Nadir Toprak Elementleri Gerçekten Nadir mi?

MUASIR MEDENİYETİN ÜSTÜNE ÇIKMAK NASIL OLUYOR?

Sene 1961, yer Çekmece Nükleer Araştırma Merkezi. Merkez müdürü Prof.Sait Akpınar. Akpınar hocamız Amerika’nın Brookheaven Milli Laboratuarı ile temasa geçiyor, “Çekmece’yi kardeş laboratuar olarak kabul eder misiniz” diyor. Onlar da “memnuniyetle” diyorlar. Amerikalılar Çekmece’ye 71 tane zenginleştirilmiş uranyum çubuğu gönderiyorlar. Çubuklar parmak kalınlığında ve alüminyum ile kaplı. Çubukların boyları 60 cm. civarında. Sistem kritik altı durumunda, yani enerji üretemez, zira uranyum miktarı yeterli değil, küçük reaktör kritik değil. Yapılacak iş, uranyum çubukları arasında bir düzenekle önemli reaktör parametresi cadmium oranı ölçülecek. İki başka parametre daha ölçülürse ne zaman elektrik üretebileceği bulunur. Yakıt elemanları arasında, çubukların çapında çok ince uranyum parçacığı bir de hemen yanında cadmium kaplanmış bir uranyum parçacığı var. Vazifemiz iki uranyum parçacığında üreyen Np²³⁹  (Neptinium) oranını bulmak. Bu Np²³⁹ lar ikinci 35 gün sonra Pu²³⁹ (plutonyum-239)’a dönüşür. Çubukların zenginleştirme oranı %1.143’tür. Sistem olduğu gibi hepsi birarada 1 MW TR-I Çekmece Reaktörü’nde 4 saat ışınlanır. Işınlama bittikten sonra sistemi dışarı çıkarırsınız. Toplam radyasyon 8 röntgen bulundu.

Değerli sağlık fizikçi arkadaşlar ölçüleri ertesi gün akşamüstü alabileceğimi söylediler. Ben de öyle yaptım. Üretilen plutonyum miktarı 10^-12 gramdır. Yani 1 gr’ın milyonda birinin, milyonda biridir. Çubukların birbirine olan mesafesi belli bir geometride değiştirilerek, optimum durum bulunmuş. Ben ölçülere birbirinden bağımsız 7 metod uyguladım. Bir set ölçüsü için cadmium oranı (1.5’ten başlayarak 1.81’e kadar yükseldi. Bu arada değerli radyo-kimyacı arkadaşım Ali Yalçın TBP solvent extraction metodunu çok başarılı olarak sisteme tatbik etti. Çok kararlı sonuçlar alıyorduk. TBP (tribütilfosfat demektir) Burada Japon Prof. Ishimori tekniği kullanılmıştır. Kendisine minnettarım.) sonuçları Nuc.Sci.Engineering, USA ilmi mecmuasında neşrettik. 36, Mayıs, 1969, p.209. O sırada Çekmece’yi ziyaret eden Amerikan Atom Enerjisi Kurumu Başkanı Glenn T.Seaborg sonuçları parmağını basarak çok beğendiğini söyledi ve bizi takdir etti. Çalışma net 7 yıl almıştır. Hergün saat 7’den gece 11’e kadar devam etmiştir. Ali arkadaşım TBP solvent extraction tatbik ederek bana verdiğinde saat akşamüstü tam 5’i gösteriyordu. Benim fiziksel ölçmelerim bu saatte başlıyordu! Bu saat 23.00’e kadar sürüyordu. Ben Halkalı’dan Küçükyalı’daki evime saat gece yarısı 1.5 veya 2’de varıyordum. Deneyler karda kışta da devam ediyordu. Halkalı-Küçükyalı-Halkalı güzergahında 7 senede dünya etrafında 7 kere dönmüşüm. Birgün sabah kalktım 15 dakikada tahta 3.mevki trene yetiştim. Vapurdan Karaköy’de indim. Servis otobüsüne bindik, Halkalı'ya’yaklaştık. Hava yağışlıydı. Otobüs reaktöre giden özel yolda kayıyordu, ilerleyemiyordu. Yandaki askeri birliğe telefon ettik, bize 2 tank yolladılar. Reaktöre bu tanklarla gittik. İçi müthiş gürültülü idi. İçinizde işine tren-vapur-otobüs ve tank ile giden var mı diye dalga geçiyorduk. Deney sırasındaki 3 ayrı kırılma noktasını bir başka zamanda anlatmak isterim. Bu makalemden sonra Amerika’ya davet edildim. 24 Mart 1975’te gene Çekmece’de çalışıyordum. Meşhur Stanford Üniversitesi’nden bir mektup aldım. (Mektubun kopyası kitabımın 160. Sayfasında bulunabilir) 19-21 Mart 1975’te 7 memleketin benchmark deneylerinde cadmium oranı hesaplanandan %10 daha düşük bulundu. (Burada deneysel hataların sadece %1-2! olduğu gösterilmiştir! ) Halbuki sizin çalışmalarınız cadmium oranı ve ²³³Np ölçmelerinde TBP extraction kullanılmadan yapılan işlemler çok büyük hatalara sebep olurlar. Deneyle hesap arasındaki büyük farkın nereden geldiği başarılı bir şekilde bulunmuştur. Böylece farkın nerden geldiği gösterilerek ispat edilmiştir. Prof. Sidney Fiarman “benim ÇNAEM 47 no.lu raporumu Stanford’a gönderebilir misiniz” diyor. Ben de sevinçle bu raporu gönderdim. Böylece deneyle hesap arasındaki farkın nereden geldiği bulunmuştur. Çubuklar arasındaki mesafe değiştirildikçe optimum kritikalite şartları doğru sonuçlarda bulunduğundan (biz yolunu gösteriyoruz) büyük güç reaktörlerine tatbik edildiğinde milyarlarca dolar boşuna sarf edilmiş olmaz.

7 ileri memleketin çözemediği problem çözüldü. Muasır medeniyetin üstüne çıkmak işte böyle oluyor. Bu yazı değerli gençlerimize hediye edilmiştir. Şahidi dahi Mustafa Kemal Atatürk’tür.

Toryum reaktörleri için %1.143 zenginleştirme yeterli olmaz. %18, 19 olabilir. Göreceğiz.

Prof. Fiarman mektubunda ilave ediyor: “burada şaşılacak bir durum var. Bu benchmark toplantısındaki diğer katılımcılardan hiçbiri sizin makalenizle karşılaşmamış görülüyor. Halbuki Nuc.Sci.Engineering mecmuası 6400 nükleer reaktörcülerin mecmuasıdır.” Peki benim atıf hakkım nereye gitti?

Doç.Dr.Çetin ERTEK

25.06.2021

KADMİUM ORANI ÖLÇMELERİNDE ÜÇ KIRILMA NOKTASI

Sene 1966, yer Çekmece Nükleer Araştırma Merkezi. Büyük reaktörü kullanarak küçük reaktörün kadmium oranını bulma çalışmaları bütün hızı ile devam ediyor. Neptinyum (Np²³⁹)’u ölçmek için aldığımız örnek içinden uranyumu, fisyon ürünlerini, toryumu kimyasal olarak ayırmamız gerekir ve öyle yaparız.

Şimdi anlatmak istediğim birinci kırılma noktası şu şekilde. Kimyasal ayırmalar huni şeklindeki cam tüpler kullanılarak yapılır. Ölçmek istediğimiz miktar o kadar az ki kimyaca yok sayılır (10^-12 gr). Bu miktarı ölçü sırasında bir yerde kaybetmemiz mümkün.  Ölçerken maddeyi bir anda kaybettik. Sonuç elde edemez olduk. Altı ay olayın sebebini araştırdık. Bir şeyler yapmak lazımdı. Kullandığımız bütün aletleri gözden geçirdik. Sonunda olayın sebebini bulduk. Adsorpsiyon (dikkat absorpsiyon değil) olayı ile karşı karşıyaydık. Kullandığımız huni şeklindeki cam tüplerin (separasyon tüpleri) iç cidarına Np²³⁹ atomları yapışıyor, huniden aşağı düşmüyordu. Cidara yapışma olayı adsorpsiyon. Cam tüpler yerli malı idi. İngiltere’den özel tüpleri getirdik. Olay çözülmüştü. İngilizler bu işler için camı içten bir malzeme ile kaplamışlar, bu madde adsorpsiyona mani oluyordu. İşler tekrar yoluna girmişti. Bu birinci kırılma noktası. Adsorpsiyon olayını ortaya çıkarmamış olsaydık daha ne kadar deneylerin aksayacağını Allah bilir.

