Katalog

TRALLAR BİRPORTRE Becquerel Üç kuşak fizikçi yetiştirmiş bir aileden gelen Fransız fizikçisi Antoinenenri Becquere/ (18521908), doğal radyoaktifliği keşfefmiş, bu alandaki çalışmaları sonucu, Pierre ve Marie Curie ile birlikte 1903'te Nobel Fizik Odulö'nO kazanmıştır. ' 1888'de polanimıs /şığın kristaller tarafından soğurulması üzerine yazdığı bir tezle, Parii Fen Fakültesi'nden doktorasını alan Becquerel, bir süre araştırmalannı bu alanda sürdürmös, 1894'de başmühendisliğine getirildiği Köprü ve Yollar Idaresi'ntn yani sıra, cco/e Polyiechniaue ve Mus4um National d'Histoire Naturelle gibi öç önemli kurumda birden fizik profesörlüğü görevini üstlenmişti. Becquere/'ın fiziğe temel katkısı, 1896'da yaklaşık dört aylık yoğun bir çalısma sonucu gerkçeklesmişfir. 0 yılın başında Röntgen, X ışınları diye adlandırdığı bir ışının varlığını keşfetmişti. 8ecquere/ de 20 ocakta, bir elin X ısınlanyla çekilmiş fotoğrafını görmüş, girim gücü çok kuvvetli bu ışınların, babasımn da üzerinde çalıstığı doğal ışıldama (flüonşı ve fostonu) i'e ilgisini arastırmaya karar vermışt). Becquerel'in ilgisini ceken olay, Röntgen ısınlarının, novosı boşaltı)mış bir töpün içinden geçen yöklü bir akımın, tüpün duvannda yarattığı ışıldamadan kaynaklanmasıydı. Doğal ısıldamada güneş ışınları, kimi kristallerce emilip baska dalgaboylanndo bir ısınıma yol açıyordu. Bu durumda günes ısınlannı emen bir (lüonşıl maddenin (potasyum üranil sülfat) X ışınları yayabileceğini düfünen Becquerel, ilk deneylerinde bu uranyum tuzunun ışıldamasını inceledi. Güneş ışınlanndan etkilenmemesi için siyah kâtyda sardığı ve uranyum tuzu ile birlikte güneş ışığında bıraktığı fotoğraf filminin Karardığını buldu Işıldayarkjjranyum tuzu, güneş ışınlanndan daha güçlü gırimi bulunan bir ışın yayarak filmi etkilemişti. Becauerel, aynı deneyi karanlıkta yineleyince oıiaya ilginç bir durum çıktı. Karanlıkta bırakıldığı için ışıldamayan uranyum tuzu, siyah kâğıda sarılı fotoğraf filmini gene de etkıleyebîlmişti. Uranyum tuzu ile film arasına X ısınlannı durduran engeller konulduğunda bile bu yeni ışın türünün filmi karartabildiğini gözleyen Becquerel, böylelikle 1896 mayısında X ışınlanndan daha güçlü bir ışın bulmuş, kimi maddelerin kendiliğinden ışıldadığmı göstererek doğal radyoaktifliği keşfetmişti. Becquerel ve bu yeni olguya "radyoaktiflik" adını ve.ren Curieler, daha sonra uranyumdan başka elementlerin de (örneğin toryum) ışınıma yol açiığını buldular. Daha sonra da, aifa (a), beta (ff) ve yama (a) diye adlandtnlan üç tür ışımanın olduğu ortaya çıkarıldı. Âtom kuramının geliştirilmesi ve yeni radyoaktif maddelerin keşfiyle bu konu, fizikten tıbba kadar çok geniş bir alanda önemli buluş ve gelişmelere olanak tanıdı. G leaktör yüreğlndeki patlama sonucu (kırmızı çlzgili bölge), Çernobil santralının tahrip olan üst bölumu görülüyor. Hakamlar, eaktörun bölümlerinln yüksekliklerini bellrtmektedlr. MK reaktörleri termodinamik açıdan devreli reaktörlerdir. Aynı su hem yü|i soğutur hem de buhar olarak türleri döndürür. Özellikle Almanya'da iştirilmiş olan kaynar sulu reakiörlerde durum aynıdır. îasınçlı sulu reaktörlerde ise iki su yresi bulunur. 