..

..
..

17 Ekim 2018 Çarşamba

DENEYSEL REAKTÖR FİZİĞİNİN İNCELİKLERİ



Çekmece Nükleer Araştırma Merkezi’nin, Amerika’nın Brookhaven Milli Laboratuarı ile yaptığı protokole göre, 104 Kg’lık % 1.143 zenginleştirilmiş uranyumlu alt-kritik sistem ÇNAEM’e hibe edilmişti. Deneysel çalışmalar 1962’de başlayıp 1969’da sona ermişti. Deney son derecede zor bir deneydi. %1 hassasiyetle ölçme gerektiriyordu. Ben bu ölçmelerde, beş birbirinden bağımsız ayrı ölçme metodunu karşılaştırmalı olarak tatbik ettim. Solvent ekstraksiyon yapılarak varılan sonuçlar bize en doğru ölçüleri verdi. Zenginleştirilmiş uranyumlu alt-kritik sistem 63 cm boyunda, 1 cm çapında 72 uranyum çubuğundan ibaretti. Bu sistemin kritikliğini arıyorduk, deneysel sonuçlar transport teori hesapları ile karşılaştırılacaktı. Biz ölçü için neptunium’un (Np-239) gama ışınlarını ölçtük.  Meydana gelen Neptunium miktarı bir gramın milyonda birinin milyonda biri kadardı. Yani 10-12 gr. Biz bir oran ölçüyorduk. Kritik-altı sistemi gözönüne getiriniz, ortada biri çıplak uranyum pul, bir de kadmiumla kaplı uranyum pulun neptunium aktivitelerinin oranı. Buna reaktörün kadmium oranı denir, bu da kritikalite ile ilgili önemli bir parametredir. Np-239 atomları 2.35 gündelik yarı ömre sahiptir. Bütün Np’lar bu yarı ömürle Plutonyum-239’a dönüşürler. Yani biz Türkiye’de ilk defa, çok az da olsa Plutonyum-239 üretmiş olduk. Çubukların ortasında biri çıplak ötekisi Kadmium (Cd) yüksükle kaplı iki uranyum pul aynı anda ışınlanıyor.
    U238 + n 23 dakika > U239  ----à Np239 2.35 gün---à Pu239   oluyor.
Nötronların enerji dağılımı O eV’tan 10 MeV’a kadar. Buna nötron enerji spektrumu diyoruz. Çıplak uranyum pulu Cd’miumla kaplanırsa (Bu bir yüzük yapısındadır ve alttan ve üstten içine termik nötronlar girmesin diye yine Cd iki pulla kapatılmıştır.) Cd pul, termik nötronları hemen hemen tamamını yuttuğu için istediğimiz Cd oranını elde ederiz. Nötron enerji ayrımı için kullanılan Cd yüzük ve pullar mikroskopik reaktör fizik parametresini 5 yönden etkiler. İlk olarak, eğer çıplak foiller kadmium kutudan kafi derecede uzak değillerse, onların aktiviteleri kadmium kutunun akıyı azaltması sebebi ile azalır. (Burada akı ile nötron akısını kastediyoruz.) İkinci olarak, termal akının azalması, akıyı da azaltır, çünkü termal fisyondan çıkan hızlı nötronların sayısı azalır, bundan dolayı kadmium kaplı foillerde hızlı nötronlardan meydana gelen aktivite azalır. Üçüncü olarak termik akının azalması, resonans akıya da etki eder. Kadmium kutu yüzünden resonans akı da moderatör yer değiştirmesi yüzünden ve kadmiumun yüksek enerjideki resonanslarından ötürü azalır. Dördüncü olarak, kadmiumdan dolayı ortamda resonans saçılması olur ve son olarak kadmium kutudan dolayı moderatör miktarı değişir.
Ertek tarafından geniş bir çalışma yapılmıştır. Bunda standart metroloji tavsiye edilir, nükleer veriler, spektrum ayar metodları, spektrum unfolding, akı ve fluence tayinleri açıklanmıştır. Belirsizlikler, 203 referanslı bir çalışma ile ortaya konmuştur.
Proje Manageri olarak çalıştığım REAL-80 projesi, 1981’de Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı himayesinde ileri laboratuarlar arasında kısa zamanda tamamlanmıştır. IAEA specialistlerinin toplantısında REAL-84 eksersizi masaya yatırılmıştır. (Mayıs 1987, Jackson Hole, Wyoming, USA)
ASTM standartları, yani E262-E266; E523,526; E343, E-393, E481 ve E482 reaksiyon sürati ölçmelerinde; E693 atom başına ferritik çeliklerde yer değiştirme (DPA); E704, E705, E706 (Master Matriks for Pressure Vessel Surveillance Standards), E706 (IG), Guide 900, E944 ve Metod E646 ve diğerleri çok foyalıdır ve devamlı inkişaf etmektedir. Korrele edilmiş lineer en küçük kareler metodunun (CLLS) yeni bilgileri içine alması çok faydalıdır. Bu metod, eski ve yeni ölçülerin büyük kovarians matrislerinin inversiyonlarının alınmasına gerek duymaz. REAL-80, REAL-84 ve REAL-88 projelerinin menejerliğini Ertek yapmıştır.