İkinci kırılma noktası malzemenin bir oyunu idi. Kimyasal ayırım için Tri-Bütil-Fosfat (TBP) kullanıyorduk. Uranyum disklerini içinde erittiğimiz asidin içine ayırma hunilerinde çözücü olarak TBP kullanıyorduk. Yeni aldığımız 3-4 litrelik TBP, deneylerimizde iş görmemeye başladı. Saçma sapan sonuçlar almaya başladık. Herşeyi bir kere daha gözden geçirdik, bir ipucu bulamadık. Bir altı ay daha bocaladık. Sonunda kimya laboratuarından alınan TBP’ın bayat olduğu, vazifesini yapamadığı sonucuna vardık. Yenisini getirttiğimizde problem çözülmüştü.

Üçüncü kırılma noktası şu olayla gelişti. O da altı ay gecikmeye sebep oldu. Kullandığımız TBP laboratuarda bir noktada duruyordu. Zaman zaman kullanıyorduk. İşler gene ters gitmeye başladı, gene altı ay ne olduğunu anlayamadık. Bizim bu deneylerde üç adet radyo-kimyacı kullandım. Bir tanesi 6-7 ay sonra “bu çalışma beni aşar” dedi ve ayrıldı. İkincisi deneydeki arzu ettiğimiz kararlılığı sağlayamadı. 1.81 civarında genelde bulduğumuz değer, kimyasal ayırımdan sonra bir keresinde 3, bir keresinde 5 çıkıyordu. İkinci radyo-kimyacı da “yapamıyorum” dedi, ayrıldı. Üçüncü radyo-kimyacı arkadaşım Dr. Ali Yalçın Japon Ishimari’nin ayırma tekniğini aynen uyguladı ve son derecede başarılı oldu. Uranyumu +5 oksidasyon seviyesinde sabit tutmayı başardı. Ali Yalçın Bey bana göre dünya çapında bir kimyacı arkadaşımdır. 6 aylık üçüncü zorluğumuzda, TBP şişelerin bulunduğu rafta bir şeyler oluyordu. Görünürde hiç birşey yoktu. Bulunduğumuz odaya bitişik öteki odada kurşun zırhlar içinde kuvvetli Cobalt-60 gama kaynağı varmış. Cobalt-60’tan çıkan kuvvetli gama ışınları kurşunu geçmişler, duvardan geçmişler, duran TBP şişelerinin içindeki TBP moleküllerini parçalamışlar (Kimyasal moleküllerin gama ışınları yolu ile parçalanmasına Szilard Chalmers olayı denir) ve bizim deneyimizi çalışamaz duruma getirmişler. Öbür odayı kontrol etmek benim hatırıma gelmişti.

Böylece 7 sene süren çalışmamızın 1.5 yılını sizlerle paylaşmak istedim. Şimdilerde 7 yıl süren deneysel çalışma ile doktorasını yapan genç bulmak mesele, 1-2 yılda şişirilen doktoralar çok. Sonuçta o insanın kendisi ve memleketi kaybeden. Doktora çalışması dünyada yapılmamış olma şartına sahiptir. O insanın bel kemiğini teşkil eder. Orijinal olma şartı kesindir. Doktoram sırasında dışardan ve içerden 350 ilim adamı ile mektupla temas kurdum. Araştırmada sabır şarttır. 1966’da Norveç’te yaz okulunda iken doktoram hakkında İsveçli profesör Larson’a telefon ettim. Doktoranın konusunu anlattım,  “uçak yolunu değiştir Stockholm’e gel” dedi. Hava alanından bir taksiye atlarsın “Studsvik Araştırma Merkezi’ne gelirsin” dedi. 40 km orman içindeki merkeze gidişi taksi parasını onlar ödediler. Studsvik Araştırma Merkezi’ne vardığımda konunun uzmanları Drs I.Tiren, A. Anderson, E.Sokolowski, C.E.Wikdahl ve S.Sqööguist’den meydana gelen  ilmi toplantıda beni dinlemek lütfunda bulundular. Kendilerine müteşekkirim. Deneylerimi uranyumu asitte eriterek, ertittiklerimi kimyasal ayırarak, “hem kimyasal, hem de elektronik devre ile ölçerek dünyada ilk defa ölçtüğümü” anlattım. Biz bu kadar derinlemesine ölçmedik, dünyada bir ilktir dediler. Doktora seviyesini bulmuştu. Viyana’dan kısa süreli memlekette tatil yapmaya geldiğim bir sırada Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’ndan Çek bir müfettiş Çekmece’de ürettiğim Np²³⁹ dolayısıyla plutonyum-239’u görmek istemiş, miktar 10^-12 gr!!!

 Doç.Dr.Çetin ERTEK

25.06.2021

Akkuyu Nükleer Santralıyla ilgili Politik ve Teknik Duruma Dışarıdan Bakış

 

 Son 40 yıldır hükümetlerin, muhalefetin, nükleer karşıtların ve halkın tutumuyla

Almanya’daki durumun karşılaştırılması ve öneriler

Bu yazıda,  Akkuyu Nükleer Güç Santralı (NGS) örneğiyle Türkiye’de bu konudaki teknik ve politik durum inceleniyor ve Almanya’daki durumla karşılaştırıp sonuçlar çıkarılıyor. Bu örnek, Türkiye’de ileride yapılması düşünülen diğer NGS’ler için de genişletilip benzer sonuçlar çıkarılabilir. Yazımız, bu konudaki ‘olup bitenleri ve bugünkü durumu’, dışarıdan bir gözlemcinin bakışıyla, olduğu gibi yansıtmaya çalışıyor.

 Akkuyu’da herbiri 1200 MW’lık 4 reaktörlü, toplam 4800 MegaWatt gücündeki bir nükleer santralın yapımı bugünkü hükümetçe kararlaştırılmış ve ilgili sözleşme,  hatta TBMM’nin onayıyla 2010’da yasalaşarak, santralın yapım hazırlıklarına 2011’de başlanmıştır /1 , 2/.

Akkuyu NGS projesiyle ilgili Türkiye’deki durumun farklı  iki yönden incelenmesi yararlı olacaktır:

- Hükümetlerin konuya yaklaşımı yönünden durumun incelenmesi 

- Nükleer karşıtların, muhalefetin ve halkın konuya yaklaşımı yönünden durumun incelenmesi

Akkuyu NGS: Herbiri 1200 MW’lık 4 basınçlı sulu reaktörünün maket resmi  (Akkuyu Şirketi sayfasından)

Hükümetlerin konuya yaklaşımı yönünden durumun incelenmesi

Akkuyu’da bir nükleer santral yapımı Özal hükümetlerinden beri  neredeyse son 40 yıldır zaman zaman gündeme gelmiş olmasına karşın, güvenliği en üst düzeydeki tek reaktörlü modern bir nükleer santral için, bugünkü fiyatlarla, gerekli  olan 8-10 milyar dolarlık (usd) yatırım bütçeye büyük bir yük getireceğinden bundan vazgeçildiği biliniyor. Türkiye’de  2010’da, su, kömür, doğal gaz ve diğer kaynaklarla elektrik enerjisi üretimini sağlayan toplam kurulu güç yaklaşık olarak 50.000 MW’tır. Kasım 2020’de ise kurulu güç yaklaşık olarak 92.000 MW  /11/.

1200 MWe gücünde tek reaktörün toplam kurulu güçteki payı % 1 bile değidir.

Not: Her ne kadar 1,2 GW (1200 MW) güçteki reaktörün toplam kurulu güçteki payı hesapla 1,2 GW/90GW= %1,33 bulunursa da, gerçekte bu değer tutturulamaz. Çünkü Akkuyu’daki 4 reaktörün  birlikte, yıl boyunca aynı kapasitede (% 80 verimle) ya da randımanla  çalışması beklenemeyeceğinden 1 reaktörün toplam elektrik üretimine katkısı yılda % 1’ in altında kalacaktır. Bilindiği gibi, elektrik üretiminde belirleyici olan kurulu güçten çok, o kurulu güç ile kaç kWh ya da MWh elektrik üretilebileceğidir. Bu durum güneş enerjisi santrallarıyla nükleer santrallar karşılaştırmasında daha da belirgin görülür /8, 9/. Örneğin, 2018 yılında yaklaşık 88 GW kurulu güçle üretilebilen elektrik miktarı kuramsal olarak:                  88GW x 365gün/yıl x 24h/gün= 771 TWh olması gerekirken, sadece 305 TWh (TeraWatt Saat) elektrik üretilmiştir. Buradan çeşitli santrallardan oluşan tüm kurulu güçlerin ortalama kapasitesi ya da verimi olarak sadece 305/771= % 39,5 dur.

