Nükleer Enerji Hakkında Herşey
Tanımı;
Atom çekirdeklerinin parçalanması sonucunda büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. Fisyon ve füzyon tepkimeleri ile elde edilen bu enerjiye "çekirdek enerjisi" veya "nükleer enerji" adı verilmektedir.
Bununla beraber, kütle-enerji denklemi, tepkimenin nasıl oluştuğunu açıklamaz, bunu daha doğru olarak nükleer kuvvetler yapar. Nükleer enerjiyi zorlanmış olarak ortaya çıkarmak ve diğer enerji tiplerine dönüştürmek için nükleer reaktörler kullanılır.
Nükleer enerji, üç nükleer reaksiyondan biri ile oluşur:
- Füzyon: Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu.
- Fisyon: Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması.
- Yarılanma: Çekirdeğin parçalanarak daha kararlı hale geçmesi. Doğal (yavaş) fisyon (çekirdek parçalanması) olarak da tanımlanabilir.
NÜKLEER GÜÇ SANTRALİ
1. Reaktör kalbi ( reactor core)
3. Reaktör basınç kabı (pressure vessel)
4. Basınçlandırıcı (pressurizer)
5. Buhar üreteci (steam generator)
6. Birincil soğutma su pompası (primary coolant pump)
7. Reaktör korunak binası (containment)
8. Türbin (turbine)
9. Jeneratör - Elektrik üreteci (generator)
10. Yoğunlaştırıcı (condenser)
11. Besleme suyu pompası (feedwater pump)
12. Besleme suyu ısıtıcısı (feedwater heater)
| Nükleer Reaktör Soğutma Sistemi |
Ağır radyoaktif maddelerin,dışarıdan nötron bombardımanına tutularak daha küçük atomlara parçalanması olayına fisyon,hafif radyoaktif atomların birleşerek daha ağır atomları meydana getirdiği nükleer tepkimelere ise füzyon tepkimesi denir. Füzyon tepkimeleriyle fisyon tepkimelerinden daha fazla enerji elde edilir. Güneş patlamaları füzyon'a, nükleer santrallerde kullanılan tepkimeler, atom bombası teknolojisi gibi faaliyetler de fisyona örnek olarak gösterilebilir.
Nükleer enerji, 1896 yılında Fransız fizikçi Henri Becquerel tarafından kazara, uranyum maddesinin fotoğraf plakaları ile yan yana durması ve karanlıkta yayılan radyoaktif ışınların fark edilmesi ile keşfedilmiştir.
NÜKLEER GÜÇ REAKTÖRÜ NEDİR?
Nükleer Reaktörün Çalışma Sistemi
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. 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.
Aşağıdaki şekilde görülen sistem, tipik bir "basınçlı su reaktörü"ne aittir.
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.
DÜNYA NÜKLEER ENERJİDEN VAZGEÇER Mİ?
Ülkeler, enerji politikalarını belirlerlerken enerji kaynakları, dışa bağımlılıkları, coğrafi durumları, nüfus artış hızı, finansman durumu, enerji kaynaklarında çeşitlilik gibi değişkenleri dikkate almaktadırlar. Bu nedenle her ülkenin kendine özgü bir enerji politikası olmalıdır. Konuya bu çerçeveden bakıldığında, dünyada nükleer enerjiden vazgeçildiğini söylemek son derece yanıltıcı olur.
Aralık 2000 - Eylül 2002 tarihleri arasında dünyada kurulu bulunan nükleer santral sayısı 438'den 442'ye çıkmıştır. Kurulu kapasite ise 351.000 MW'dan 357.000 MW'a çıkmıştır.
Bu dönemde işletmeye giren santrallar:
- Çin'de 2 ünite
- Japonya'da 1 ünite
- G. Kore Cumhuriyeti 2 ünite
- Rusya Federasyonu 1 ünite
- Aynı dönemde İngiltere'de 2 ünite devre dışı bırakılmıştır.
Dünyadaki bazı gelişmeler aşağıda verilmiştir:
Halen 28.000 MW kurulu kapasiteye karşılık gelen 35 santral inşa halindedir. Bu santrallar: Arjantin (1), Çin (6), Çek Cumhuriyeti (1), Hindistan (8), İran (2), Japonya (3), K. Kore (1), G. Kore (2), Romanya (1), Rusya Federasyonu (2), Slovak Cumhuriyeti (2), Ukrayna (4), Tayvan (2). Ayrıca, Finlandiya da yeni bir nükleer santralı kurma kararı almıştır.
