durumda bize suyun üzerinde bir zar tabakasının varlığını göstermektedir...buda suyun yüzey gerilimidir...teşekkürler su hanım....
Radyasyon endüstriyel alanda oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Örneğin, X ve gama ışınlarından yararlanılarak röntgen filmleri çekilen endüstriyel ürünlerin (borular, buhar kazanları, her türlü makine aksamları, vs.) herhangi bir hata içerip içermediği tespit edilebilmektedir. Bu işlemler, özel olarak imal edilmiş X ışını üreten veya gama ışını yayan radyoizotop içeren cihazlarla yapılmaktadır. X ışını ile yapılan çalışmalar X ışını grafi, gama ışınları ile yapılan çalışmalar ise gama grafi olarak, her ikisi birden radyografi olarak adlandırılırlar.
Radyografi çalışmalarının yanısıra yine birçok sanayi ürününün (demir, çelik, lastik, kağıt, plastik, çimento, şeker, vs.) üretim aşamasındaki seviye, nem ve yoğunluk ölçümleri radyasyondan yararlanılarak yapılmaktadır.
Tek kullanımlık atılabilir tıbbi malzemelerin özel tesislerdeki radyasyonla sterilizasyonu (mikroorganizmalardan arındırılması), klasik sterilizasyon yöntemlerine göre kıyaslanmayacak derecede başarılı ve çok daha güvenilir olarak gerçekleştirilmektedir. Yine benzer tesislerde yapılan gıda ışınlamaları ile gıdaların daha uzun süre dayanmaları sağlanmaktadır.
Radyasyonun zirai alanlarda kullanılması genellikle tohum ıslahı şeklinde olmaktadır. Radyasyondan yararlanılarak mutasyona uğratılan tohumlar daha verimli ve dayanıklı hale getirilmektedirler.
Akarsularda debi ölçümü, barajlarda su kaçaklarının tespiti, yeraltı sularının hareketlerinin takibi gibi diğer endüstriyel uygulamalar radyasyon sayesinde hem daha ucuz hem de daha kolay bir şekilde yapılmaktadır. Radyasyonun bu alanlarda kullanılması sonucu halkın maruz kaldığı yıllık ortalama dozun dünya ortalaması sadece 0.001 mSv civarındadır.
Radyasyonun tarihi insanlık tarihi kadar eskidir. Buna rağmen radyasyonun bilim adamları tarafından araştırma ve incelemelerde bir araç olarak kullanımları, günümüzden yaklaşık yüzyıl öncesine, yani x-ışınlarının keşfedildiği döneme rastlar. Ancak radyasyon teknolojisinin doğuşu, radyasyon kaynaklarının kontrollü bir şekilde üretilmeye ve ticari olarak temin edilmeye başlandığı 1940 dönemlerine denk gelir.
Günümüzde dünya nüfusu 6.5 milyara ulaşmıştır. Yılda yaklaşık 80-100 milyon civarında bir artış gerçekleşmektedir. Buna bağlı olarak çevre korunması ve yeni teknolojilerin geliştirilmesi gibi evrensel sorunlar karşımıza çıkarmaktadır. Artan gıda ve enerji tüketiminin karşılanması ve yaşam standardının yükseltilmesi yanında çevre dostu (alternatif) teknolojilerin geliştirilmesi kaçınılmaz olmuştur. Teknolojinin gelişimine paralel olarak toplumdaki çevre bilincinde de gelişim gözlenmiştir. Her yeni teknolojinin çevre ve doğa dostu olmasına özen gösterilmesini sağlayacak bir baskı unsuru oluşmuştur. Bu baskı sonucu, yeni arayışlar içerisine giren bilim adamları radyasyon ve izotopların kullanımıyla bir çok ileri ve çevreye duyarlı teknolojiler geliştirmişlerdir. Bu tür teknolojiler kullanılarak, otomobil lastiklerinden yiyeceklere, telefon kablolarından baca gazlarına, ambalaj sanayiinde kullanılan plastik filmlerden hastane gereçlerine kadar yüzlerce değişik özellik, yapı ve görünüşteki malzemeler ışınlanmaktadır. Böylece diğer mevcut teknolojilere göre kimyasal madde ve ısıl işlem gereksinimi en aza indirilmiş olmaktadır. Dolayısıyla günümüzün en önemli sorunlarından biri olan çevre kirletici etki, radyasyon teknolojisinin kullanımı ile minimum seviyede tutulmaktadır. Radyasyon terminolojisinin zihinlerdeki ürkütücülüğüne rağmen bu teknoloji, pratikte;
. son derece güvenli kullanılabilmesi,
. iş kazası riskinin minimum olması,
. ürün kalitesini artırması,
. çok özel özelliklere sahip ürünlerin üretilebilmesi,
. enerji verimliliği,
. ekonomik oluşu ve
. çevre ile uyumluluğu nedeniyle endüstride yaygın bir kullanım alanı bulmuştur.
Ülkemizde Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK), ilgili kanunları çerçevesinde radyasyon teknolojisinin gelişimi, kullanımı, tanıtımı ve halkın aydınlatılması görevini üstlenmiştir. Bunun yanında, çevre dostu olan bu teknolojinin gelişimi için endüstriyel ve bilimsel projelere de katkı sağlamaktadır.