Elektrik üretimine en azından %10 kadar bir katkı için dahi en az 10 nükleer reaktörün yapımı gerekir ki bu da 80-100 milyar dolar gibi yüksek bir döviz miktarını 5-10 yıl içinde gerektirecektir. Bu ise, bütçeyi ve dolayısiyle ekonomiyi altüst edeceğinden, böyle büyük bir yatırımı daha önceki hükümetler gibi şimdiki hükümetin de yapmak istemediği açıktır. Bu nedenle, önce Özal zamanının ‘yap, işlet, devret’ ve son yılların da da sadece ‘yap, işlet, bize elektrik sat, maliyetini elektrik satımından çıkar’ şeklindeki modelle, ülkenin ekonomisini altüst etmeden, yabancı bir şirkete, sanki otomobil fabrikası kurdurur gibi, bütçeye yük olmayacak, bir nükleer santral kurdurulması yolu seçilmiştir. Bu çeşit bir modelle, yapılabilecek  nükleer santrallar için ise batılı şirketler yapım ve işletme sırasında riske girip, zarar etmek istemediklerinden ilgi göstermemişler, proje için teklif vermemişler ya da tekliflerini sonradan geri çekmişlerdir. Daha sonra 2010 yılında, Akuyu’da herbiri 1200 MW’lık 4 reaktörlü bir nükleer santral yapımına sadece Rus şirketi ilgi göstererek teklif vermiş ve bununla ilgili yapılan sözleşme hatta TBMM’den geçirilerek yasalaştırılmıştır.  Böylelikle bugünkü ve ilerideki hükümetlerin bu yaptırımı ‘yasayla güvenceye alınarak’, nükleer karşıtların projeyi yargı yoluyla ileride engellemeleri önceden önlenmiştir denilebilir. Bir nükleer santral yapımı projesiyle ilgili sözleşmesinin yasalaştırılmasının dünyada bir benzeri var mıdır? bilmiyoruz ama batılı gelişmiş ülkelerde böyle bir uygulama bulunmuyor. Yasa çıkmadan önce  muhalefetin ve nükleer karşıtların bu yasayı engellemekle ilgili sesleri ise hiç duyulmamıştır. Bu nedenle nükleer santral yapmakta kararlı olan hükümetin elini bu yasa  iyice güçlendirmiştir.

Rus  şirketi 4 reaktörlü Akkuyu nükleer santralı için 20 milyar usd yatırım yapacağını 2010’da açıklamıştır. Reaktör başına 5 milyar usd ile ise güvenliği en üst düzeyde olan batıdaki 3.kuşak tipte bir nükleer santral yapılamayacağı, Finlandiya deneyimiyle, açıktır /3,4/.  Çünkü Finlandiya’da yapımı 18 yıldır süren ve çeşitli sistemleri onaylanmadığından ancak 2022’de işletmeye açılması planlanan (çok kez ertelemeden sonra) modern bir nükleer santralın 10 milyar usd’yi geçen maliyeti göz önüne alındığında, benzer güvenlikte bir santralı eğer Rus şirketi Akkuyu’da kuracak olursa, bu maliyete ek olarak ilerideki işletme giderlerinin yanı sıra, Türk hükümetinin elektriğin kWsaat fiyatına koyduğu üst sınırı da hesaba katmak durumunda olduğundan, zarar etmemek için santraldaki sistemleri Finlandiya’dakinden çok daha ucuza getirmek, kaliteyi ve dolayısıyla santralın güvenliğini düşürmek zorunda kalacağı, ne yazık ki, beklenir.

Türkiye’deki, yetkili kurumların, muhalefetin ve nükleer karşıtların uzmanlarının Rus santral projesini hem teknik hem de mali yönden derinlemesine  incelediklerini, Finlandiya’daki yeni nükleer santralla karşılaştırmalar yaparak aradaki maliyet farkının nereden kaynaklandığını gösteren bir teknik rapor hazırlandığıyla ilgili, eleştiren kurumların raporları dahil, hiç bir teknik raporda görmüyoruz. Çünkü santralın kaça çıkacağı Türkiye’yi değil Rus şirketini ilgilendirir denebilir. Ancak düşük maliyetle yapılacak santralda ileride ortaya çıkabilecek kazalardan zarar görecek hem halkımız hem de santralın çevresi olacak ve ortaya 3.sınıf güvenlikte bir nükleer santral çıkacaktır. Eğer güvenliği düşük böyle bir santral yapılırsa, bunun faturasını ilerde olabilecek küçük, büyük kazalarla Türkiye halkı, ne yazık ki, çok daha fazlasıyla ödeyecektir.

Finlandiya’da 2003’den beri yapımı süren 2009’da bitirileceği planlanan en soldaki NGS’ın  Olkiluoto (Basınçlı sulu) 1600 MWe  reaktörlü) görülüyor. Son ertelemeye göre 2022’de işletmeye açılacağı planlanıyor. Bunun sağındakiler ise işleyen kaynamalı sulu tipteki reaktörler (herbiri 880 MWe).

Türkiye’de hükümetlerin nükleer santral yapımını ön görmelerinin önemli bir nedeni, özellikle sanayi için ve akşamları büyük kentlerde gereken enerji miktarını, elektriksel gücü ve verimi yenilenebilir enerjilere oranla, çok daha yüksek nükleer santrallarla bir çırpıda kapatma planı olsa gerekir. Akkuyu’da 4 reaktörlü toplam 4800 MW kurulu güçlü bir NGS’nın gece gündüz yıl boyunca % 80 verimle sağlayacağı 4800 MW’lık elektriksel güç (4800x0,80=3840 MW), ancak Türkiye’de 2020’de bulunan en büyük güçteki 50 MW’lık güneş santralının yıllık en yüksek verimi olan 0,18 gözönüne alındığında : 3840 MW/ 50 MW x 0,18= 426 adet güneş enerjisi santrallarıyla sağlanabilir /5,7/ . Güneşi az Almanya’da 2011 yılında bu verim sadece % 9-11 kadardır. Geceleri güneş enerjisinden ve rüzgarsız günlerde de rüzgar enerjisinden yararlanılamayacağından,  günün belirli saatlerinde büyük enerji gereksinimini karşılamak amacıyla nükleer ve/veya fosil yakıtlı santralların devreye girmesi zorunlu olmaktadır. Öte yandan yenilenebilir enerji kaynaklarından, ülke yüzeyindeki çok sayıdaki noktada üretilen elektrik enerjisinin dağıtımı ve bunların belirli noktalarda toplanıp özel bilgisayar programlarıyla enerjiye gerek duyulan yerlere gecikmeden ulaştırılabilmesiyle ilgili yeni elektrik ağlarının (şebekelerinin), bilgisayarlı sistemlerin kurulması da gerekiyor. Tüm bu projeler ise büyük çapta teknik çalışmaları ve sonunda büyük yatırımları gerektiriyor. Cari açık ve bütçe dengesiyle uğraşan hükümetlerin milyarlarca doları bulacak yenilenebilir enerjiyle ilgili yatırımları neden ön görmediği buradan anlaşılabilir. Kuşkusuz, yenilenebilir güneş ve rüzgar enerjilerine önem verilmeli, ilgili santrallar artırılmalı ve gerekli yatırımlar yapılmalı, bunlarla enerji üretimine önemli bir katkı sağlanmalıdır. Ancak bunlar yapılsa bile sanayinin ve geceleri kentlerin büyük enerji gereksinimlerinin, güneş ve rüzgar enerjisiyle kapatılamayacağı gerçeğini de görmek gerekiyor. Örneğin Almanya’da nükleer santralların kapatılmasından doğan açık, yenilenebilir enerjilerle kapatılamayacağından herbiri 1000 MW dolayında bir dizi yeni kömür santrallarının planlanmasına ve  yapımına başlanmıştır. Bunların ise filtrasyona rağmen çevreye bacadan saldığı ağır metaller ve kömür tozundaki (sonunda, kurumdaki) radyoaktif maddelerin insan sağlığına zararlı olmasının yanı sıra salınan CO₂ ‘den de iklimin olumsuz etkilendiği biliniyor.İleride Almanya’da (2035) kömür santralları da kapatılınca, enerji eksikliği doğduğunda, Almanya’nın AB elektrik şebekesinden elektrik çekmesi, bunun ise başta Fransa’dan kaynaklanan nükleer santral kaynaklı elektrik olması açıktır.

