Nükleer santraller nasıl çalışır?
Tüm elektrik santrallerinde olduğu gibi, Nükleer santrallerde de tribünlerin döndürülmesiyle jeneratörlerden elektrik enerjisi elde edilir. Elektrik santrallerini farklılaştıran temel etmen tribünleri döndürmek için gerekli olan kinetik enerjinin farklı yollardan sağlanmasıdır. Hidroelektrik santralleri dışındaki elektrik santralleri basınçlı su buharı ile bunu sağlarlar. Su buharı elde etmek için yüksek miktarda ısı enerjisine gerek vardır. Nükleer santraller bu yüksek ısıyı fisyon tepkimelerinden sağlar.
Doğada kendi kendine fisyon tepkimesi çok nadir olarak görülür. Bu nedenle Nükleer santrallerde notrön bombardımanı ile fisyon tepkimesi yaratılır. Uranyum çok sayıda proton ve notrön içeren ağır düzensiz bir elementtir. Uranium yüksek hızlı nötron ile çarpıştırılarak iki yeni atom ve 3 nötron oluşur. Bu nötrandalardan ikisi farklı tepkimelerde kaybolurken bir tanesi yeni bir uranyum atomunun bombardımanında kullanılır. Bu şekilde tepkimeler zinciri yaratılarak kontrollü bir şekilde enerji elde edilir. Elde edilen enerji, basınçlı su buharı elde edilmesinde kullanılır. Basınçlı su buharı tribünleri döndürdükten sonra yoğunlaştırıcıya geçer. Yoğunlaştırıcan sonra sonra soğutma kulesinde soğutulur. Suyun soğutulması reaktörün çok ısınmasını kontrol altında tutmak için çok önemlidir. Hazne yapısının sıcaklığının kontrol edilememsi durumu kaza riskini oldukça artırmaktadır.
Figure 1: Nükleer santrallerin temel bileşenleri
Nükleer santraller de kendi aralarında Nükleer reaktörlerine göre farklı çeşitlere ayrılırlar. Bunlar basınçlı su reaktörü, kaynar sulu reaktörler ve basınçlı ağır su reaktörleridir. Nükleer santrallerin önemli bir sınıflandırma kriteri ise inşa modeleridir. Batılı ülkeler Nükleer santral kalplerini kapalı şekilde inşa ettiler. Doğu ülkeleri ise üstünü açık bıraktılar. Böylelikle kapalı=batı tipi ve açık= doğu tipi olmak üzere temel iki Nükleer santral çeşidi ortaya çıktı.
Figure 2: Açık ve kapalı sitemler
Kapalı sistem batı modeli doğu modeline göre daha güvenlidir. Çekirdek erimesi gibi kazalar Nükleer santrallerin tarihi boyunca birkaç kez gözlenmiştir. Temel iki örnek Three Mile Island Nükleer santralinde (1979) ve Çernobil Nükleer santralinde (1986) oluşan çekirdek erimeleridir. Three Mile Island kapalı sistem olduğundan çevreye olan zararları Çernobil’e göre çok daha az olmuştur.
Nükleer Santrallerin artıları ve eksileri
Nükleer enerji yandaşlarının temel argumanları, nükleer santrallerin küresel ısınma ve iklim değişikliğine olumsuz etkisinin çok çok az olması. Bu nedenle de fosil enerji kaynaklarının alternativi olarak kullanılması gerektiğidir. Diğer önemli bir argumanları da nükleer santrallerin hi-tech olması. Hi-tech ürünlerin gerçekten doğru tasarlanıp işletilirse problem riskinin çok az olduğu iddaa ediliyor. Teknik olarak mümkün olan her şeyin pratikte kazalara açık olduğunu onlar da çürütemiyorlar. Nükleer yandaşlarının savunmaları bu iki arguman etrafında genişliyor. Ayrıca, nükleer santrallerde elde edilen enerjinin miktarının çok büyük olması da bir artı olarak gösteriliyor.Ancak verim hesabı ne ölçüde yapılıyor?
