Anasayfa
NÜKLEER ENERJİNİN TARİHÇESİ YARARI VE ZARARLARI
1934'de İtalyan bilim adamı Enrico FERMİ Roma'da yaptığı deneyler sonucu nötronların çoğu atom türünü bölebileceğini buldu.Uranyum nötronlarla bombalandığında beklediği elementler yerine uranyumdan daha fazla hafif atomlar buldu.
1938'de Almanya'da Otto HAHN ve Frittz STRASSMAN radyum ve berilyum içern bir kaynaktan uranyumu nötronlarla bombaladıklarında Baryum-56 gibi daha hafif elementler bulunca şaşırdılar.Bu çalışmalarını göstermek için Nazi Almanya'sından kaçmış Avustralya'lı bilim adamı Lisa MEITNER'e götürdüler.MEITNER o sıralarda Otto R.FRISCH'le çalışıyordu.Yaptıkları deneyler sonucunda oluşan baryum ve diğer yeni oluşan maddeleri uranyumun bölünmesi sonucu oluşan maddeler olduğunu düşündüler ,ama reaksiyona giren maddenin atomik kütlesiyle ürünlerin atomik kütlesiyle ürünlerin atomik kütleleri birbirini tutmuyordu.Sonra EINSTEN'in E=m.c.c formülünü kullanarak ortaya enerji çıkışını buldular,böylece hem fisyon hem de kütlenin enerjiye dönüşümü teorisini ispatladılar.
1939'da BOHR Amerika'ya geldi.HAHN-STRASSMAN-MEITNER'in araştırmalarıyla ilgilendi.Washington'da FERMI ile buluştu ve kontrollü bir ortamda kendini uzun bir süre canlı tutabilecek zincirleme reaksiyon olasılığını tartıştılar.Bu reaksiyon sonucu atom büyük bir enerji ortaya çıkararak bölünüyordu.
Tüm Dünya'da bilim adamları kendini uzun süre canlı tutabilecek zincirleme bir reaksiyonun olabileceğini açıkladılar.Yeterli miktarda uranyumun uygun koşullarda biraraya getirilmesi gerekiyordu.Gerekli olan bu uranyum miktarına kritik kütle adı verildi.
FERMİ ve Leo SZILARD 1941'DE zincirleme uranyum reksiyonuna uygun bir reaktör tasarladılar.Bu bir uranyum ve grafit istifinden oluşuyordu.Uranyum grafit istifi içinde küp şeklinde fisyona uygun bir kafeste saklanıyordu.1942'de FERMI ve ekibi Chicago Üniversitesi'nde biraraya geldiler ve Dünya'nın ilk rektörünü Chicago-1'iaçtılar.Burada grafite ek olarak bir de kadmiyum ve çubuklar kullanıldı.Kadmiyum metalik bir element idi ve nötron emme özelliği vardı.Çubuklar içeri girdiğinde daha az nötron bulunuyordu ve bu reaksiyonun hızını azaltıyordu.20 Aralık 1942'de Chicago'da tanıtım için biraraya geldiler.3:25'te reaksiyon kendini besleyebilir duruma geldi ve Dünya nükleer çağa girmiş oldu.
A.B.D'de Manhattan Proje'si altında nükleer çalışmalar askeri amaçlarla yürütüldü.Savaştan sonra ise sivil amaçlar için nükleer araştırma yapılması için 1946'da A.E.C ( Atomik Enerji Komisyonu ) kuruldu.1951'de Arco'da ilk elektrik üreten reaktör açıldı.1957'de ise finansal elektrik üreten ilk santral Shippingport,Pennsyle-vania'da tam üretime geçti.Askeri alanda da Amerikalılar 1945'te attıkları iki atom bombası dışında 1954'de nükleer bir denizaltı olan Nautilus'u devreye soktular.1951 ve 1952'de gerçekleştirilen iki ön denemeden sonra 1954'de ilk termonükleer bomba'yı Bikini'de başarıyla denediler.
Diğer yandan Ruslar'da 1954'de Obninsk'de küçük bir nükleer santral çalıştırmaya başladı.1962'de İstanbul'da Küçükçekmece gölü kıyısında kurulan 1 MW'LİK TR-1 araştırma reaktörüyle araştırmalara Türkiye'de de başlandı.1980'lerde bu reaktörün gücü 5 MW'a çıkarıldı.(TR-2) U-235'ce %93 zenginlikte yakıt kullanan havuz tipi bu reaktörde,çekirdek fiziği araştırmaları,radyoizotop üretimi gibi alıştırmalar yapılmaktadır.Şu günlerde ise Akkuyu'da yeni bir nükleer enerji santralin çalışmaları sürdürülmektedir.