TAEK bu konudaki ilk endüstriyel girişimini 1990 yılında Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) ile birlikte başlatmıştır. Bu girişimini, Türkiye'de Ankara Nükleer Tarım ve Hayvancılık Araştırma Merkezi bünyesinde, tek kullanımlık tıbbi malzemelerin sterilizasyonunda kullanılan çevre kirletici özelliğe sahip etilen oksit gazı sterilizasyonuna alternatif olarak,
. hiçbir kalıntı ve atık bırakmayan,
. tamamen çevre dostu
radyasyonla sterilizasyon tesisinin kurulması sırasında gerçekleştirmiştir.
TAEK, radyasyon teknolojisi konusundaki çalışmalara; öncülük etmiş, gelişimini sağlamış, yerli üreticilere hizmet ve eğitim vermiş ve özel sektörün bu temiz ve çevre dostu teknolojiye ilgi duymasını sağlayarak, yatırım yapmasını özendirmiştir. İlerleyen yıllarda da baca gazları, içme suyu ve endüstriyel atık suların radyasyon teknolojisiyle arıtılması gibi çevre ve doğanın korunmasına yönelik projelere öncelik vererek, destek sağlamıştır.
TAEK halen IAEA ile işbirliği içerisinde yürütülen çalışmalar doğrultusunda endüstriyel atık suların (kağıt, tekstil ve kimya sanayi atık sularının) radyasyon teknolojisiyle arıtılması çalışmalarına devam edilmekte ve laboratuvar düzeyinde yürütülen çalışmaların, endüstriyel seviyeye taşınmasına çalışılmaktadır. Böylece minimum düzeyde kimyasal madde kullanımıyla arıtma işleminin gerçekleşmesi hedeflenmektedir.
TAEK'in bu ve benzeri projelere verdiği destek; diğer kamu kurum, kuruluş ve üniversitelere örnek oluşturduğu gibi Avrupa Birliği'ne girme aşamasındaki Türkiye'nin birlik çevre kriterlerini sağlayan alternatif çevre dostu teknolojilerin geliştirilmesine katkı sağlamakta, çevre, atmosfer ve ozon tabakasının korunması gibi evrensel problemlerin çözülmesine yardımcı olmaktadır.
Nükleer Güç Santralı / Reaktörü Nedir?
Nükleer Enerji ve Reaktörler - Nükleer Reaktörler
Bir nükleer santraldaki sistemler konvansiyonel güç santralları ile aynı mantıkla çalışırlar. Isı enerjisinin üretildiği kısımda elde edilen buharın türbin-jeneratörü döndürerek elektrik üretilmesi felsefesi, temel olarak nükleer santrallarda da aynıdır. Nükleer santrallar ısı üretmek için nükleer reaksiyonu kullandıkları ve bunun sonucunda çevreye salınmaması gereken radyoaktif maddeler ürettikleri için, bazı ek sistemler kullanırlar. Örneğin, bir çok nükleer santralda nükleer yakıtı barındıran yakıt tüpleri arasından ısınarak geçen su, doğrudan türbine gönderilmeyip, türbin için buhar üretilen ikinci bir çevrimi ısıtmak için kullanılır. Bununla ilgili sistemlere Birincil (Soğutma) Sistem(i) adı verilir. Şekilde görülen sistem, tipik bir "basınçlı su reaktörü"ne aittir.
İkincil sistem ise birincil soğutma sistemindeki ısıyı alarak türbin-jeneratörü döndürmek için gerekli olan buharın üretilmesi için kullanılan sistemdir.
Her iki sistem de kapalı birer döngü oluşturmuşlardır.
Soğutma sistemi ise ikincil sistem içinde yer alan yoğuşturucuyu soğutmak için kullanılır. Bu sistemde sıcaklığı yoğunlaştırıcıya göre daha az olan, deniz, göl veya ırmaklardaki su kullanılır. Suyun bolca bulunmadığı yörelerde ise bu sistemin içinde soğutma kulelerinden faydalanılır.
Nükleer santrallar, birincil sistemlerindeki farklılıklara göre değişik şekillerde adlandırılırlar. Dünyadaki 400 den fazla sayıda nükleer santralın yaklaşık olarak yarısı "basınçlı su reaktörü"dür. Basınçlı su reaktörlerininde, birincil sistem yaklaşık 150 atmosferlik bir basınç altında tutularak, içinde bulunan suyun yüksek sıcaklıklara kaynamadan çıkarılması sağlanmıştır. Buna ek olarak "kaynar sulu", "basınçlı ağır sulu" reaktörler de en çok kullanılan nükleer santral tipleridir.
PWR tipi reaktör tasarımı, ABD donanmasının nükleer denizaltı yapım programı sırasında düşünülmüştür. İlk prototip olan STR MARK-I reaktörü 1953 Mart'ında kritikliğe eriştikten 2 yıl sonra, 1955 Ocağında ilk nükleer denizaltı Nautillius denize indirilmiştir. Bugün, dünyada ticari olarak en yaygın kullanılan reaktör sistemidir.
%2,5 ila %3 oranında zenginleştirilmiş uranyum yakıtla çalışır.
Üretilen enerji birincil devre soğutucusu (hafif su) vasıtasıyla reaktör kalbinden çekilir. Reaktöre giriş sıcaklığı 290 oC ve çıkış sıcaklığı 330 oC civarında olan, soğutucu, kaynamaması için atmosfer basıncının 150 katı basınç altında tutulur.