Buna karşın, Nükleer karşıtlarının yazılarına göz gezdirdiğimiz de hiç de yabana atılası şeyler yazmadıklarını görüyoruz. Nükleer santrallerin ilk akla gelen sorunu nükleer atık sorunudur. Nükleer atıklar doğada yüzlerce binlerce yıl kalırlar ve zararları nesiller boyu sürer. Nükleer santrallerin global iklime çözüm olacağı varsayılsa bile yeni bir global sorunu yaratma potansiyeli çok yüksektir:global sağlık sorunu. Atıkların yanında Nükleer santrallerden yayılan radyoaktif gazlar da atmosferle yayılmaktadır.
Nükleer santrallerde fossil yakıt kullanılmamasına rağmen, Nükleer enerji sektörü fosil yakıtlara bağımlıdır. Nükleer yakıt olan uranyumun kazılması, taşınması, zenginleştirilmesi için çok büyük miktarlarda fosil yakıta ihtiyaç duyulur. Hatta Nükleer reaktörlerin inşası için gerekli fosil yakıt ihtiyacı da azımsanacak miktarlarda değildir. Kullanılan enerjiyi karşılamak için Nükleer santrallerin aşağı yukarı yirmi yıl boyunca çalışması gerekmektedir. İhtiyaçlar bununla da bitmez. Fosil yakıtlara Nükleer atıkların taşınması ve uzun zamanlı saklanması için de ihtiyaç duyulmaktadır.
Nükleer enerjinin birincil olarak fosil kaynaklara bağımlı olması göz önünde bulundurularak yapılan incelemeler sonucunda, ekonomik olarak da kendi başına yürüyebilecek bir sektör olmadığı gözlenmektedir. Ekonomik destek politikalarına muhtaçtır.
Bu tespitlerden sonra Nükleer karşıtlarını fosil yandaşları olarak görme gafletine düşmeyelim. Onlar alternatif enerji olarak güneş, rüzgar, jeotermal enerjilerini öneriyorlar.
Nükleer Santral kurulması için gereken şartlar:
Nükleer santrallar, hidroelektrik ve kömür yakıtlı santralların aksine, teknik olarak her yere kurulabilirler. Ancak üretilen elektriğin ekonomik ve son derece güvenli olabilmesi için santralın kurulduğu yerin bazı özelliklere sahip olması gerekir. Bunlar kısaca şu başlıklar altında özetlenebilir:
DEPREM RİSKİ: Nükleer santrallar kurulurken, yapım maliyetini en aza indirebilmek için, deprem riskinin en düşük olduğu yerler seçilir.
TAŞIMA KOŞULLARI: Nükleer santralların, 400-500 tona varan ağırlıkta parçaları vardır. Bu parçaların santralın kurulacağı yere taşınması önemli bir sorundur. Coğrafyamız, kara ve demir yollarımız, bu ağırlıktaki parçaların taşınmasına olanak vermezken, taşımacılığa uygun olmayan akarsularımız da bu soruna bir çözüm getirmezler. Bu nedenle Türkiye'ye kurulacak nükleer santralların öncelikli olarak deniz kenarında olması, ekonomik olarak büyük yarar sağlayacaktır.
SOĞUTUCU GEREKSİNİMİ: Termik santrallarda olduğu gibi nükleer santralda da üretilen ısıyı alabilmek için bir soğutucuya gereksinim duyulur. Bu soğutucu, genellikle akarsu ya da denizden sağlanacak olan "su " dur. Türkiye'deki çoğu akarsuyun debisi bu soğutmayı sağlayacak düzeyde olmadığından nükleer santralların deniz kenarında kurulması, en uygun seçeneği oluşturur
METEOROLOJİK KOŞULLAR: Yöreye hakim hava olaylarının bilinmesi, sağlanan güvenliğin korunması ve olası radyolojik etkilerin en aza indirilmesi açısından önemlidir.