2000'lere girdiğimiz şu günlerde Dünya'da nükleer enerji üretimi şöyledir:
Amerika Birleşik Devletleri: %30 - Fransa: %15 - Eski Sovyet Cumhuriyetleri: %10 - Japonya %8 - Almanya %7 - Kanada %4 - İsveç %3.5 - U.K. %3.3 - İspanya %2.7'dir.
Nükleer Enerji Nedir?
Atom Çekirdeklerinin fisyonu yada kaynaşması sırasında açığa çıkan enerjiye nükleer enerji denir. Einstein, belli miktarda bir madde ile belli miktarda enerji arasında eşdeğerlik bulunduğunu göstermiştir. Daha açık bir deyişle m kütleli bir madde yok olursa e=mc2 büyüklüğünde bir enerji açığa çıkar. Bu formüldeki c ışık hızı, çok büyük bir sayıdır, dolayısıyla da çok küçük bir madde kütlesinin yok olması, çok büyük bir miktarda enerjinin açığa çıkmasına yol açar.
Uranyum ya da plütonyum gibi bazı atomların çekirdekleri, nötron bombardımanına tutulduklarında patlamakta ve bu çekirdeklerden çok daha küçük kütleli, sayılamayacak kadar çok tanecik vererek parçalanmaktadır. Patlama öncesi ve sonrasındaki taneciklerin kütleleri arasındaki fark, atom çekirdeklerinin parçalanması sırasında yiten yeni enerjiye dönüşen madde miktarıdır. Bu olaya fisyon (zincirleme tepkime) denir. Eğer bu olay çok sayıda çekirdekte aynı anda doğarsa, bir bomba elde edilir. Bu enerjiyi kullanılabilir duruma getirmek için, nükleer reaktörlerde tepkime yavaşlatılır. Böylece elde edilen büyük enerjiyle bir sıvı ısıtılarak, elektrik enerjisi üretiminde kullanılır.
Nükleer Tepkime
Nükleer tepkimede atomun tam ortasında bulunan, nötron ve protonlardan oluşan atom çekirdeği değişikliğe uğrar ve bu tür tepkime sırasında atom kütlesinin bir bölümü enerjiye dönüşür. Nükleer tepkimede, herhangi bir kimyasal tepkimede açığa çıkabilecek olanın milyonlarca katı kadar enerji açığa çıkar ve kimyasal tepkimeden farklı olarak, bir element bir başka elemente dönüşür.
İki tür nükleer tepkime vardır: Çekirdek bölünmesi (Nükleer fisyon) ve çekirdek kaynaşması (Nükleer füzyon).
Nükleer Fisyon
Nükleer fisyonda, serbest bir nötronla çarpışma sonucu atom çekirdeği çeşitli parçacıklara ayrılır. Bütün bu parçacıkların toplam kütlesi, başlangıçta “hedef” alınan atom ile buna çarpan nötronun toplam kütlesinden daha azdır. Aradaki fark enerji biçiminde açığa çıkar. Bu olguyu ilk olarak 1905’te Albert Einstein belirledi. Bu olaydaki kütle kaybı çok küçük bile olsa e=mc2 formülündeki c (ışık hızı) çok büyük olduğundan açığa çıkan enerji de yine çok büyüktür.
Atom çekirdeği bölünebilen elementlere “bölünebilir element” denir. Doğada bulunan tek bölünebilir element Uranyum’dur. 1938’de iki Alman bilimci, Otto Hahn ve Fritz Strassmann, nötronlarla bombardıman ederek uranyum atomunu bölmeyi başardılar. Gene Alman bilimciler Lise Meitner ve Otto Frish ise, uranyum çekirdeğinin iki parçaya bölündüğünü kanıtladılar. Bir süre sonra bir grup Fransız bilimci, çekirdek bölünmesi sonucunda yalnızca daha hafif iki element ile çok miktarda radyoaktif ışıma (radyasyon) değil, bunların yanı sıra başka serbest nötronların da ortaya çıktığını buldu.Bu nötronların bu kez çevredeki öbür uranyum atomlarında çekirdek bölünmesine yol açacağı, böylece ortaya çıkacak yeni nötronların bütün uranyum atomlarına yayılacak bir “zincirleme tepkime” yaratabileceği ve sonuçta çok büyük bir enerjinin ortaya çıkacağı anlaşıldı.
Çekirdek bölünmesi sonucunda açığa çıkan enerjinin etkisiyle parçacıklar çok büyük bir hız kazanır; bu parçacıklar çevredeki maddenin atomlarıyla çarpıştıkça yavaşlarlar ve böylece hareket enerjileri ısıya dönüşür. Bu enerji nükleer bir reaktörde denetim altına alınabilir.