Bu suretle çekilen enerji, buhar üreticileri vasıtasıyla ikincil devreye aktarıldıktan sonra soğutucu birinci devre pompası tarafından reaktör kalbine geri gönderilir.
İkincil devreye aktarılan ısı enerjisiyle üretilen buhar, türbin-jeneratör biriminde elektrik üretir.
Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen ikincil devre soğutucusu yeniden buhar üreticisine gönderilir.
Reaktör kontrolünde ve kapatmada kullanılan kontrol çubukları, sistem basıncını ayarlayan basınçlayıcı ve bir kaza durumunda reaktör kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir.
Dünyada elektrik enerjisi üreten reaktör tipleri arasında basınçlı su reaktörlerinden sonra en yaygın olarak kullanılan Kaynar Sulu Reaktörlerin (BWR) ticari amaçlı ilk örneği olan 180 MWe gücündeki Dresden-1 reaktörünün yapımına, General Electric firması tarafından 1957 yılında başlanmış ve bu reaktör 1961 yılında işletmeye alınmıştır.
% 3 civarında zenginleştirilmiş UO2 yakıt kullanır.
Üretilen enerjinin çekilmesi giriş sıcaklığı 275oC, çıkış sıcaklığı 290oC civarında olan, atmosfer basıncının 70 katı basınç altında tutulan soğutucu (hafif su) vasıtasıyla sağlanır;
Belli bir oranda buharlaşan soğutucu, nem ayırıcı ve kurutuculardan geçtikten sonra taşıdığı ısı enerjisi türbin-jeneratör biriminde elektrik enerjisine dönüştürülür.
Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen soğutucu yeniden reaktör kalbine gönderilir.
Reaktör kontrolünde ve kapatmada kullanılan kontrol çubukları, kalp içerisinde düzgün bir ısı dağılımı sağlamakta kullanılan kalp içi çevrim pompaları ve bir kaza durumunda reaktör kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir.
Ağır sulu reaktörler, tasarımlarında, fiziksel ve termodinamik özellikleri suya çok benzeyen ancak nötronik özellikleri farklı olan ağır suyu (D2O) soğutucu ve yavaşlatıcı olarak kullanan reaktörlerdir. Ağır suyun nötron yavaşlatma gücünün normal sudan daha iyi olması ve soğurma özelliğinin daha az olması ile bu tip reaktörlerde yakıt olarak doğal uranyumun kullanılmasına olanak verir. Ağır sulu reaktörler içinde en çok tercih edilen tip Basınçlı Ağır Su Reaktörleridir (PHWR Pressurized Heavy Water Reactor). Bu reaktörlerde soğutucu, PWR'lerde olduğu gibi basınç altında tutularak kaynaması önlenir. Basınçlı Ağır Su Reaktörlerinin en yaygın olarak kullanılan tipi CANDU (Canadian Deuterium Uranium)'dur.
CANDU reaktörü, basınç tüpü tasarımına sahip bir PHWR'dir. Reaktör kazanı kalandria adı verilen büyük silindir şeklinde bir tanktır. Bu tankın içinden yakıt kanalları adı verilen birkaç yüz tüp geçer. Yakıt kanallarına yakıt demetleri yerleştirilir. Bunlar kaynamanın engellenmesi için atmosfer basıncının 100 katı basınç altında tutulan ağır su soğutucu ile soğutulur.
Soğutucu, önce yakıt kanallarına, buradan buhar üreteçlerine pompalanır. Buhar üretecinde enerjisini bırakarak çıkan soğutucu başka bir kanaldan ve ters yönden yeniden reaktör kalbine gönderilir ve buradan çıktıktan sonra diğer buhar üretecine gider.
Elektrik üretimi sistemin ikincil bölümünde PWR reaktörüne benzer şekilde gerçekleşir.
Önemli sistem bileşenleri arasında basınçlayıcı, yakıt değiştirme makinası, 2 farklı kapatma sistemi ve acil durum kalp soğutma sistemi sayılabilir.
Sistem doğal uranyum kullanacak şekilde tasarlanmıştır ve yakıt değiştirme makinası vasıtasıyla reaktör çalışırken yakıt değiştirilebilmektedir.
Gelişmiş Reaktörler geleneksel ticari reaktörlerde,
Yatırım maliyetini düşürmek, inşa süresini kısaltmak,
Tasarımı basitleştirmek ve işletme dalgalanmalarına dayanıklı hale getirmek ve işletimi kolaylaştırmak,
Yüksek kullanılırlık sağlamak ve tesisi ömrünü uzatmak ( ~60 yıl),
Kalp erime olasılığını düşürmek, çevresel etkileri azaltmak,
Yüksek yanma oranlarına ulaşarak kullanılan yakıt miktarını ve dolayısıyla ve atık miktarını azaltmak,
Yakıt ömrünü uzatmak amacıyla gerçekleştirilen tasarımlardır.
Geliştirildiği Ülke: İsveç
Tip: Gelişmiş Basınçlı Su Reaktörü Geliştirildiği Ülke: Fransa,Almanya
Tip: Gelişmiş Basınçlı Su Reaktörü
Gelişmiş tasarımların ilk grubu "3. Nesil Reaktörler" diye isimlendirilir ve ilk örnekleri 1996 yılından itibaren ticari işletmeye başlamışlardır. "4. Nesil Reaktörler" grubu henüz kavramsal tasarım aşamasındadır.