Nükleer santrallardan açığa çıkan radyasyonun çevreye ve bu çevrede yaşayan insanlara ulaşabilmesi için atmosfer en önemli yoldur. Bu nedenle radyoaktif dağılımın hesaplanabilmesi ve insanlar üzerindeki etkilerinin ortaya konulabilmesi için atmosfer ile ilgili detaylı bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır. Çünki santrallerin güvenlik kriterlerini çoğunlukla meteorolojik kriterler belirlemektedir. Bölgenin meteorolojik özelliklerine göre normal işleyiş seyri için ve kaza durumlarındaki prosedürler belirlenir.
Ülkemizde nükleer santral tartışmalarının tarihçesi
Türkiyede Nükleer santral kurulması ile ilgili fizibilite çalışmalarına 1968 yılında Elektrik İşleri Etüd İdaresi ( E.İ.E.İ) ve Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından başlatılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda 1976 yılında Silifke’nin 45 Km batısındaki Akkuyu mevkii ilk nükleer santral yeri olarak seçilmiş ve Başbakanlık Atom Enerjisi Kurumundan ( TAEK) yer lisansı alınmıştır.Ülkemizdeki ikinci nükleer santral alanı olarak seçilen yer Sinop’tur. Buradaki ilk araştırmalar ise 1980 yılında başlamış, belirli bir süre devam ettirilmiş ancak henüz sonuçlandırılamamıştır.
Akkuyu ile ilgili olarak 1977 yılında ihaleye çıkılmıştır. Bu ihalenin sonucunda İsveç ASEA-ATOM, STAL-LAVAL firmaları ilk sırayı almışlardır. Söz konusu bu firmalar kredi de yaşanan sorunlar nedeniyle ihale sonuçsuz kalmıştır.1983 yılında tekrar uluslararası ihaleye çıkılarak 7 firmada teklif alınmıştır. Bu tekliflerin değerlendirilmesi ile ;AECL ( Kanada ) firmasından 665 MWe, KWU ( F. Almanya) firmasından 986 MWe,GE ( A.B.D.) firmasından Sinop 1085 MWe,gücünde üç tane birden nükleer santral kurdurulması için niyet mektupları verilmiş ve görüşmelere başlanmıştır. Sinop'ta yapılan inceleme çalışmaları henüz sonuçlanmadığı için önce GE ile görüşmeler durdurulmuştur. Akkuyu’da yapılacak santral için diğer firmalar ile görüşmelere devam edilmiştir. Ancak o gün işbaşında olan hükümet Eylül 1984 ‘de santralın yap-işlet-devret (B.O.T) modeline göre yapılması gibi bir teklifi ortaya koyunca KWU firması görüşmelerden çekildiğini açıklamıştır. AECL firması ise B.O.T. modelini prensipte kabul ettiğini belirterek 1985 yılında ön protokol imzalamıştır. Buna göre :
- %60 AECL, % 40 TEK iştiraki ile 125 Milyon dolar sermayeli bir şirketin oluşturulmasına,
- Santral kurulmasının ve 15 yıl süre işletiminin bu şirketin sorumluluğunda olmasına,
- Söz konusu bu işletim süresince tüm borçların ödenmesi ve süre sonunda santralın mülkiyetinin TEK ‘e devri önerilmekte idi.
Ancak bu protokol ile ilgili olarak Kanada Hükümeti ve Kredi sağlayacak kuruluşların ortaya koyduğu şartlar Türkiye tarafından kabul edilemez bulundu ve 1986 yılında bu çalışmalar durduruldu.