155 atmosfer basınç aldaki ilk devrenin suyu, reaktörü sogut:tan sonra aldığı ısıyı, ikinci kapalı devleki suyu buhar yapmak için geri verir. mek ki nükleer yakıtları yalayan su bu'laşmamakta ve türbinlere gitmemektir. favaşlatılmış nötron kullanan reaktöri birbirlerinden ayıran ikinci unsur tron yavaşlatıcı maddedir. Basınçlı ve /nar sulu reaktörlerde 'hafif su' (2) bu îvi görür. Yani ısı taşıyıcı (soğutucu) ve tron yavaşlatıcı madde aynıdır. 3BMK türü reaktörlerde nötron yavaş;cı olarak grafit kullanılır. Bir uranyum 5 izotopunun parçalanmasından, yani /onundan sonra açığa çıkan nötronla, yaklaşık 2 MeV (Mega elektron Volt) layında olan enerjisini bir keV'in (kilo ıktronVolt) altına indirme işlemine ya?latma denir. Uranyum 235 izotoplarıı bu yavaşlamış nötronlar aracılığıyla lünerek enerji vermesinin olasılığı, aynı lünme reaksiyonunun hızlı nötronlar taından sağlanmasının olasılığından çok ha fazladır. Mükleer yakıt çubuklarının içinde buıduğu ve ısı taşıyıcı suyun akışını yönıdiren 'güç boruları' bir grafit yığını içine öılmıştır. Pernobil'deki 1000 MW elektrik gücünki reaktörün yüreğini oluşturan afit tuğlaları 12 metre çapında 8 metre yüksekliğinde bir silindir biçinde dizilmiştir. Bu hacmin içinde 1681 ıe 'güç borusu' bulunmaktadır. Yakla9 santimetre çapındaki bu 'güç ruları' on sekiz tane ince yakıt çubuğu rındırmaktadır. Tam güçle çalışan bir reaktörde ortalaı ısısı 500 derece olan grafit tuğlaların nde sıcaklığının ısısı 760 dereceye dek ;maktadır. Bu da yukarıda belırtiğimiz )! bir boru patlaması sonucu su buhala sıcak grafiti yanyana getireceğinden ngın tehlikesi olasılığını yukseltaktedir. vlükleer reaktör türleri arasında ayrımın şka bir unsuru da kullanılan nükleer kıtın biçimi ve zenginleştirme oranıdır. 3MK türü reaktörlerde de basınçlı ya da ynar sulu reaktörlerde olduğu gibi az zenginleştirilmiş uranyum oksit kullanılır. Çernobil tipi reaktörlerde uranyum 235 izotopunun yüzde iki olan 'zenginliği' (3) yani oranı, sözü geçen diğer reaktörlerde yüzde üç dolaylarındadır. Çernobil santralında bulunan uranyum yakıtının toplam ağırlığı İse 190 tondu. lışmış, bu zaman süresi boyunca, her nükleer reaktör fiziği öğrencisinin bildiği gibi, yakıt çubukları içinde beliren ksenon gazının yoğunluğu artmıştır. Ksenon, nötron yutucu bir 'zehir'dir. Nötronları yuttuğu için de uranyum 235 izotopunun parçalanması yavaşlatılmış, yürekte daha az enerji açığa çıktığından reaktörün gücü düşmeye başlamıştır... Bu arada bir de pilotaj hatası yapılınca reaktörün gücü on misli düşmüş, 30 MVve'ye inmiştir. Yeniden güç kazanmak için, nötron emici denetim çubuklarını yürekten çıkarmak gerekmektedir. Ancak bazı koşullarda bu çubukların çok yukarılara çekilmesi kesinlikle yasaklanmıştır. 