3. ve 4. nesil reaktörlerin geleneksel ticari reaktörlerden en büyük farklılığı, herhangi bir arıza veya sistemlerdeki yetersizliğin kazalara yol açmasını önlemek için aktif kontrol veya operatör müdahalesi gerektirmeyen, yerçekimi, doğal dolaşım ve yüksek sıcaklıklara dayanma gibi pasif veya kendiliğinden güvenli özelliklere sahip olmalarıdır.
Yenilikçi reaktör tasarımlarından biri olan gaz soğutmalı reaktör çalışmaları 1950lerde başlamış, bazı başarılar sağlanmıştır (MAGNOX, AGR, AVR, THTR). Gaz soğutmalı reaktörlerde, nükleer yakıtlarda üretilen enerji gaz formundaki akışkan kullanılarak çekilir. Nötronların yavaşlatılması için grafit kullanılır. Malzeme ve Gaz türbini teknolojisindeki gelişmeler, bunları kullanan yenilikçi tasarımlarla yeniden cazip hale gelmiştir. Bu tasarımlar
Yüksek çalışma sıcaklığı,
Yüksek Verim
Proses ısısı üretimi
Geliştirilmiş güvenlik,
Kendiliğinden güvenli sistemler
Basitleştirilmiş güvenlik sistemleri
Çevre dostu tasarım,
Kaynakların verimli kullanımı
Daha az atık üretimi
Modüler tasarıma yatkınlık ve
Değişik yakıt çevrimlerine yatkınlık (Th, Pu) özellikleriyle dikkat çekmektedirler.
Gaz soğutmalı reaktör tasarımlarında yakıt elemanı olarak küresel veya prizmatik yakıt kullanılmaktadır. Küresel yakıt elemanlarında, çok küçük yakıt zerreleri halinde olan UO2, pirolitik karbon (düşük ve 2 adet yüksek yoğunluklu olmak üzere 3 katman) ve silikon karbid'den oluşturulan toplam 4 katman arasındadır (Şekil 1).
Şekil 1. Gaz Soğutmalı Reaktör Yakıtları - TRISO Parçacığı ve Küresel Yakıt
Prizmatik yakıt elemanları ise, yine çok küçük UO2 tanecikleri ile doldurulan silindir yakıt çubuğu, grafit bloklar içindeki kanallara yerleştirilerek yapılır (Şekil 2).
Şekil 2. Gaz Soğutmalı Reaktör Yakıtları - Prizmatik Yakıt
Gaz soğutmalı reaktörler modüler tasarım özelliklerine sahiptir. Böylece tesis bileşenlerinin fabrikasyon üretimi ve paralel kurulum imkanı sağlanmaktadır. Bileşenlerinin taşınma kolaylığı ve çabuk montaj avantajlarıyla birleşince bu özellikler gaz soğutmalı reaktörlere ekonomik avantajlar sağlamaktadır. Modüler tasarım özelliği, bu tesislerin uygun görülen yerlerde istenen miktarda kurulabilmesine ve bir modülün kurulumu devam ederken diğer modüllerde elektrik üretimi yapılabilmesine de imkan verir
İleri Reaktörler
Nükleer Enerji ve Reaktörler - Nükleer Reaktörler
Dünyada yeni nükleer santraller kurulmasına olumsuz etki yapan üç temel husus bulunmaktadır. Bunlar:
Ekonomi: Yeni nükleer santraller rekabet ettikleri kombine çevrim doğal gaz santralleri gibi diğer enerji kaynaklarından daha ucuza üretim yapabilmeli ve özellikle yatırım maliyetleri azaltılmalıdır.
Halkın kabulü: Three Mile Island ve Çernobil kazaları pek çok ülkede nükleer santrallere duyulan güveni sarsmıştır.
Radyoaktif atık: Radyoaktif atık sorununun çözümü belli olmakla birlikte, henüz hiç bir ülke yüksek seviyeli radyoaktif atıkların nihai depolanması konusunda endüstriyel ölçekte bir tesisi hayata geçirmemiştir.
Bu durumda nükleer enerji üretiminde kullanılmak üzere kullanılacak yeni nesil (veya yenilikçi) reaktör/yakıt çevrimleri teknolojileri ekonomik olarak diğer enerji üretim tesisleri ile rekabet edebilir, mevcut reaktörlerden daha güvenli ve ortaya çıkan (özellikle yüksek radyoaktivite seviyeli) atıkların yönetimi konusunda kamuoyunun ikna edilebildiği teknolojileri kullanan reaktör/yakıt çevrimleri teknolojileri olmalıdır. Bunu sağlayabilmek için ileri reaktör tasarımları geliştirilmiş ve bunların bazılarının ticari olarak kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi çalışmaları devam etmektedir.
İLERİ REAKTÖRLER
Mevcut reaktör tasarımlarının çeşitli özelliklerinin geliştirilmesi ile ortaya çıkan yeni tasarımlar ileri reaktörlerdir. İleri reaktörler aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır.
· Evrimsel Tasarımlar : Mevcut tasarımlardan çok büyük sapmalar içermezler sadece belli özellikler geliştirilmiş ve yeni teknolojiler kullanılmıştır.