Kaynaklar
1.       W.l. ZIJP, E.M. ZSOLNAY, H.J. Nolthemus, E.J. Szondi, G.C.H.MM Verhaag, D.E. Culler and Ç. Ertek “Final Report on the REAL-80 Exercise”; ECN-128, Netherlands Energy Research Foundation (1983).
2.       E.M. Zsolnay and H.J. Nolthenius “Proc. Of the IAEA Consultants” Meeting on the Assessment of the Results of the REAL-84 Exercise Edited by V. Piksaikin, March 197, IAEA INDC (NDS) 190 / G+F+R
3.       C. Ertek, “On the penetration of mono-energetic neutrons inside the detector foils”, International Atomic Energy Agency, IAEA/RL/44, Feb. 1977.
4.       C. Ertek,  “Neutron Activation Foil Cover Effects. Neutron flux density depression and self shielding correction factors” International Atomic Energy Agency, IAEA/RL/57 Feb. 1979.
5.       C. Ertek, Compilation of neutron flux  density spectra and reaction rates in different neutron fields, Vol.I, IAEA/RL/61, June 1979, 319 pages.
6.       C. Ertek, ibid. Vol II, IAEA/RL/63 July 1979, 251 pages.
7.       C. Ertek, ibid.Vol III, IAEA/RL&68, April 1980, 381 pages.
8.       C. Ertek “Reaction Rate Measurements, Neutron Spectrum Unfolding, Fluence, Radiation Damage, Embrittlement and Safety for Fission and Fusion Reactors, Their short comings and Uncertainities” IAEA/RL/72 Oct. 1980.
9.       C. Ertek, A. Yalçın and Y. İnsel, Nucl. Sci. Eng., 36, 209-221, 1969.
10.   C. Ertek and N. Haselberger “Measurement of Density and Water Content of Soil Using Photon Multiple Scattering” Nucl. Inst. And Methods 227 (1984) 182-185.
11.    C. Ertek “The REAL-80 Project Related Preliminary Results Argonne Seibersdorf Intercomparison Proc. 4th Sym. On Neutron Dosimetry p.251 Commission of the European Communities, Radiation Protection Munich-Neuherberg 1-5 June 1981. EUR 7448 EN Vol. II.
12.   C. Ertek, “Seibersdorf-Helsinki Intercomparison of Neutron Flux Density Spectra by Using the SAND-II and LOUHI Unfolding Programmes p.261.
13.   C. Ertek, M.F. Vlosov, B. Cross, P.M. Smith “Influence of Cross Section, Structure on Unfolded Neutron Spectra” p.p 654, Proc. Int. Conf. Nuclear Data for Science and Technology. Antwerp, Belgium, Sept. 6-10, 1982. CONF-820906.