- Mayıs 2001'de yayınlanan ABD Ulusal Enerji Politikası, özellikle kaynak çeşitliliğine değinmekte ve bu ilkenin uygulanması amacıyla yerli kaynaklara (gaz, kömür ve petrol) yönelmenin yanında nükleer ve hidroelektrik potansiyelden de faydalanmanın gerekliliğine işaret etmektedir. Bu politikanın paralelinde, ABD 2010 yılında yeni nükleer santralları devreye almayı planlamaktadır.
- G. Afrika Cumhuriyeti'nde 10 adet herbiri 120 MWe gücünde çakıl yataklı modüler reaktörden oluşan proje devam etmektedir
- Çin'de 2010 yılına kadar 10.000 MW'lik bir nükleer program planlanmaktadır.
Dünyadaki nükleer santraller
ELEKTRİK NASIL ÜRETİLİR?
Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu, ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinadır. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız.
Çoğu güç santralı, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar.
Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, jeneratörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir.
Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.
Petrol
Petrol Tanım ve Tarihçe;
Petrol kavramı, latince bir kelime olan ve taş anlamını gelen “petra” ile, yine latince bir kelime olan ve yağ anlamına gelen “oleum” kelimelerin birleşmesiyle oluşmuştur ve ingilizce karşılığı Petroleum’dur. Bileşiğinde yoğun olarak metan, etan ve propan gazları bulunur. Petrol, ham yani işlenmemiştir. Petrolün işlenmesiyle Benzin, Dizel, Gaz yağı, Fuel Oil ve Motorin elde edilmektedir.
Petrol ilk olarak 4.yüzyılda Çin'de ısınma ve aydınlatma amacıyla kullanılmıştır. Bilindiği gibi o dönemlerde aydınlatma aracı olarak genellikle gaz yağı kullanılırdı. Özellikle denizlerden güçlükle yakalanan balinaların yağı gaz lambalarında kullanılırdı. Ancak 1853 yılında Polonyola Ignacy Lukasiewicz’in petrolü gaz lambalarında kullanmasıyla bir dönüm noktası olmuştur. Bu tarihten sonra petrolün önemi her geçen gün artmış bir nevi petrol çılgınlığının başlangıcı olmuştur. 1861 yılında ise Mirzoeff adındaki bir iş adamı Azerbaycan- Bakü’de ilk petrol rafinerisini kurmuştur. 19.yüzyılın sonlarına doğru petrolle çalışan motorun bulunmasıyla petrolün önemi de ikiye katlanmıştır.
Petrol kavramı, latince bir kelime olan ve taş anlamını gelen “petra” ile, yine latince bir kelime olan ve yağ anlamına gelen “oleum” kelimelerin birleşmesiyle oluşmuştur ve ingilizce karşılığı Petroleum’dur. Bileşiğinde yoğun olarak metan, etan ve propan gazları bulunur. Petrol, ham yani işlenmemiştir. Petrolün işlenmesiyle Benzin, Dizel, Gaz yağı, Fuel Oil ve Motorin elde edilmektedir.
Petrol ilk olarak 4.yüzyılda Çin'de ısınma ve aydınlatma amacıyla kullanılmıştır. Bilindiği gibi o dönemlerde aydınlatma aracı olarak genellikle gaz yağı kullanılırdı. Özellikle denizlerden güçlükle yakalanan balinaların yağı gaz lambalarında kullanılırdı. Ancak 1853 yılında Polonyola Ignacy Lukasiewicz’in petrolü gaz lambalarında kullanmasıyla bir dönüm noktası olmuştur. Bu tarihten sonra petrolün önemi her geçen gün artmış bir nevi petrol çılgınlığının başlangıcı olmuştur. 1861 yılında ise Mirzoeff adındaki bir iş adamı Azerbaycan- Bakü’de ilk petrol rafinerisini kurmuştur. 19.yüzyılın sonlarına doğru petrolle çalışan motorun bulunmasıyla petrolün önemi de ikiye katlanmıştır.
Oluşumu
Petrolün nasıl oluştuğu tam olarak bilinmemektedir. Ancak milyonlarca yıl önce denizlerle kaplı olan yerküre içerisindeki binlerce bitki ve hayvan artıklarının çürümesiyle yer tabanında birikmesi ve zaman içerisinde deniz sularının çekilmesiyle bu artıkların üzerinin kum ve toprakla kapanmış olabileceği ve daha sonra ise yerin altında oluşan sıcaklık ve basıncın etkisiyle petrolün oluşmuş olabileceği düşünülmektedir. Milyonlarca yıl süren bu oluşum sonucunda yerin altında sıkışan petrol, bazen yer kabuğundaki çatlaklardan dışarı çıkarak havuzları ve katran çukurlarını oluşturmakta bazen de yerin altındaki geçirgen tabakalarda birikerek rezervuar olarak adlandırılan yerlerde birikmektedir.