· Yenilikçi Tasarımlar : Büyük değişiklikler ve kavramsal yenilikler içerirler ve genellikle bir pilot tesis ile yapılan yeniliklerin ispatlanması gerekir.
Evrimsel tasarımlar ticari olarak kurulup işletilmekle birlikte henüz ticari olarak bir yenilikçi reaktör tesisi kurulmamıştır. Ancak;
· Enerji Piyasalarındaki Değişimler
Yüksek Kapital Maliyet 1500-3000 USD/kW
Makul kurulum süresi
Doğal gazla rekabet
· Halkın Kabulü
Daha fazla güvenlik
Daha ucuz elektrik
Daha az atık
Çevre dostu teknoloji
· Sürdürülebilir Kalkınma
Kaynakların verimli kullanılması
Atık sorununun çözülmesi gibi faktörlerde nükleer santraller lehinde gelişmeler beklenmesi nedeniyle yenilikçi reaktörlere olan ilginin ve ihtiyacın daha hızlı artacağı öngörülmektedir.
1 - Türkiye'nin Trakya Bölgesi 26 Nisan 1986 tarihinde meydana gelen Çernobil Nükleer Santral kazasından, kazadan bir hafta sonra, 3 Mayıs 1986 tarihindeki sağanak yağmur nedeni ile etkilenmiştir. Doğu Karadeniz Bölgesinin etkilenmesi ise 7-9 Mayıs tarihlerinde olmuştur. Kazanın ilk etkileri 30 Nisan 1986 günü ülkemizin kuzey-batı (Trakya) bölgesi ve Karadeniz kıyılarında çevresel doğal radyasyon düzeylerindeki yükselmeler ile gözlenmiştir.
Bölgenin normal koşullarda 8-10 mikro röntgen / saat olan doğal radyasyon düzeyi 4-5 Mayıs günleri 30-50 mikro röntgen/saat düzeyine ulaşmıştır. En yüksek radyasyon düzeyi 150 mikro röntgen/saat olarak Batı Karadeniz kıyısındaki Karasu'da ölçülmüştür.
Kazanın hemen ardından doğal radyasyon düzeyindeki yükselmelerin tespit edilmesi üzerine Kurumumuzca ülke çapında bir radyasyon ölçüm programı başlatılmıştır. Bu program çerçevesinde Ankara ve İstanbul'daki Merkezlerimizce başta Trakya bölgesi olmak üzere ülke genelinde çevresel örneklerin ve besin maddelerindeki radyoizotopların analizleri yapılmıştır.
Bu ölçüm sonuçlarına göre temel gıda maddeleri olan et, süt ve mamulleri, sebze ve meyveler, baharatlar denetim altına alınmıştır. Buna paralel olarak; ülkemize ithal edilen tüm gıda maddeleri ile diğer gıda katkı maddelerine gümrüklerde yapılan radyasyon kontrolleri sonucunda yurda giriş izni verilmiştir.
Radyasyondan etkilenen bölgelerde üretilen süt haricindeki tüm gıdaların AET limitlerinin altında radyoaktivite ihtiva ettiği tespit edilmiş, I-131 ile kontamine olmuş sütler ise tüm Avrupa ülkelerinde olduğu gibi peynir yapılarak I-131 tamamen yok oluncaya kadar bekletilmiştir (İyot-131'in yarı ömrü 8 gündür.).
Mera hayvanlarının taze otla beslenmeleri engellenerek, saman suni yem gibi gıdalarla beslenmeleri sağlanmıştır.
Doğu Karadeniz Bölgesinde üretilen fındıklarda; sıfırdan başlayarak AET ve Dünya Sağlık Teşkilatı sınırları civarında radyoaktivite tespit edilmiştir. Az bir miktar fındıkta ise bu sınırın aşıldığı belirlenmiştir. Ülkelerin ithalatlarında uyguladıkları sınırların birbirinden çok farklı olması dikkate alınarak, fındıklar aktivitelerine göre tasnif edilerek ihraç edilmiştir.
Çay ürünlerinde ise; Kurumumuzca yapılan hesaplamalar ve AET kriterlerine göre, insan sağlığına zarar vermeyecek bir limit belirlenerek, çay paketleme fabrikalarında kurulan ölçüm sistemlerinde aktivitelerine göre tasnif edilerek 12500 Bq/kg'lık limiti aşan çaylar Çay Kurumuna ait depolarda Kurumumuzun gözetimi ve denetiminde muhafaza altına alınmıştır. Bu miktar 58000 ton civarındadır. Daha sonraki tarihte bu çaylar çay fabrikalarının bahçesinde hazırlanan yerlere gömülmüştür.
2- 1987 çay ürünlerinde aktivite düzeyi 3000 Bq/kg'ın altına düşmüştür. 1988 yılında 450-500 Bq/kg civarında, 1989 yılında ise 150-300 Bq/kg, 1990 yılı ve daha sonraki yıllarda ise bu değerler daha da azalmıştır. Ölçüm sonuçları 1988 ve 1989 yıllarında fındık, sebze ve meyve, et, deniz ürünlerindeki aktivite değerlerinin doğal düzeyde olduğunu göstermiştir. Kazadan sonra başlatılan ölçümler TAEK tarafından düzenli olarak sürdürülmektedir.