Doç.Dr.Çetin ERTEK
13.10.2018

9 Ekim 2018 Salı

EMBALSE’DE İKİ PATLAMA



Sene 1992, Birleşmiş Milletler’de, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’nda, Arjantin’in Cordoba civarındaki 630 Mwe’lik EMBALSE reaktörünü teftişe gidiyorum. EMBALSE Kanada’nın CANDU tipi reaktörlerindendir. Problemsiz çalışmaktadır. Arjantin’in Cordoba eyaletinden kiraladığım araba ile EMBALSE Atom Reaktörü’ne doğru yol aldım. 1,5-2 saat mesafededir. Yolda büyük bir askeri konvoya rastladım. İçimden burada istenmeyen birşeyler olmuş dedim. Hakikaten bir gün önce civardaki silah fabrikasında büyük bir patlama olduğunu tespit ettim. Çok değerli Arjantin’li Milli Müfettiş arkadaşlar (Luis ve Marco) teftişe yarın gelemeyeceklerini bana bildirdiler. Çocukları silah fabrikası yakınlarındaki ilkokulda okuyormuş. Yol yorgunluğundan bir günlük tatil bana fena gelmedi. Daha ertesi günü hepimiz vazife başında idik. Bu sefer, o sabah büyük bir patlama gürültüsü de EMBALSE’den gelmişti. Kaldığım mütevazi pansiyonun sahibi bana “EMLBALSE’de ne oluyor?” diye sormaz mı. “Kaza olmamıştır, akşam dönüşü size izah ederim” dedim. Ben de ne olduğunu doğrusu bilmiyordum.
EMBALSE’ye gittiğimde patlamanın bir rutin çalışmadan ileri geldiğini, birikmiş gaz radyoaktif sıkışmanın ani dışarıya (filtrelenmiş sistemden (eksoz) geçirilerek) atılmasından ileri geldiğini öğrendim. EMBALSE’de çalışanlar, onların aileleri, silah fabrikasında çalışanların aileleri, bu iki patlama ile epey sarsıldılar.
EMBALSE Reaktöründe çalışanların ailelerini de hesaba katarak EMBALSE atom-kasabasını göz önüne getirebiliriz. Yakında güzel bir gölü vardır. LAS BRASAS et lokantası muhteşemdir. Akşamları beni açlıktan kurtaran, çok lezzetli etleri olan bir grill lokantasıdır. Servis mükemmeldir. Yiyeceğiniz eti mangalla yanınıza getiriverirler. Ben “Sopa de Verdura” ile başlardım. (Sebze çorbası) Sonra gelsin, “Kasador de Tira” ızgara nefis et. Çok ender olarak bir patlıcan ezmesi yemeği bulurdum, o da nefisti. Embalse’de manav diye birşey pek bulamazsınız. Nedendir bilinmez, Las Brasas et lokantasında arada sırada pirzola (çimuçiri) da yerdim. Arkasından TV’de gelsin nefis Arjantin ve Latin Amerika futbol ziyafetleri (Copa Latin-Amerika).
Arjantin’e teftişe gitmeden önce bana İspanyolca kursunu şart koştular. Haftanın belli saatlerinde üç ayrı kurs gördüm. Talebe arkadaşlarım (her milletten) bizde olduğu gibi yaşlı talebelere yardım etmiyordu. Hocamız Edward her an ortaya birşey atar ve masa etrafında sıra ile herkese tek tek sorular sorardı, ateş gibi ve çok iyi bir hocaydı. Birgün Edward derse gelmemişti. Sorduk, soruşturduk. Sen birgün, güvenlik polislerinin birinden tabancasını al ve kendini vur. Niçinini bilmiyoruz, değerli hocamızı kaybetmiştik, 14 Latin Amerikan lehçesinin hepsini bilirdi.
Arjantin’in Buenos Aires şehrinde gittiğim Cumartesi, Pazar konserleri anlatılmayacak derecede güzeldi. Hiçbir konserde ara vermek yoktu. Müziğin akışını kesmiyorlardı, müzikle birlikte tiyatro içinde gönüllü dans edenler çoktu. Arada sırada Brezilya’dan meşhur gruplar gelirdi. Et lokantalarının vitrinleri olağanüstü bir dekora sahiptir. Ortada bir şömine (3600 lik), her tarafta ateşi çok uzaktan gören nefis kemikli etler çok yavaş pişiyor. Yanlız kulağımıza şöyle şeyler geliyor. Sebzesiz çok bol et yemek, insanda “endişe” yaratıyormuş. İngilizler Arjantin’de büyük geniş araziler alıyorlarmış, ekip biçiyorlarmış, hadi hayırlısı. Cumartesi Pazar günleri Buenos Aires’in Boca sanat bölgesinde çok güzel müzik, dans festivalleri yapılır, meydanlarda güzel hanımlar size Arjantin dansını öğretir, ama çok zordur.
Arjantin ikinci bir EMBALSE reaktörünü kurmaya çok yakın. Bizim Ergimiş Toryum reaktöründe EKSOZ amalyesine gerek yoktur.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
 06.10.2018

