Nükleer santral nedir ne işe yarar?

Nükleer santral, uranyum gibi radyoaktif maddelerin atom çekirdeklerinin kontrollü bir şekilde parçalanmasıyla (fisyon) açığa çıkan yüksek ısı enerjisini kullanarak elektrik üreten tesislerdir. Bu tesisler, suyu buhara dönüştürüp buhar türbinlerini çalıştırarak, karbon emisyonu düşük, sürekli ve yüksek kapasiteli baz yük elektrik enerjisi sağlar.

Nükleer santraller, işletme, bakım ve yakıt maliyetleri görece düşük olduğu için genellikle baz yük üretimi amacıyla kullanılır. Bununla birlikte, bir nükleer santralin inşası genellikle beş ila on yıl sürer ve bu durum, özellikle ilk yatırımın finansman yöntemine bağlı olarak, önemli ölçüde maliyet doğurabilir.

Nükleer enerjinin karbon ayak izi, güneş enerjisi santrali ve rüzgar enerjisi santrali gibi yenilenebilir enerji kaynakları ile karşılaştırılabilir düzeydedir.Nükleer santraller ayrıca güneş ve rüzgar enerjisi santralleriyle karşılaştırıldığında, istatistiksel olarak en güvenli elektrik üretimi biçimleri arasında yer alır.

Kaç ülkede Nükleer santral var?

Mayıs 2022 itibariyle, 32 ülkede 441 nükleer reaktör işletmede, 17 ülkede 53 adet nükleer reaktör de inşa halindedir. Nükleer santrallerde üretilen elektrik dünya elektrik arzının yaklaşık %10’una denk gelmektedir. Ülke bazında bakılırsa Fransa elektrik talebinin %70’inden fazlasını, Ukrayna %51’ini, İsveç yaklaşık %30’unu, Belçika yaklaşık %40’ını, Avrupa Birliği %26’sını, Güney Kore yaklaşık %30’unu ve ABD %20’sini nükleer enerjiden karşılamaktadır.

Nükleer santralleri güvenlik sistemleri neler?

Reaktör koruma sistemi

Nükleer reaksiyonu anında sonlandırmak için tasarlanmıştır. Zincirleme tepkimeyi kırarak ısı kaynağını ortadan kaldırır.

Engelleme sistemleri

Engelleme sistemleri çevreye radyoaktif madde salınımını önlemek için tasarlanmıştır. Bazı engelleme sistemleri şunlardır:

Yakıt kaplama

Nükleer yakıt etrafında koruma tabakası olan ve reaktör soğutma devresi boyunca yakıtı korozyondan korumak için tasarlanmıştır.

Reaktör kabı

Nükleer yakıt etrafında koruyucu ilk katmandır ve genellikle bir nükleer reaksiyon sırasında salınan radyasyonun çoğunu yakalamak için yüksek basınçlara dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Birincil çevreleme

Birincil çevreleme sistemi genellikle reaktör kabını içeren büyük bir metal ve beton yapıdan oluşur. Birincil çevreleme sistemi sızıntı ve güçlü iç basınçlara dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

İkincil çevreleme

Bazı santrallerde, birincil sistemi kapsayan ikincil çevreleme sistemi vardır. Türbin dahil buhar sistemlerinin çoğu, radyoaktif malzemeleri içerdiğinden bu sistem çok yaygındır.

Çekirdek alıcı

Tam erime durumunda, yakıt büyük olasılıkla binanın beton zemini üzerine düşer. Birincil çevrelemede zemin genellikle nükleer erimeye karşı yeterli koruma sağlayan betondan oluşur. Bu büyük bir sıcaklığa dayanabilir. Buna rağmen çekirdeğin betonu eriteceği endişesi sebebiyle, "çekirdek tutucu" icat edilmiştir. Bugün, tüm yeni Rus tasarımı reaktörler çevreleme binanın alt çekirdek alıcıları ile donatılmıştır.

Zincirleme reaksiyon

Zincirleme reaksiyon, fisyon sonucunda ortaya çıkan nötronların, ortamda bulunan diğer fisyon yapabilen atomların çekirdekleri tarafından yutularak, onları da aynı reaksiyona sokması ve bunun ardışık olarak tekrarlanmasıdır. Kontrolsüz bir zincirleme reaksiyon, çok kısa bir süre içinde çok büyük bir enerjinin ortaya çıkmasına neden olur. Atom bombasının patlaması bu şekildedir. Nükleer santrallerde zincirleme nükleer reaksiyonlar sürekli – kontrollü ve güvenli bir şekilde oluşur.

Radyasyon

İnsanlar doğal çevreden ve yapay kaynaklardan sürekli radyasyon alarak yaşarlar.

Doğal radyasyon = %88

Yapay radyasyon = %12

Nükleer santralin etki alanında yaşayan bir kişinin alacağı ek radyasyon, tek bir göğüs röntgeni çektirmekle alınacak radyasyonun ellide biri kadardır.