3- Çernobil sonrası değerlendirmeler yapmak üzere başlatılan DPT projeleri çerçevesinde de Doğu Karadeniz ve Trakya Bölgesi topraklarında, deniz suyu ve sedimentlerinde, bu yörelerde üretilen çeşitli gıda maddelerinde araştırmaya yönelik ölçümler ve aynı proje çerçevesinde özellikle Doğu Karadeniz ve Trakya Bölgesinde seçilen gruplarda Tüm Vücut Sayım Sistemi ile kişisel taramalar yapılmıştır. TAEK ulusal ve uluslararası pek çok çevre projesini yürütmektedir.
4- Ayrıca, Çernobil'in etkilerinin değerlendirilmesi amacıyla çeşitli ülkelerin ulusal ve uluslararası organizasyonları tarafından başlatılan çalışmalar kapsamında ülkemiz de verileri ve değerlendirmeleriyle yer almaktadır.
5- Yukarıda da belirtildiği gibi, bugüne kadar yapılan ölçümlerde en yüksek ölçümler 1986 yılına ait değerlerdir. 1987 yılından itibaren ölçüm sonuçları hızla düşerek doğal düzeylere inmiştir.
1986 yılında kazayı takiben alınan önlemlerle Trakya ve Doğu Karadeniz Bölgelerinde yaşayan insanların aldığı radyasyon dozu 0.6 milisievert (mSv)'e düşürülmüştür. Diğer yörelerde yaşayan insanlarımız için radyasyon dozu 0.5 milisievert (mSv) olarak hesaplanmıştır.
6- Uluslararası Radyasyondan Korunma Komitesinin en son 1990 yılında yayınladığı rapor ve 2690 sayılı Türkiye Atom Enerjisi Kurumu Kanunu gereğince çıkarılan ve 2000 yılında güncelleşen Radyasyon Güvenliği Yönetmeliği hükümleri gereğince; ülkemizde radyasyonla görevi gereği çalışanlar için tek yıllık radyasyon doz sınırı 50 mSv, 5 yılın ortalaması 20 mSv, halk için ise tek yıllık radyasyon doz sınırı 5 mSv, 5 yılın ortalaması 1 mSv olarak kabul edilmiştir (Kazanın olduğu yıllarda uluslararası kuruluşlarca ( ICRP 26 ve IAEA ) önerilen değerler çalışanlar için yıllık 50 mSv, halk için yıllık 5 mSv olarak belirlenmişti).
7. Yukarıda da belirtildiği gibi; çay ve fındık dışında, ülkemizde üretilen gıda ihraç ürünleri ile ülkemize ithal edilen gıdalarda radyoaktivite analizlerine halen devam edilmektedir.
8- Çernobil kazası sonrası yukarıda da belirtildiği gibi Doğu Karadeniz ve Trakya'da yaşayanların aldığı 0.6 mSv'lik dozun günlük yaşantıda doğal/yapay radyasyon kaynaklarından alınan radyasyon dozları ile karşılaştırıldığında, insanımızın Çernobil'den etkilenme düzeyinin ne kadar düşük olduğu hakkında fikir verebilecektir.
9- Normal şartlarda yaşanan ortama bağlı olarak, kişilerin aldıkları doğal radyasyon dozunun dünya ortalaması (kozmik ışınlar, yapı malzemeleri v.s.) 2.4 mSv düzeyindedir. Bu değer Çernobil sonucu Doğu Karadeniz ve Trakya Bölgelerinde yaşayan insanların maruz kaldığı 0.6 mSv'lik doz ile karşılaştırıldığında o bölgelerde yaşayan kişilerin aldığı dozun bugünkü koşullarda halk için izin verilen yıllık dozun altında ve doğal olarak alınan radyasyonun dünya ortalamasının 1/4'ü düzeyinde olduğu görülecektir.
10- Karadeniz'de radyoaktivite ölçüm ve değerlendirilmesi ile ilgili olarak gerçekleştirilen en güncel uluslararası çalışma "Karadeniz'in Çevresel Değerlendirilmesi" isimli bölgesel teknik işbirliği projesidir. 1996-2004 yılları arasında altı Karadeniz ülkesi (Türkiye, Bulgaristan, Romanya, Ukrayna, Rusya Federasyonu ve Gürcistan) arasında yürütülen proje kapsamında, Karadeniz kıyı kentlerinde tespit edilen istasyonlardan, su, midye, kum, yosun ve bazı balık örnekleri sistematik bir şekilde alınarak analiz ve değerlendirmeleri yapılmıştır.
Bu veriler; Karadeniz'de radyoaktivite seviyelerinin insan sağlığı, ekosisteme etkisi ve çevre güvenliği açısından bir risk oluşturmadığını göstermektedir.
Mesleki Işınlanmalar
Radyasyon, İnsan ve Çevre - Nelerden Nasıl Işınlanıyoruz?