Nükleer karşıtların, muhalefetin ve halkın konuya yaklaşımı yönünden durumun incelenmesi

Türkiye’deki nükleer karşıtlar, Nükleer Karşıtlar Platformu (NKP) adıyla  çeşitli aktivitelerde bulunuyorlar. Bu platformu destekleyen sayıları 100’ ü geçen, dernek, mühendislik odaları ve sivil toplum kuruluşları olduğu medyadaki haberlerden kestirilebilir . NKP’nin zaman zaman nükleer santrallara karşı toplantılar, sempozyumlar, gösteriler yaptığını kendi yayınlarından ve medyadan öğreniyoruz. Medya haberlerinden görebildiğimiz kadarıyla, toplantıları, daha çok kendi katılımcılarıyla ve ilgi duyan az sayıda kişilerle yapılıyor. Gösterilerinde kuşkusuz daha çok kişi bulunuyor ve imza kampanyalarıyla 10 bin kişinin desteğini de sağladıklarını açıklıyorlar. Ancak tüm bu çalışmaları, uğraşları, nükleer enerjiye karşı görünen gazetelerde bile manşete çıkamıyor, orta ya da son sayfalarda resimli haberler olarak yayımlanıyor. Çok izlenen TV programlarında da nükleer karşıtların aktiviteleri pek yer bulamıyor.

Muhalefet partilerinin gündeminde ise nükleer enerjiye pek rastlanmıyor. Sadece, Akkuyu sözleşmesi TBMM’de yasalaştıktan sonra,  CHP’nin Anayasa Mahkemesine başvurduğunu, yasanın iptalini istediğini ve Anayasa Mahkemesinin de bunu 31 Mayıs 2012 günü reddettiğini medyadan öğreniyoruz.

Halkın büyük çoğunluğunun gazete bile okumadığı, gazetlerin trajlarının bu nedenle batı dünyasına oranla çok aşağılarda kaldığı bilinirken, diğer teknik konularda olduğu gibi, nükleer enerji konusunda da halkın büyük bir bölümününden kitlesel bir katkı beklenemez ki zaten bugüne kadar bu, gerçekleşmedi.

Almanya’daki durumla karşılaştırma

Almanya’da ortalama öğrenim ve yaşam düzeyi yüksek olan halk, sivil toplum örgütlerinin öncülüğünde son YY’ dır nükleer santrallara karşı çok çeşitli ve büyük katılımlarla toplantılar, gösteriler yaptı. Son 40 yıldır,  yeşiller partisi ‘Atom Enerjisine Hayır’ kampanyalarıyla, ülke çapında yüzbinlerin katılımıyla halk, örneğin el ele tutuşarak 100 km’yi aşan kuyruklar oluşturdu. TV’de açık oturumlarla, söyleşilerle nükleer enerji konusunda halk bilgilendirildi. Nükleer enerji karşıtları, diğer partilerde ve sivil kuruluş örgütlerinde çığ gibi büyüdü ve sonunda Mart 2011’ deki Fukuşima reaktörlerindeki patlamaların TV’lerdeki görüntüleri nükleer enerjiye karşı görüşleri ateşledi. Büyük oy kaybedeceğini anlayan fizik doktoralı Sn. Merkel – nükleer enerji konusunda yanılmışım! diyerek 180 derece dönüşle nükleer enerjiden çıkılacağını kazadan sonra halka duyurdu. Aslında Almanya’daki nükleer santrallar dünyanın en güvenli santrallarıydı, nükleer santralların çalıştırıldığı son 50 yıldır  çevreyi, insanları etkileyen önemli bir kaza da Almanya’da olmamıştı.  Fukuşima’daki gibi bir Tsunami de beklenmiyordu ve reaktörlerin dizelle çalışan ivedi soğutma sistemleri çok daha farklı projelendirilip uygun yerlere yerleştirilmişlerdi. Fukuşima kazası olmasaydı Almanya’daki nükleer santralların işletme süreleri daha da uzatılacaktı. Kısacası Almanya’da nükleer enerjiye karşı olanların sayısının çığ gibi büyümesi sonucu, nükleer santralların durdurulmasını, oy kaybedeceklerini açıkça gören partiler ve politikacılar kabul etmek zorunda kalmışlardır.  Benzer bir durum ise Türkiye’de yoktur.

Sonuç ve öneriler

Türkiye’de nükleer santrallara karşı, Almanya’daki yeşiller partisi gibi zaman zaman % 20 oy potansiyelini aşan bir parti Türkiye’de bulunmuyor. Almanya’daki durumun aksine, Türkiye’de nükleer santrallara karşı tabandan gelen ve büyük halk kitlelerini harekete geçiren bir direniş olmadığı gibi böyle bir direniş tavanda da, özellikle muhalefet partilerinde, sivil toplum kuruluşlarında da bulunmuyor.

Zaman zaman nükleer karşıtların sınırlı etkinlikleriyle, nükleer santral yapımını Türkiye’de durdurmayı ummak, bu nedenlerle, gerçekçi değildir.

Bu durumda, tüm sivil kuruluş örgütlerine, muhalefet partilerine önerimiz, Anayasa Mahkemesinin de uygun gördüğü yasayla, yapımı artık kesinleşen ve yapımına başlanan Akkuyu nükleer santralını durdurmakla ilgili bizce boşa harcanacak çaba yerine, artık çevreyi ve halkı koruyucu yönde çaba gösterilerek güvenliği en üst düzeydeki bir nükleer santral yapımına katkıda bulunulmalı, güvenli sistemlerin kurulmasının ve kalite kontrollarının yapılmasının /4,5,6,7/ kamuoyuna ve yetkililere sürekli duyurulmasıdır, vakit daha çok geçmeden.  Kalitesi düşük ve kazalara yol açabilecek bir nükleer santral yapılıp işletildiğinde, bundan ileride zarar görecek olanlar, ummak istemediğimiz kazanın büyüklüğüne göre, ülkenin büyük bir bölümünde yaşayan insanlarımız ve doğamız olacaktır. Bu nedenle yapımına başlanan Akkuyu nükleer santralının güvenliğinin en üst düzeyde olabilmesi için başta denetleyici kurum olan Nükleer Enerji Düzenleme Kurumu (NDK)’nun /10/, Enerji ve Tabii Kaynaklar, Çevre Bakanlığının,  muhalefet partilerinin, üniversitelerin ve sivil toplum kuruluşlarının bu konuda gereken duyarlığı göstererek, en üst düzeyde güvenliği sağlanacak olan bir  NGS yapılması ve  işletilmesi için katkıda bulunmaları beklenir.

...............................

Kaynaklar

/1/ Akkuyu Nükleer Santralının yapımıyla ilgili 29.06.2010 tarihli kanun tasarısı (TBMM”nin onay tarihi: 21.07.2010 Rusya ile yapılan anlaşma

/2/ Akkuyu Nükleer Güç Santralı (NGS) Projesi, Çevresel Etki Değerlendirme Dosyası (ÇED Raporu) Worley Parsons ve Dokay Şirketleri, Ankara, 2011

/3/ Finlandiya’daki yeni nükleer santral yapımıyla ilgili IAEA / STUK Raporu: Regulatory and Modernization Experiences on Finnish NPP I&C-area To be presented at IAEA 23rd TWG-NPPIC Meetingon 24-26 May 2011 in Vienna.

/4/ Akkuyu nükleer santralindeki teknik boşluklar, Atakan, Y., Bilim ve Gelecek, Ekim  ve Kasım 2013

/5/ Akkuyu nükleer santralı konusunda sorunlar ve öneriler, Atakan, Y., Bilim ve Gelecek, Kasım 2013

/6/ NGS-KALITEKONTROLU-FMO-ATAKAN.pdf (google.com)

/7/ FMO-NGS-TEKNIK-RAPOR-20151.pdf (google.com)

/8/ ELEKTRIK-SANTRALLARI-ARTIMI-X-atakan-Aralaik-2019.pdf (google.com)

/9/ GUNESTEN-TR-ELEKTRIIK-ARTIMI-FMO-BG-Atakan-20.pdf (google.com)

/10/ https://ndk.org.tr

/11/ EMO - TÜRKİYE ELEKTRİK ENERJİSİ İSTATİSTİKLERİ

............................................