Kullanım Alanları;
Ham petrolün kullanım alanı sınırlıdır ancak petrol işlendikten sonra elde edilen ürünlerin değeri ve kullanım alanı da artmaktadır. Petrolün işlendiği yere rafineri denir. Ham petrol işlendikten sonra elde edilen ürünler önem sırasına göre; Benzin, Fuel Oil, Motorin, Lipit Petrol Gazı (LPG), Jet Yakıtı ve Asfalttır.
Günümüzde petrolün işlenmesiyle 80 bin’e yakın ürün elde edilmektedir. Ancak en çok kullanıldığı alanlar ulaşım ve enerjidir.
Arama ve Çıkarma
Bir bölgede petrol çıkarmak için çalışmalarına başlamadan önce o bölge teknolojik aletlerle uzun bir süre gözlemlenir. Çünkü petrol çıkarmak maliyeti yüksek olan bir iştir. Petrol araması yapılan bölgenin öncelikle havadan ve karadan fotoğrafları çekilir ve yer yapısı incelenir. Yeryüzünden ve yerin altından alınan kayaç örneklerine X ışınları yardımıyla kimyasal çözümleme yapılır ve oluşumu belirlenir. Daha sonra yer hareketlerini belirlemek amacıylasismograf gibi sismik cihazlar kullanılır ve genellikle dinamit patlatılılarak yer hareketleri belirlenir. Eğer herhangi bir rezervuara rastlanırsa sondajlama yapmadan önce rezervuar içerisindeki petrol miktarı ölçülür, eğer bulunan petrol maliyeti karşılayamayacak durumda ise kuyu terk edilir. Ancak rezervuardaki petrol oranı fazla ise sondajlama yapılır ve yer kabuğunu delecek güçteki araçlardan faydalanılır. Kullanılan sondajlama araçlarının ağırlığı yüz tondan fazladır. Böylece yer kabuğu kolayca delinebildiği gibi, rezervuara ulaşıldığında da petrolün dışarı fışkırmasını engeller. 1980 yılında İran’da açılan ilk petrol kuyusundan çıkarılan petrol yaklaşık 350 metre yüksekliğe kadar fışkırmıştır. Günümüz teknolojisiyle karşılaşılan böyle bir durum kaza sayılmaktadır ve tedbiri alınmazsa çok tehlikelidir. Rezervuar içerisindeki petrole ulaşıldığında ise kuyunun ağzına basınca dayanıklı bir kapak takılır.
En Çok Rezervine Sahip Ülkeler
Petrolün ölçü birimi Varil’dir. Petrol ilk keşfedildiğinde tahta varillere doldurulduğu için o günden bu güne ölçü birimi olarak varil kabul edilir. 1 varil 159 litreye tekabül etmektedir.
2004 Yılı verilerine göre en çok petrol rezervlerine sahip ülkeler
| Ülke |
Kanıtlanmış Rezerv
(109 varil) |
R/P Oranı (Rezerv-Üretim)
|
| Suudi Arabistan |
262.7
| 67.8 |
| Iran | 132.5 | 88.7 |
| Irak | 115.0 | >100 |
| Kuveyt | 99.0 | >100 |
| Birleşik Arap Emirlikleri | 97.8 | >100 |
En Çok Üreten Ülkeler
2004 yılı verilerine göre en çok petrol üreten ülkeler
| Ülke |
Günlük Üretim(106 varil)
|
| Suudi Arabistan | 10.37 |
| Rusya Federasyonu | 9.27 |
| Amerika Birleşik Devletleri | 8.69 |
| İran | 4.09 |
| Mexico | 3.83 |
Peki Tükenir mi?
Tabloyu incelediğimizde aklımıza gelen ilk soru ileride petrolün tükenip tükenmeyeceğidir. Petrolde bir yenilenemez enerji kaynağı olduğu için elbette petrol rezervleri de tükenir. Ancak bu öyle kısa süreli bir olay değildir. 2002 yılında yapılan araştırmalara göre dünyaya 40 yıl yetecek kadar petrol rezervi kalmıştır. Ancak bu 40 yıl sonra petrolün tükeneceği anlamına gelmez. Çünkü hala yerin altında keşfedilmeyi bekleyen binlerce petrol rezervuarı bulunmaktadır.