Türkiye 13 Ocak 1994 tarih ve 21817 sayılı resmi gazete ön eleme ilanı ile AKKUYU nükleer Santral Müşavirlik Hizmetlerini yeniden ihale etmiştir. Bu ihaleye 18 yabancı firma teklif vermiştir. Buna göre ülkemizin ilk Nükleer Santralı Akdeniz kıyısında Mersin'in Gülnar İlçesi, Akkuyu mevkiinde kurulacaktır. 1993 yılında yatırım programına alınan santralın ihale dosyaları hazırlanarak 17 Aralık 1996 Tarihinde uluslararası ihaleye çıkılmış ve teklifler 15 Ekim 1997'de alınmıştır. İhale değerlendirmesinden sonra ihaleyi kazanan firma ile sözleşmenin 1999 yılında imzalanması ve santralın ilk ünitesinin 2006 yılında servise girmesi planlanmıştır.
Ülkemizde nükleer santralın yapılıp yapılmaması, yapılacaksa hangi kuruluşlar tarafından yapılacağı konularının 2000 Mart ayı içinde netleşmesi beklenmekte idi. Ancak Akkuyu'da yapılması planlanan nükleer santral ile ilgili ihale iptal edildi.
Türkiye için tek alternatif nükleer santral mi?
Ülkemizde enerji sorunu olduğu, enerji bakımından dışa bağımlı olduğumuzdan aşikardır. Gittikçe artan enerji ihtiyacı küresel çevre sorunlarıyla da birleşince fosile dayalı enerji santrallerine alternative bulunmasını zorunlu hale getirmiştir.
Temel alternative olarak nükleer santral kurulmasını gösterenler şunları ileri sürmektedirler:
* nükleer santraller enerjide dışa bağımlılığımızı büyük ölçüde azaltacaktır.
* Temiz enerji kaynağı olması nedeniyle tercih sebebi olmalıdır.
* Fosil kaynaklara göre daha verimlidir.
Alternatif enerji kaynaklarına yönelmek şarttır. Ancak nükleer tek alternative değildir. Ülkemiz gibi güneş, rüzgar, su, jeotermal enerji gibi temiz enerji kaynaklarına sahip ülke için nükleerin sıralaması sonlarda yer almalıdır.
Ayrıca, nükleer enerjinin dışa bağımlı olmaması söz konusu da değildir. Çünki, nükleer santral inşa edecek ve çalıştıracak yerli teknolojiye sahip değiliz. Temiz enerji olması ve verimlilik konularına da daha önce değinildiği gibi, bunlar da doğru kabul edilebilecek tezler sayılmamaktadır.
Sonuç
Nükleer santraller hakkındaki temel bilgilerden başlayarak, karşıt görüşlere de yer vererek kendi kendime bir bakış açısı edinmeye çalıştım. Bu kısa araştırmamın sonucunda kafamdaki soru işaretlerini netleştirdiğim için mutluyum :) Kısaca fikrimi şöyle belitebilirim:
Fosil kaynaklara alternatif bulunması, gerek küresel iklim sorunlarından gerekse fosil kaynakların tükeneceğinden, bir zorunluluk. Ancak, nükleer santrallerin ekonomisi, fosil kaynaklara bağımlılığını ve radyoaktif atık sorunları düşünüldüğünde alternatifler arasından nükleer enerjiye bu denli yer ayrılması insanda garip bir his bırakıyor. Jeotermal, su, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına daha çok önem verilmeli diye düşünüyorum, en azından bizim ülkemizin tercihi bu yönde olmalı.
Kaynakça
http://www.nukte.org/reaktorler
http://aksam.com.tr/2009/05/29/yazar/8089/aksam/yazi.html
http://healthandenergy.com/nuclear_dangers.htm
http://www.guardian.co.uk/science/2004/aug/12/nuclear.environment
http://www.angelfire.com/scifi/nuclear220/sec333.htm
http://www.bgst.org/keab/aks20060630.asp http://www.bilimbilmek.com/sayfa/Nükleer_enerjiye_evet_mi_hayir_mi.html