Radyasyon Kaynağı ..............................Doz (mSv)
Yapay Kaynaklar .................................-
Nükleer Endüstri ...................................-
Uranyum Madenciliği .............................4.5
Uranyum İşlenmesi ...............................3.3
Zenginleştirme ....................................0.1
Yakıt Üretimi ......................................1.0
Nükleer Reaktörler................................1.4
Yeniden İşleme ...................................1.5
Tıbbi Uygulamalar................................. -
Radyoloji.......................................... 0.5
Dişçilik ............................................0.06
Nükleer Tıp ......................................0.8
Radyoterapi ....................................0.6
Endüstriyel Uygulamalar ...................... -
Işınlama Tesisleri .............................0.1
Radyografi .....................................1.6
İzotop Üretimi................................ 1.9
Endüstriyel Ölçüm Sistemleri .............0.4
Hızlandırıcılar................................. 0.8
Doğal Kaynaklar .............................. -
Radon Kaynakları............................ -
Kömür Madenleri............................ 0.7
Metal Madenleri ............................2.7
Binalar (Radon)............................ 4.8
Kozmik Işınlar ...............................-
Sivil Havacılık ................................3
Değişik Meslekler İçin Yıllık Ortalama Etkin Dozlar
Kaynak: UNSCEAR 2000 Raporu
Çalışanların görevleri gereği yaptıkları işler esnasında halk için müsaade edilen doz limitlerinin üzerinde radyasyon dozuna maruz kalacak şekilde ışınlanmalarıdır. Mesleki ışınlanmalara maruz kalanların aldıkları dozların takibi yapılmalıdır.
Mesleki ışınlanmalar küçük miktarlarda radyoaktif maddelerin kullanımı esnasındaki ışınlanmalar da dahil olmak üzere, iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarının kullanıldığı tıbbi ve endüstriyel uygulamalarda ve nükleer endüstride çalışanlar ile madenlerde çalışanların ışınlanmalarını ve işyerlerinde kayda değer miktarlarda yüksek doğal radyasyona maruz kalan kişilerin ışınlanmasını kapsar.
Dünyada nükleer endüstri alanında yaklaşık 800.000 kişi çalışmaktadır. Medikal alanda çalışanların sayısı 2.000.000 'un üzerindedir. Yapay kaynaklar nedeni ile mesleki olarak ışınlananların doz ortalamaları yılda 1mSv'den daha düşüktür. Nükleer Endüstri çalışanlarının doz ortalamaları bu değerin biraz üzerinde, medikal alanda çalışanların ki ise biraz altındadır.
Uranyum madenciliği dışında yapay kaynaklar nedeni ile alınan alınan yıllık ortalama doz, nükleer endüstri dahil yıllık 2 mSv'nin altındadır.
Sağlık çalışanlarının dozları genellikle çok düşük olmakla birlikte halen takip edilmesi gerekli görülmektedir. Tanısal Radyolojide hekimin hastanın yanında olmasını gerektiren girişimsel radyoloji vb. uygulamalar nedeni ile mesleki dozlar ortalamaların üzerine çıkabilmektedir.
Dünyada yaklaşık 4 milyon kömür madeni işçisi, yaptıkları işin niteliği gereğince doğal radyasyona maruz kalmaktadır. Dünya genelinde kömür madeni dışında kalan madenlerde sayıları 1 milyon civarında olan çalışanın aldığı doz ise ortalamanın üstündedir.
Kömür madenlerindeki radon seviyesi genellikle havalandırma şartlarının yeterli ve uygun olması nedeni ile düşüktür. Çok az sayıdaki işçinin dozu yıllık 15 mSv'i geçer. Diğer madenlerdeki havalandırma her zaman yeterli olamadığından buralarda radon seviyesi daha yüksek ve çalışanların aldıkları ortalama doz düzeyin üzerindedir.
İnsanların yaklaşık 1/5'i çalıştıkları işyerlerindeki binaların yapı malzemelerindeki radon nedeni ile radyasyona maruz kalırlar. Bu durumda alınan doz ortalama 5 mSv civarında olup, bu doz düzeyi yapay kaynaklarla mesleki ışınlama dozundan daha yüksektir. Ancak, bu düzeyler değerlendirilirken radon seviyelerinin inşaatların ısınma, havalandırma şartlarına bağlı olarak değişiklikler gösterdiği gözönünde bulundurulmalıdır.
Uçak yolculukları sırasında uçuş personelinin kozmik ışınlardan aldıkları dozlar uçuş yüksekliği ve zamanına bağlı olup ortalama yıllık doz 3 mSv civarındadır.
Çevre Radyoaktivite Ölçümleri
Radyasyon, İnsan ve Çevre - Nelerden Nasıl Işınlanıyoruz?
Çevresel radyoaktivitenin izlenmesinin temel amacı, insanların maruz kaldığı radyasyon seviyelerini belirlemek ve çevresel radyasyon seviyesindeki önemli değişiklikleri tespit etmektir. TAEK, bu kapsamda, Türkiye'nin değişik bölgelerinden temin edilen çevresel örneklerde ve gıda örneklerindeki radyonüklitlerin dağılımlarının belirlenmesi, izlenmesi ve değerlendirilmesine ilişkin faaliyetleri sürdürmektedir. Bu çerçevede, TAEK tarafından rutin olarak veya proje kapsamında yürütülen çevresel radyoaktivite ölçüm sonuçlarının yanı sıra Çevre ve Orman Bakanlığı ve Tarım ve Köyişleri Bakanlığı ile imzalanan protokoller çerçevesinde 81 ilimizden gönderilen gıda, toprak ve su örneklerindeki radyoaktivite analiz sonuçlarına aşağıdaki bağlantılardan ulaşılabilir.