26 Nisan 1986 sabahı saat 01'dir... Tüm kurallara karşı olarak çubukların çekilmesi ve gücün yükseltilmesi kararlaştırılır... Yetkili Sovyet ağızlarından duyduğumuza göre, mühendısler rahat bir hafta sonu geçirebilmek için bu deneyden kurtulmak istemektedirler... Ve sivil nükleer teknoloji tarihinin en büyük kazasına imzalarını atarlar... Yukarıda açıkladığımız büyük teknik hatayı şu benzetmeyle daha da çarpıcı kılabiliriz: Bir otomobil düşününüz ki, olağan hızının, örneğin 100 km/saat'ın altında kullandığınız zaman frenleriniz kendiliğinden yavaş yavaş sıkışmaktadır. Üstelik dengesiz bir biçimde sıkışmaktadır; her tekerlek aynı güçte frenlenmez. Bu durumda hızınız istediğinizden de daha aşağılara düşer, arabanız dengesizce yol almaya başlar. Yeniden hızlanmak istediğinizde gaza çok basmanız, sıkışan frenDevamı artca sayfada (1) Söz konusu PWR reaktörlerde üç koruyucu engel olduğunu anımsayalım: • Nükleer yakıtın içinde bulundugu zirkonyum agırlıklı zar • Reaktörün içinde bulunduğu çellk kazan • Reaktör kazanının ve santralın dlğer radyasyon saçabllecek organlarını Içlne alan basınca dayanıklı betonarme kılıf. (2) Bir protondan oluşan blldlglmlz hldrojen atomlarını içeren H ? O moleküllerlnden oluşan. H,0 moleküllü saf su. (3) Dogal uranyumda yüzde 0,7 olan 235 İzotopunun oranını değişlk teknlklerte yükselttneye 'zenginleştirme' denir. (4) Çernobll'de dört tane, herblrl 1000 MW elektrik gücünde RBMK türü reaktör bulunuyordu. ilki 1977'de, sonuncusu da 1983'te devreye glrtnistl. Kaza nasıl ve neden meydana geldi? 25 Nisan 1986 günü 4 numaralı Çernobil santralında (4) bir deney hazırlanmaktadır. Deneyin amacı, tüm elektrik kaynaklarının devre dışı kaldığı bir durumda, o ana kadar gerekli hızda dönmekte olan türbinlerin, içerdikleri kinetik enerji nedeniyle, bir süre yavaşlayarak dönerken üretebilecekleri elektrik enerjisinin santralın güvenliğı için gerekli organları ne ölçüde besleyebileceğinin bolirlenmesiydi. Kısacası, güvenlik önlemlerıni zor koşullarda sınarken, ardı ardına yapılan hatalar sonucu büyük bir kaza meydana geliyordu. İlk aşamada sessizliği yeğleyen Sovyet yetkililer, olayın önemi karşısında ellerindeki ve yaşamsal önem taşıyan 6 hatadan söz etmişlerdir. Gerçekten de akıl almaz, affedilemez yanlışlar yapılmış, ters kararlar alınmış ve yazılı kurallara uyulmamıştır. En büyük yanlışı daha iyi anlamak İçin olayların nasıl geliştiğine bir göz atalım: 25 nisan cuma günü tamamlanması gereken deney gecikir. Elektrik dağıtım merkezi 4 numaralı santralın yarı güçte çalışarak üretimi sürdürmesini ister. Böylece, deney için başlanan güç düşürme işlemi yarıda bırakılır ve reaktör on saat boyunca 500 megavat elektrik üreterek normal çalışmasını sürdürür. Gece saat 23'ten sonra deneye başlanabilecektir. Santraldaki görevliler, öngörülen deneyi geç de olsa hemen sonuçlandırmak yanlısıdırlar. Oeneyden sorumlu kişi ise akıl almaz bir nedenle, reaktör fiziğini ve termodinamiğini çok iyi bilmeyen bir elektrik mühendisidir. Reaktörün gücünü düşürmeye devam ederler. Söz konusu deney daha düşük bir güçte, tam gücün yüzde otuzu olan 300 MVVe'lik bir düzeyde yapılacaktır. Ancak güç beklenenden daha hızlı düşer... Bu olgunun nedeni bir nükleer mühendis için çok açıktır. Dahası, mesleğinin, olmazsa olmaz bilgileri içinde ilk sıralardadır. Reaktör dokuz/on saat yarı güçte ça