 Yukarıdaki yazıyla ilgili bir görüş ve yanıt

Bir görüş:

Sadece "Santral madem yapılıyor bari güvenli olsun" demek bence saflık olur. Elbette güvenli yapıyoruz diyeceklerdir. Daha somut öneriler olsa belki etkisi olabilir. örneğin muhalefet ve sivil toplum örgütleri IAEA gibi bağımsız uluslararası  uzman kurumların incelemesinde ısrar edebilir.

 Yazarın açıklamalı yanıtı:

Kontrol ve onaylama sözleşmeye göre zaten bizde ve gerekirse IAEA, TÜV gibi bilirkişiler standartları kontrol için usulen devreye katılabilir. Rus şirketinin, Rus Standartları ve yaptıkları önceki reaktörleri örnek göstereceği ve bizim yetkililerin de santrallar bir an önce devreye alınsın diyerek bunu kabul edecekleri beklenir. Zaten sözleşmeye göre herhangi bir itiraz ya da reddetme hakkımız bulunmuyor.

Ayrıca örneğin IAEA‘ nın  bir kaç ziyaretle yapacağı bu gibi kontrol ve onaylamalarından bir yarar beklenmemeli. Bir dizi yazı ve ilgili Teknik raporumuzda (FMO )/Bkz 4,5,6,7/ ayrıntılarıyla açıkladığım gibi, ancak her bir önemli parçanın (reaktör kazanı, boru hatları, büyük pompa ve vanalar, jeneratörler, hatta dübellerin) fabrikalarında ve NGS’da kurulduğunda, monte edildiklerinde, yerinde kalite kontrolları ve testleri ilgili Uluslararası Standartlara göre uzun süreli olarak yapılabilirse bir işe yarayacakır. Bu durumda bile, kontrollar olumsuz sonuçlanırsa, belki milyonlarca usd’yi bulacak ilgili parçaların (örneğin reaktör kazanının)  yenilenmesini ise,  Rus şirketinin de bizim hükümetin de kabul etmesi beklenmemeli. Çünkü bu durumda hem fiyat çok artacak hem de NGS’nın işletmeye açılması ertelenecek, çok uzun sürecektir (Finlandiya'daki son santral gibi 20 yılı bile bulabilir, zaten Akkuyu projesine başlanalı 10 yılı geçti !.).

Not: Üniversitelerden, muhalefet partilerinden, meslek odaları ve diğer sivil toplum kuruluşlarından oluşabilecek bir uzmanlar kurulunun yapılmakta olan reaktörlerin tekniğini, güvenilirliğini enine boyuna incelemeleri ve bir teknik rapor yazabilmelerini ummak gerçekçi değil. Çünkü bunun için böyle bir kurulda görev alacak kişilerin, reaktörlerin iç yapısının teknolojisinde, Almanya‘daki ‚nükleer TÜV bölümündeki‘ elemanları gibi, bilgi ve deneyim sahibi olan gerçek nükleer uzmanlar gerekir ki, bunlar zaten bizde bulunmuyor. Ayrıca bu kuruldakilere hem ilgili teknik bilgilerin, dokümanların önceden verilmesi hem de nükleer sistem parçalarının yapıldığı ilgili fabrikalarda ve yapılmakta olan NGS’da inceleme yapabilme izninin de verilmesi gerekir. Tüm bunlar sağlansa dahi ileride fiyat ve süre artımı  olabileceğinden, böyle bir kurulun çalışmasının, sonunda kabul görmeyerek boşa gideceği açıktır. Bizce kaliteli, güvenli bir NGS için tek çıkar yol yetkililerin devreye katacakları nükleer TÜV uzmanlarıyla denetimi baştan sona sağlatmaları için çaba göstermeliyiz. Bu konunun ayrıntıları, öneriler çeşitli yazılarımızda ve yukarıdaki yazımızın sonunda  bulunuyor /4-7/.

……………………………

 Halkı inandır nükleeer santralı yap!

Mersin Akkuyu’da yapımı planlanan dört nükleer reaktörlü santral için yetkililer, sözleşme yapılan Rus şirketine  “Halkı inandır ve santralı yap!” denebilecek bir koşul ileri sürmüşler (basından). Nükleer santralların çok çeşitli teknik özellikleriyle ilgili uzmanlık dallarına yabancı olan çevre halkı ve hatta sivil toplum kuruluşları, nükleer santralın ileride hiçbir güvenlik sorunu yaratmayacağına nasıl inandırılacak? Nükleer santralın teknik yapısını, güvenlik önlemlerini gösteren resimlerin, çizelgelerin ve video kayıtlarının sergileneceği halka açık toplantılarda yapılacak konuşmalar, soru ve yanıtlar, çevre halkını inandırmak için yeterli olacak mı? Konuya yabancı çevre halkına “Hiç kuşkulanmayın, rahat uyuyun, yapacağımız nükleer santral çok güvenli olacak, 5-7 yıllık yapım ve ileride 40 yıllık işletme süresince buraya yüzlerce şirket gelecek, sizler ilk sırada olmak üzere binlerce insana iş olanağı doğacak, çevreniz kalkınacak.” gibi çekici sözler mi söylenecek ve halkın onayı mı alınacak?

İzlenecek, alışılmış doğru yol ise, ilgili şirketin yapacağı nükleer santralın projesini tüm teknolojik özellikleriyle hazırlayıp açıklaması (20-30 kalın klasör) ve bunun uzmanlar düzeyinde incelenip tartışılması; bilirkişilerin çalıştığı uluslararası saygın kurumlardan (örneğin IAEA, Almanya’da GRS, TÜV)* projeyle ilgili teknik değerlendirme raporlarının alınması ve ancak bundan sonra santralın projesi ve güvenliğinin ölçüsü bilirkişi raporlarıyla desteklenerek halka sunulmasıdır. Santralı yapacak şirket ön bilgilendirme toplantılarıyla çevredeki halka ve sivil toplum kuruluşlarına bu yolu izleyeceğini önceden açıklamalı, santralla ilgili genel bilgi vermelidir. Bu yolun, hükümetin yapımına kararlı olduğu Akkuyu ve diğer santrallar için izleneceği, Türkiye’de güvenliği en üst düzeyde ve Finlandiya’da yapımı bitmek üzere olan 3. kuşak modern nükleer santralların benzerlerinin yaptırılacağı beklenir. Açıklanan CED raporu (**) bu konuda olumlu bir başlangıç olmakla birlikte bununla kalınmamalı, yukardaki yol izlenmelidir.

Nükleer santral yapımına karşı çıkan sivil toplum örgütlerine de önerimiz, hükümet nükleer santral yaptırmada kararlı olduğuna ve sanırız hiçbir güç ve olay (örneğin Fukuşima) da hükümeti bu kararından vazgeçiremediğine göre, akıntıya karşı kürek çekmek yerine, güvenliği düşük düzeydeki santrallara karşı çıkarak, “ Yapılırsa güvenliği en yüksek standartta santral olsun” denilerek, halkı ileride olabilecek kazalara karşı şimdiden korumaya katkıda bulunmak olmalıdır ve sağduyu da bunu gerektirir. Yoksa, istenildiği kadar direnilsin, sonunda güvenliği düşük santrallar  kurulmasını eminiz nükleer santral karşıtları da hiç istemezler ama umarız iş işten geçmiş olmaz!

_____________

(*) IAEA: Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu, GRS: Almanya Reaktör Güvenlik Kurumu,

TÜV: Almanya Teknik Gözetim/Denetim Kurumu (nükleer santrallar bölümü).

(**) CED: Akkuyu Nükleer Santralı Çevre Etki Değerlendirmesi, Dokay Aralık 2011

 Not: 2014 yılında yazılan yukarıdaki yazılar güncellenerek, bugünkü duruma uyum sağlanmıştIr.

Dr.Yüksel Atakan 

Radyasyon Fizikçisi,

ybatakan3@gmail.com 

..........................................

BİRİMLER

1 Watt: Elektrik güç birimi olup ‘Enerji aktarım (transfer) hızını’ gösteriyor

(enerji değil, enerjiyle karıştırılmamalı!). Güç (W)= Ws/s

 Enerji birimi: WattSaniye (Ws) = Güç (Watt) x Saniye (s).