Gıda ve Tarım Ürünleri
Toprak
İçme Suyu
Hava
Kapalı Ortam Radon Değişimleri
Kaplıca Suları
Maden Suları
1. İç Radyasyon Tehlikelerine Karşı Korunma Yöntemleri: İç radyasyon tehlikesi, radyoaktif maddelerin solunum, sindirim, cilt üzerinde bulunan yara veya çizik yoluyla vücuda girmesi sonucu meydana gelmektedir. Vücuda giren herhangi bir radyoaktif madde, vücuttan atılıncaya kadar geçtiği yolları daha çok olmak üzere, bütün vücudun ışınlanmasına sebep olur. Bu sebeple iç radyasyon tehlikesinden korunmak için, ortamın, giysilerin ve cildin radyoaktif madde ile bulaşmasını, radyoaktif maddenin yiyecek ve solunum yoluyla vücuda girmesini önleyici önlemler alınması gereklidir. Tehlike durumunda kontamine olan bölgelerde görevli monitoring ekiplerinin çevreye dağılan radyoaktif maddeleri vücutları içerisine almalarını, havada ve yerde birikmiş radyoaktiviteye maruz kalmalarını önlemek amacıyla solunum cihazları ve koruyucu elbiseler giymeleri gerekir. Ayrıca bazı özel durumlarda uygun toz veya asit filtresiyle veya solunum cihazlarıyla donatılmış yüz maskelerini kullanmak gerekebilir.
Solunum yolu ile vücuda girebilecek radyoaktif maddeleri tutmak için halka mendil, havlu, kağıt, pamuklu kumaş vb. gibi araçlarla solunum yollarını kapatarak iç kontaminasyondan korunmaları duyurulur. Kirlenmeye maruz kalan bölgede yaşayan küçük ve büyükbaş hayvanlar kapalı alanda tutulur, açıkta bulunan yiyecek ve içeceklerin tüketilmesi önlenir. Bölgedeki açık su kaynaklarının, meraların ve tarım arazilerinin kullanılmaması, taze sebze ve meyvelerin yıkanmadan yenmemesi, yağmur sularının kullanılmaması, stok edilen yiyeceklerin yenmesi, hayvanların kuru ot ve samanla beslenmesi için gerekli tedbirler alınır. Bölgede, dışarıda kalan hayvanlar tespit edilip, ayrı tutulmaları sağlanır, bu hayvanların en az 7 ay temiz yemle beslenmeden kesilmemesi ve sütlerin peynir yapılması sağlanır.
2. Dış Radyasyon Tehlikelerine Karşı Korunma Yöntemleri: Dış radyasyonlara karşı korunmak için başlıca üç yöntem bulunmaktadır :
a) Uzaklık: Noktasal kaynaklardan yayınlanan radyasyon şiddetleri kaynaktan olan uzaklığın karesiyle azaldığından, uzaklık iyi bir korunma aracı olmaktadır. Örneğin; doz hızı 1 m de 100 mR/s ise 10 m deki doz hızı 1 mR/s dir. Tahliyenin sebebi halkı mümkün olduğunca kaynaktan uzak tutmaktır.
b) Zaman: Radyasyon dozu miktarı radyasyon kaynağının yanında geçirilecek süre ile orantılı olarak arttığından kaynak yakınında mümkün olabildiğince kısa süre kalınmalıdır. Yani doz hızı 500 mR/s ise bu alanda 1 s kalınırsa 500 mR , 10 s kalınırsa 5000 mR doz alınır.
c) Zırhlama: Dış radyasyon tehlikelerinden korunmanın en etkin yöntemi zırhlama olup radyasyonun şiddetini azaltmak için radyasyon kaynağı ile kişi arasına uygun özelliklerde koruyucu engel konulmalıdır. Tehlike durumlarında halkın kapalı mekanlarda kalmasının sebebi budur.
Buluttan solunum yoluyla iç ışınlanma
Radyoaktif bulutun geçişi esnasında buluttan dış ışınlanma
Radyoaktif bulutun geçişi sırasında kuru serpinti veya yağış nedeni ile dış yüzeylerde oluşan birikime bağlı olarak dış ışınlanma
Giysiler ve cildin bulaşması yoluyla dış ışınlanma
Bulaşmış gıda maddeleri ve sular yoluyla vücuda girmiş olan radyoaktif maddelerden iç ışınlanma
Buna karşın alınacak koruyucu önlemler şu şekilde sınıflandırılabilir:
Acil Koruyucu Önlemler:
Sığınma
İyot tabletleri dağıtımı
Giriş-çıkış kontrolu
Tahliye
Kişilerde radyoaktif kirliliğin giderilmesi
Uzun Dönemli Koruyucu Önlemler:
Su ve gıdaların kontrolu
Çevrede radyoaktif kirliliğin giderilmesi
Geçici veya sürekli yerleştirme
Kişisel Korunma Yöntemleri:
İç radyasyon tehlikesine karşı korunma yöntemleri
Dış radyasyon tehlikesine karşı korunma yöntemleri
Koruyucu önlemlerin hangilerinin ne kadar süre ile ve nerelerde uygulanacağına yapılacak ölçüm sonuçları veya öngörülen doz seviyeleri ve müdahale düzeylerine göre karar verilir.