BİR YAZIDA ÜÇ BÜYÜK PROJE



Herşeyimiz var. Bu üç projeyi niçin hayata geçiremiyoruz?
1) 60 milyon dolar değerinde TRIGA-MARK-II atom reaktörü var. Teknik Üniversite Ayazağa yerleşkesinde. Pırıl pırıl çalışıyor. Bir insanın geçebileceği oyukla hastanın başındaki kanser tümörleri termal nötronlarla ışınlanabilir. 15-20 seansta sadece tümörler öldürülebilir. (Kafatasını yarıp dışarı çıkan tümörlerden bahsediyoruz) Hastaya Bor iğnesi yapılır. Bor gider, beyindeki sadece kanserli tümörlere yerleşir. Reaktörden gelen nötronlar borun içine girer. 2.4 MeV gücünde alfa parçacıkları çıkar. Bunların enerjisi tümörleri perişan eder, çürütür ve yakar. 15 seanstan sonra kanser tümörleri ölür, ışınlama 1 saat sürer. Kafatası dikilir, hasta iyileşmiştir, taburcu olur. Birleşmiş Milletler’de çalışırken, çalışma arkadaşlarım bu projeleri memleketlerinde hemen tatbik ettiler. Alman arkadaşlarım Münih havaalanı yakınlarındaki hastanede emekli olduktan sonra çalışmaya koyuldular. Hastahane şimdiye kadar 550 kişiyi zaten iyileştirmişti. Japonya’da benzer atom reaktöründe 1997 yılı itibari ile 135 kişinin hayatı kurtarıldı. Metod, beyin cerrahlarının ulaşamadığı iltihaplı noktalarda da tatbik edilebilir. Benim şefim Tony Ramalho Portekiz’deki aynı tip reaktörde bu deneylere başlamıştı. Amerika ve diğer ülkelerde metodu tatbik eden merkezler var. Ben teklifimi 1997’de Teknik Üniversite’ye bildirdim. Şeker, un hazır, ama helvayı yapmayı kabul ettiremedik. Bir insan hayatını bu şekilde kurtarmaktan daha ulvi birşey olabilir mi?
2) Beyindeki alüminyum atomları normalin üzerinde olduğu zaman bunun Alzheimer hastalığına sebep olduğu hakkında ilmi makaleler var. Olay tam ispatlanmış değil. Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi’nde iki adet hızlandırıcı var. Beyinden biopsi şeklinde alınan örnekler, hızlandırıcıda uygun ışıklara maruz bırakıldığında alüminyum atomların sayısı deneysel olarak tespit edilir. Çekmece’de müdüriyet Marmara Üniversitesi ile bir protokolün imzalanması gerektiğini bildirdi. Dikkat edilirse deney, nükleer teknoloji ile çözülebilen bir deneydir. Beyinde sade alüminyum değil, kadmium, kurşun, kobalt gibi ağır metaller de beyin hastalıkları için çok kritiktir. Bu araştırmaların çok geniş bir şekilde ele alınması, sanayi merkezlerindeki büyük ve çocuk ölümleri ile yapılacak korelasyon çok faydalı olacaktır. Neyi bekliyoruz?
3) Y.Mühendis Önder Yolaç Bey’in çok büyük başarı ile yürüttüğü elektrikle işleyen yerli otomobil için akümülatörlerin ömrünü nükleer fizikle uzatmak mümkündür. Otomobilin bir köşesinde sudan hidrojen elde etmek çok kolaydır. Bu hidrojen atomları veya protonlar “Bor ile çarpıştıklarında 3 alfa parçacığı akümülatör içine bırakırlar.” Herbir alfa çekirdeği 6 MeV enerjiye sahiptir. 3x6=18 MeV akümülatörde büyük bir güç yoğunluğuna sebep olur, bu da akümülatör ömrünü uzatır. Niçin yapmıyoruz?
Doç.Dr.Çetin ERTEK
06.10.2018