1 WattSaniye (1Ws): 1 saniyede üretilen ya da tüketilen 1 Joule’lük enerji, elektrikte, 1 Ws’dir.

 1 Joule: Örneğin 100 gramlık çikolata paketini yerden 1m yukarıya kaldırmak için gereken enerji.

 1 WattSaat (1 Wh) = Güç (Watt) x Saat (h).

 1 kWh = 1000 Wh, 1 MWh= 1 Milyon Wh, 1 GWh= 1 Milyar Wh, 1 TWh= 1 Trilyon Wh= 1 Milyar kWh . Örneğin 1 milyar 100 Watt’lık ampulü 10 saat yakabilmek için 1 milyar kWh’lık enerji gerekecek.

 

 

 

 

Nükleer enerjili dronlar ağır yükler taşıyabilir ve yüksek hızda saatlerce uçabilir

 

Dronlar sadece 21. yüzyıl savaşını dönüştürmekle kalmadı aynı zamanda daha önce erişilemeyen yerlere artık erişebilen küçük gruplar veya bireyler tarafından kullanılabilmektedirler.  Güvenlik güçlerinin yanı sıra tarım ve biyolojik araştırmada ormansızlaşmayı haritalamak ve meyve bahçelerindeki kuru alanları tespit etmek için kullanılır.Ayrıca kurtarma ekipleri, emlakçılar ve arazi araştırmacıları da kullanmaktadır.

2008-2011 yılları arasında, Sandia Ulusal Laboratuvarları ve Northrop Grumman, aylarca uçabilecek nükleer uçaklar tasarladı. Bu İHA, yakıt ikmali yapmadan aylarca uçabiliyordu ve proje en azından kağıt üzerinde tamamlanmıştı.

Rapora göre, İHA yeteneklerindeki en büyük eksiklik defalarca şu şekilde belirlendi:

1) yetersiz uçuş sürekliliği veya "askıda kalma süresi"

2) daha yüksek güçlü aviyonik ve yük sistemlerini çalıştırmak için elektrik gücü ve

3) yetersiz iletişim bant genişliği ve erişimi.

Nükleer enerjiyle çalışan insansız hava araçlarında yaklaşık iki ton yakıt ve buna ek olarak benzer ağırlıkta cephane ve diğer teçhizatı taşımakta ve yaklaşık 42 saat veya tamamen mühimmat yüklendiğinde havada sadece 14 saat kalabiliyor.

Convair NB-36H Peacemaker deney uçağının bomba bölmesi üç megavatlık, hava soğutmalı bir nükleer reaktör taşıyacak şekilde modifiye edildi. Uçak Kalkanı Test Reaktörü (ASTR) adlı reaktör çalışıyordu ancak uçağa güç vermiyordu. Uçak, Temmuz 1955 ile Mart 1957 arasında New Mexico ve Texas üzerinde 47 test uçuşu ve 215 saatlik uçuş süresini (89'u reaktör çalıştırıldı) tamamladı. Çin, iki prototip erimiş tuz nükleer reaktörüne 3,3 milyar dolar harcadığını açıkladı. Onları Moğolistan'da inşa ediyorlar. Prototipler başarılı olursa, onları daha hızlı donanma gemileri ve nükleer enerjili insansız hava araçları için daha kompakt ve güçlü reaktörler için de kullanacaklardı.

Sovyet nükleer uçak geliştirme programı, deneysel Tupolev Tu-119 veya Tupolev Tu-95 bombardıman uçağından türetilen Tu-95LAL ile sonuçlandı. 4 geleneksel turboprop motoru ve yerleşik bir nükleer reaktörü vardı. Tu-119, çoğu reaktör kapalıyken yapılan 34 araştırma uçuşunu tamamladı. Uçuş aşamasının temel amacı, mühendislerin temel endişelerinden biri olan radyasyondan korunmanın etkinliğini incelemekti.

NASA, Titan gezegenine yapılacak bir görev için nükleer enerjiyle çalışan bir drone teklifi aldı. Titan, nükleer güçle çalışan bir dörtlü helikopterin uçabileceği bir atmosfere sahiptir.

İnsansız, nükleer enerjili insansız hava araçlarının gelecekte geliştirilebileceği düşünülebilir, ancak bir takım ciddi mühendislik sorunlarının üstesinden gelinmesi ve önemli risklerin bir kenara bırakılması gerekecektir.

İşin aslı, dronların çok iyi bir güvenlik siciline sahip olmadığıdır. Çok çarpıyorlar ve bazen yanlış insanları öldürüyorlar. Daha da kötüsü, nükleer enerjiyle çalışan bir insansız hava aracı haydut devletlerin veya teröristlerin eline geçerse?

 

Derleyen:Selin PIRAVADILI MUCUR

 

Kaynak

https://bigthink.com/think-tank/drones-on-nuclear-steroids

https://www.nextbigfuture.com/2017/12/nuclear-powered-drones-are-technically-feasible-and-could-fly-for-years.html

Radyasyonlar Vücudumuzu Nasıl Etkiliyor, Radyasyon Dozunun Anlamı?

 Radyasyon Nedir?

Radyasyon, enerjinin bir yerden başka bir yere ışınlar ya da tanecikler halinde iletiminden başka bir şey değil. Tüm radyasyonlara, çok çeşitli frekanslarda titreşen enerji paketlerinden oluşan ışınlar gözüyle de bakılabilir. İyonlayıcı radyasyonlar, ya Röntgen ve gama ışınları gibi Elektro Manyetik (EM) ışınlardan ya da alfa ve betalar gibi çok hızlı taneciklerden oluşuyorlar. Bu çeşit radyasyonların iyonlayıcı radyasyon olarak adlandırılması, molekül ve atomlardan elektron sökebilecek kadar yüksek enerjide olmaları sonucu bunları iyonlaştırmasından kaynaklanıyor (Bkz Şekil 1). Böylece ortaya, bir serbest elektronla, arta kalan, artı yüklü bir atomdan (iyon) oluşan bir ‘iyon çifti’ çıkıyor.

Radyoaktif madde nedir?

Atom çekirdeklerinden kendiliğiden alfa, beta ve gama ışınları yayınlayan maddeler  radyoaktif madde olarak adlandırılıyor.

Not: Cep telefonları ve baz istasyonlarından yayınlanan, radyo dalgaları olarak da adlandırılan, EM radyasyonlar (ya da EM dalgalar) çok daha düşük enerjileri nedeniyle atomlardan elektron sökemediklerinden iyonlayıcı radyasyonlar değiller. Bunlar, doku ve hücrelere girip aktardıkları enerjilerle çok daha az etkili olabiliyorlar, ancak atom ve atom çekirdeğine girip etkili olamıyorlar. 

 Kanser olasılığı?

Röntgen filmi çektirirken Röntgen makinesinden vücudumuza giren ‘Röntgen ışınları’ da, radyoaktif maddelerden yayınlan alfa, beta ve gama ışınları da vücudumuza girdiğinde çok az olasılıkla kanser yapabiliyorlar. Vücudumuzda kanser oluşup oluşmaması, ışınların (radyasyonların) cins ve miktarıyla, etkilenen organın cinsine ve ışınlanma süresine bağlı. Aktarılan radyasyon enerjisiyle, bunun süresi, aşağıda açıklayacağımız ‘Etkin Doz’ kavramının temeli olup, bu doz, kanser olasılığı (riski) için, önemli bir ölçüt. 

Radyasyondan korunmada amaç ?

İyonlayıcı radyasyondan korunmada amaç, doğada, tıp ve teknolojide ortaya çıkan radyasyonlardan insanı ve çevreyi korumanın yanı sıra, radyasyonların tıp ve teknolojideki uygulamalarından da insanlara yarar sağlamaktır. Bu nedenle tıp ve teknolojideki her bir radyasyon uygulamasının daima insana yarar sağlayacak bir gerekçesi olmalı ve uygulama sırasında alınacak radyasyon dozu da, akıl ve mantığımızla uyumlu olacak şekilde ‘olduğunca düşük ya da az’ olmalıdır. Örneğin tıpta, Röntgen filmi çekiminde ve Bilgisayar Tomografi taramasında, bunlar bize, tanı amaçlı yarar sağladığı ve alınan radyasyon dozları da akıl ve mantıkla uyumlu olacak şekilde düşük tutulabildiği için bu uygulamalar kabul görmektedir.

 

Şekil 1: Soldaki iki şekilde radyoaktif bir maddenin atom çekirdeğinden yayınlanan alfa, beta ve gama radyasyonları gösteriliiyor. En sağdaki şekilde ise atom çekirdeğinden yayınlanan gama ışınlarının, başka atomlara çarpmasıyla, enerjilerinin bir bölümünü bunlara aktararak iyon çiftleri oluşturması gösteriliyor (iyon çifti: serbest kalan elektron ile arta kalan atom) /4/

Enerji Dozu

Radyasyonla yapılan araştırmalar, radyasyonun vücuda olabilecek etkisinin, ilgili organın kilogramı başına, o organa aktardığı enerji miktarına (Joule) bağlı olduğunu göstermiştir ki bu Enerji Dozu’dur Birimi Joule/kg olup, Gray (Gy) ve miliGray (mGy) adlarıyla kısaltılmıştır.

1 Gray=1000 mili Gray= 1 Joule/kg (herhangi bir maddede, örneğin vücut dokusunda enerji soğurumu).

 

Şekil 2: Bir radyasyon kaynağından yayınlanan iyonlayıcı radyasyonların maddeyi ışınlaması ve maddede dozun oluşması şematize ediliyor. Sağdaki şekil, bir radyasyon kaynağının bulunduğu yere konan ‚Radyasyon Uyarı‘ işareti /4/.

 

Eşdeğer Doz

Aynı enerji dozundaki farklı  radyasyonlar yolları boyunca, vücuttaki dokularda farklı uzaklıklarda enerjilerini bıraktıklarından, geçtikleri hücreleri yoğun ya da az etkileyebiliyorlar ve böylelikle farklı bozunmaya neden oluyorlar. Örneğin kütleleri büyük olan alfa ışınları, deri yüzeyindeki hücrelerde soğurularak ya da enerjilerini onlara aktararak, aynı enerji dozundaki Röntgen ışınlarından 20 kat daha fazla bozunmaya neden olabiliyorlar. Buradan ‚Eşdeğer doz‘ kavramı ortaya çıkıyor ki bu da Enerji Dozunun ‚kalite katsayısı‘ olarak adlandırılan bir katsayı ile çarpımından oluşuyor (Alfalar için kalite katsayısı : 20). Eşdeğer doz birimi Sievert (Sv), ancak daha çok binde biri olan  mili Sievert (mSv) kullanılıyor.

 

Etkin Doz

Vücuttaki çeşitli organ ve dokuların radyasyona duyarlığı farklı olduğundan hem bunların etkilerini karşılaştırabilmek hem de tüm vücudun etkilendiği dozu ve oluşabilecek kanser riskini hesaplayabilmek için ‚Etkin Doz‘ kavramı türetilmiştir. Genellikle, radyasyondan korunmada, biyolojik bir doz olan etkin doz kullanılıyor. Etkin doz, radyasyonun sadece özelliklerini değil, bunun yanı sıra, ışınlanan organın bu radyasyona olan duyarlığını da içeriyor. Bu nedenle etkin doz, insana, radyasyonun ne derece etkili olabileceğini de göstermiş oluyor.

Örneğin aynı eşdeğer doz için akciğerlerdeki kanser olasılığı (riski), tiroid bezindekine oranla 3 kat daha yüksek. Tüm vücudun kanser olasılığını kestirebilmek  için ise her bir radyasyon cinsi ve etkilenen her bir organ için kanser olasılıklarının hesaplanıp, toplanması gerekiyor. Etkin doz, bir organın radyasyona duyarlığını hesaba katan ‚Doz Ağırlık katsayısı’yla, eşdeğer dozun çarpımından oluşuyor, birimi Sievert (Sv, mSv). Organların doz ağırlık katsayıları Çizelge 1‘de yer alıyor. Görüldüğü gibi tüm vücut için doz ağırlık katayılarının toplamının 1 olması gerekiyor. Bu değerleri Uluslararası Radyasyondan Korunma Kurulu (ICRP), zamanla gelişen bilimsel araştırmalara bağlı olarak, ilgili yayınlarında açıklıyor. Son değerler 2007 yılındaki ICRP yayınında bulunuyor.

Doz ağırlık katsayısı örneğin Tiroid bezi için 0,04. Bunun anlamı, örneğin tiroid bezinin büyüklüğünü belirleyebilmek için iyot 131 radyoaktiviteli su içirilen bir hastanın tiroid bezi 100 mSv’lik bir ‚tiroid dozu‘ aldıysa (eşdeğer doz), bu dozun hastada tiroid kanseri oluşturma riskiyle, o kişinin tüm vücudunun 4 mSv’lik doz alması sonucu (100 x0,04= 4 mSv, tüm vücut Etkin Dozu‘nun) vücuttaki kanser riskinin aynı olacağıdır.

Özetle, ‚Etkin Doz‘, kavramı ile, çeşitli cins ve kaynaklı radyasyonların vücuttaki etkileri, kanser riskleri karşılaştırıyor, mSv olarak aynı değerler, aynı kanser olasılığını (riskini) gösteriyor.

 

Çizelge 1: Farklı dokular için Doz Ağırlık Katsayıları (Vücudun ilgili organının aldığı Eşder Doz bu çizelgedeki katsayı ile çarpılarak Etkin Doz hesaplanıyor)
Organlar	Doku Doz Ağırlık Katsayıları
	ICRP26 1977	ICRP60 1990	ICRP103 2007
Gonadlar (Yumurtalıklar)	0.25	0.20	0.08
Red Bone Marrow (Kırmızı Kemik iliği)	0.12	0.12	0.12
Colon (Kalın bağırsak)	–	0.12	0.12
Lung (Akciğer)	0.12	0.12	0.12
Stomach (Miğde)	–	0.12	0.12
Breast (Göğüs, meme)	0.15	0.05	0.12
Bladder (Mesane)	–	0.05	0.04
Liver (Karacığer)	–	0.05	0.04
Oesophagus (Yemek borusu)	–	0.05	0.04
Thyroid (Tiroid)	0.03	0.05	0.04
Skin (Deri)	–	0.01	0.01
Bone surface (Kemik yüzeyi)	0.03	0.01	0.01
Salivary glands (Tükürük bezleri)	–	–	0.01
Brain (Beyin)	–	–	0.01
Remainder of body (Arta kalan vücut)	0.30	0.05	0.12
Toplam	1.00	1.00	1.00

 

İyonlayıcı Radyasyonların Vücuda Etkileri?

Radyasyonların vücuda etkileri, ancak 300 - 1000 mSv gibi ve hatta daha yüksek dozlarda gözlenebiliyor (Örneğin deride kızarma, kanda değişiklik gibi). Yüksek dozlarda etkinin, doz arttıkça artmasına karşın, düşük radyasyon dozlarında, doz arttıkça etki değil, ‘etki olasılığı’ artıyor (Ya da başka bir deyimle: doz arttıkça, etki daha sık gözleniyor).

Düşük dozlarda da radyasyon enerjisinin vücuda aktarılması sonucu hedefteki hücre moleküllerinde bozunma ortaya çıkabiliyor. Örneğin hücrelerindeki DNA molekül bağlarının koparılmasyla, hücrenin kendi onarım mekanizmasına rağmen bunların onarılamayarak kanserin ortaya çıkmasıyla sonuçlanabiliyor. Eğer radyasyon dozu belirli bir üst sınırı aşarsa, o zaman dokularda da bozunma başlayabiliyor. Tipik doz üst sınır değeri: bir kaç yüz mili Sievert.

Düşük dozlarda vücuda etki istatiksel. Örneğin büyük bir toplulukta (10 bin, 100 bin kişi gibi) her kişi aynı radyasyon dozunu almış ise, bunlardan rastgele bazı kişilerin kansere yakalanması söz könusu olabiliyor. Ancak, bu topluluktan ileride kansere yakalananlar içinde, kimlerin bu düşük dozdaki radyasyonun etkisiyle kansere yakalandığını belirlemek olanaksız. Çünkü kanser yapabilen çok sayıda başka etken olduğunu biliyoruz. Örneğin iyi yanmamış kömür ateşinde pişen bir pirzolada biriken yüzlerce kanser yapabilen madde bulunuyor. Fabrika baca ve otomobil egzos gazlarındaki kimyasallarla kirlenen havayı soluyanlar da kansere yakalanabiliyorlar. Tüm dünyada ortalama olarak insanların % 40’ı çeşitli nedenlerle (ya da bilinmeyen nedenlerle), yaşamları boyunca kansere yakalanıyorlar ve ölenlerin % 25 kadarı da kanserden ölüyor.

Özetle: Çok büyük kanserli sayılarının içinde, radyasyondan ölümler olup olmadığını ve olduysa bunların kaç kişi ve kimler olduğunu belirlemek ise olanaksız. Benzer durum, yediğimiz besinlerdeki ya da soluduğumuz havadaki bazı kimyasal maddelerin kansere neden olup olmadığı için de geçerli.

 

Etkin Doz Ölçümleri

Vücuttaki her organda ölçüm yapılamayacağından, etkin dozun vücutta doğrudan ölçümü olası

değil. Bu nedenle radyasyona hedef olan bir kisinin bulunduğu yerde, sabit ya da portatif bir aletle radyasyon doz hızı (saatte alınan radyasyon dozu : mSv/h) ya da ‚ortam radyasyonu‘ ölçülerek o kişinin orada ne süre kaldığı da belirlenerek, aldığı eşdeğer doz hesaplanıyor. Eşdeğer ortam dozundan etkin dozun bulunması ise, ilgili radyasyonların cinsleri ve doz ağırlık katsayıları (Çizelge 1) göz önüne alınarak yapılabiliyor ya da bu, ölçüm aletlerinde ilgili iç düzeltmeyle sağlanıyor.  

 

Radyasyon Dozu Nasıl Azaltılır?

Çevremizde bir radyasyon kaynağı varsa, bundan olduğunca uzak durmak ve orada bulunma süremizi kısaltmak, ayrıca kurşun ve demir gibi duvar zırhlar kullanmak vücudumuzun alacağı radyasyon dozunu büyük ölçüde azaltacaktır. Ayrıntlar için bkz. /4/.

 

Doz Değerlerine Örnekler

Gerek doğal radyasyonlarla (örneğin topraktan besinlere geçen uranyum’la,  ayrıca kozmik ışınlarla) gerekse tıp ve teknolojide kullanılan radyasyon kaynaklarından, özellikle tıptaki gereksinimimize göre, az ya da çok ışınlanmaktayız.

Büyük değişimler gösteren doğal radyasyon dozunun dünya ortalaması kişi başına yılda 2,4 mSv (Etkin Doz).

Buna ek olarak tıp ve teknolojide radyasyon kaynakları kullanımı sonucu ortalama olarak  da yılda 1,6 mSv kadar etkin radyasyon dozu almaktayız.

Böylelikle yılda aldığımız toplam ortalama etkin doz: 4 mSv.

Avrupa’dan New York’a yapılan bir uçak yolculuğunda kozmik ışınlardan alınan ortalama Etkin Doz yaklaşık olarak 0,05 mSv.

Röntgen göğüs filmi çektirdiğimizde aldığımız ortalama etkin doz  0,02- 0,05 mSv.

Bilgisayar Tomografi (BT) taramasında alınan etkin doz 1 ile 10 mSv arasında değişiyor.

 

Radyasyondan korunmada sınır değerler

Her radyasyon uygulamasının gerekçelendirilmesi ve planlanan işin optimize edilerek daha az radyasyon dozunun alınması gereğinin yanı sıra, radyasyondan korunmada sınır değerlere de uyulması gerekiyor. Radyasyonlarla uğraşanlar sürekli kontrol altında olup gerektiğinde işten bir süre uzaklaştırılabileceklerinden onlar için yılda alabilecekleri radyasyon doz sınır değeri yılda 20 mSv iken, halktan bir kişi için sınır değer sadece 1 mSv. Doğal radyasyonlar için bir sınır değer bulunmuyor.

Tıptaki uygulamalar için de sınır değer konulmayarak hastanın iyileştirilmesi ön planda tutularak, radyasyon riski ikinci plana alınıyor.

 

Radyasyon tedavisinde alınan doz

Radyasyondan tedavisinde  amaç kanserli hücrelerin öldürülmesi olduğundan, ışınlamanın yaratacağı ek kanser riskini göz önüne almak anlamsız. Burada, 10 ile 50 Gray arasında hatta daha da yüksek enerji dozları kullanılarak tümörlerin öldürülmesi sağlanıyor.

 

Doğal Radyasyonlarla Sürekli Işınlanıyoruz

Aslında insan, yer yüzünde bulunduğundan beridir, uzaydan gelen kozmik ışınlar ile çevresinde ve

vücudunda bulunan‚ „Doğal Radyoaktif Maddelerden‟ yayılan radyasyonlarla birlikte yaşamakta.

Vücudumuza solunum ve sindirim yollarıyla, hava, su, tüm bitkisel ve hayvansal besinlerde, (az da olsa) bulunan, radyoaktif maddeler girmekte, bunlar zamanla çeşitli organlarda birikmekte.

Vücudumuzda her saniye 9000 adet kadar atom çekirdeği bozunuyor (parçalanıyor). Günde 800 milyona yakın! Ve her parçalanmada ortaya çıkan enerjileri yüksek radyasyonlar, insan vücudunu „içten‟ ışınlıyorlar.

Ayrıca kozmik ışınlarla ve çevremizdeki herçeşit maddenin içindeki radyoaktif maddelerden salınan

ışınlara da sürekli olarak „dıştan‟ hedef olmaktayız. Vücudumuzdan yayınlanan radyasyonlar da,

çevremizde bize yakın kişileri az da olsa ışınlamaktalar. Öte yandan, bir röntgen filmi çektirdiğimizde,

vücudumuza 100 milyar kadar ışın girmesine rağmen vücutta „belirgin bir hasar‟ ya da hastalık

başgöstermiyor. Her ne kadar hücreler, radyasyonlara karşı gerekli savunmayı yaparak kendilerini

korumakta iseler de giriciliği yüksek iyonlayıcı ışınların, hücre ve organlarda hasar oluşturabilmesi,

düşük dozlarda çok seyrek olarak da kanser gibi ölümle sonuçlanabilecek hastalıklara yol açması

olasılığı var.

Şekil 3: Doğal ve insan yapısı diğer başlıca kaynaklardan yayınlanan radyasyonlardan aldığımız dozlar (mSv). Soldaki kırmızı sütun halktan bir kişi için sınır değer olan yıllık 1 mSv’lik Etkin Doz‘u gösterirken diğerleri bunun yanında daha az kalıyor (Pelvis Radiology: insanın leğen kemikleri bölgesinin röntgeni ya da taranması, Chest radiology: Göğüs röntgeni), en sağda nükleer santral çevresinde yaşayanlanrın yılda aldıkları radyasyon dozu 0,01 mSv) gösteriliyor /5/.

 

Sonuç

Doğal ve insan yapısı radyoaktif maddelerden, Röntgen aletlerinden yayınlanan ışınlarla, kozmik ışınlarla, etkilenmekteyiz. Bunların vücudumuza aktardıkları enerji miktarı radyasyon dozunu oluşturmakta, bu doz da atom ve moleküllerde değişiklikler yapmaktadır.

Yukarıda vurguladığımız gibi, tıp ve teknolojideki her bir radyasyon uygulamasının insana daima yarar sağlayacak bir gerekçesi olmalı ve uygulama sırasında alınacak radyasyon dozu da, akıl ve mantığımızla uyumlu olacak şekilde ‘olduğunca düşük ya da az’ olmalıdır. Doğal radyasyon dozu da, bize ayrıca bununla ilgili karşılaştırma ve değerlendirme yapmamızı sağlayan önemli bir ölçüt olmaktadır.

Not: Bu yazı, 30 Ekim 2020 günü Herkese Bilim Teknoloji dergisi portalında yayımlanmıştır.

Yüksel Atakan, Dr.Fizik Y.Müh., ybatakan3@gmail.com Almanya

………………………………….

Kaynaklar

/1 / Bundesamt für Strahlenschutz, https://www.bfs.de/DE/themen/ion/ion_node.html

/2/ https://www.bfs.de/DE/themen/ion/wirkung/strahlenempfindlichkeit/strahlenempfindlichkeit.html

/3/https://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-medizin/diagnostik/nuklearmedizin/nuklearmedizin_node.html

/4/ Radyasyon ve Sağlığımız? kitap, Y.Atakan, Nobel Yayınları, 2014 ,  https://www.nobelkitap.com/kitap_113005_radyasyon-vesagligimiz.html

/5/ https://www.radioactivity.eu.com/site/pages/Effective_Dose.htm