4 Ekim 2018 Perşembe

ELMAS YAKARAK YERKABUĞUNUN OLUŞUMUNU İNCELEYEN MÜSTESNA JAPON BİLİM ADAMI



Sene 1986-87, Japonya’yı atom bombası yapmaması için Birleşmiş Milletler adına teftiş ediyorum, Tokyo’dayım.
Bir Cumartesi günü otelimin yakınındaki Tokyo Üniversitesi’ni ziyaret edeyim dedim. Japonlar ilmi bakımdan çok cömerttirler. Birşey sorarsanız bildikleri herşeyi size anlatmak, aktarmak isterler. Fiziko-kimya laboratuarlarındayım. Bir profesör, adını maalesef unuttum, gas-kromotografi cihazında konsantre olmuş, harıl harıl çalışıyor. Profesörün Cumartesi, Pazar bile çalıştığına dikkatinizi çekerim. Üniversiteye girişte bana kimse mani olmadı. Bu da ayrı bir husus.
 Tanıştık, anlatmaya başladı. “Dünyanın yerkabuğu ne zaman ve nasıl meydana gelmiş? O zaman dünyamızın dinamiği nasıl gelişmiş? ” Bana diyor profesör, “dünyanın her köşesinden tabii elmas gönderiyorlar, işlenmemiş elmas, bazıları oldukça büyük, ben onları gas kromotografi cihazında yakıyorum, çıkan gazların cinsini ve miktarını çok büyük bir hassasiyetle ölçüyorum” diye ilave ediyor. Yerkabuğu oluşumunda neler oluyor? Kendi teorisini dünyada mevcut diğer teorilerle karşılaştırarak çalışmalar yapıyor. 30-35 sayfalık ingilizce çalışmasını da bana hediye etti. Bildiğiniz gibi elmas yanınca hiçbir şey bırakmaz.
Dünyanın her köşesinden profesöre elmas yollanması da çok takdir edilmesi gereken ayrı bir konu.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
29.09.2018

HİROŞİMA’DAKİ GÖRÜLMEYE DEĞER ATOM BOMBASI MÜZESİ



Gene 1987-88 tarihlerinde Birleşmiş Milletler adına Japonya’yı atom bombası yapmaması için teftiş ediyorum, Hiroşima’dayım. Toprağı belli bir kalınlıkta değiştirmişler, radyasyondan eser kalmamış. Parkın içinde ileri teknoloji binasının kırık dökük iskeleti kalmış, onu bırakmışlar.
Heryer renkli çiçeklerle bezenmiş. Ağaçlar ve parklar. Müzede bomba atıldıktan 8 dakika sonra Amerikan pilotlarının çektiği 600-800 metre yüksekliktan çekilmiş fotoğraf, büyütülmüş, büyük müzenin tavanına ve yan duvarlarına yerleştirilmiş. Tek elinizin parmaklarını biraz aralayın, parmaklarınıza dik olarak yüzlerce park etmiş ticaret gemilerini düşünün. Bir anda kül olmuş bir Hiroşima, liman şehri, yüzbinlerce ölü, yaralı. Pilotlar derin depresyonda. İki uçak. Arkadaki uçak fotoğrafı çeken uçak. Hiroşima devlet hastanesinde herşey perişan. Raflardaki cam ilaç şişeleri bombanın ısısından birbirleri ile yapışmışlar. Köprüler yerle bir olmuş. Bombanın patladığı noktadan 900-1000 metre uzaklıkta, arkasını duvara dayamış bir adamcağızın, bomba patladığı andaki gölgesi (müthiş ışık ve ısı dalgası) duvara çakılmış. Japonlar bu insan gölgesini müzeye olduğu gibi duvarı ile birlikte taşımışlar.
Biz fizikte bir cisim ısındığı zaman, ısı o kadar yüksek olursa, adamcağız süblümleşmiş deriz. Faz değişiminin ikisinin aynı anda oluşu. Adamcağızın erimeden önce buharlaşması. Mekanı cennet olsun. İlkbaharda Hiroşima’da çiçeklerin ve ağaçların çiçeklerini açması (sakura) görülmeye değer müthiş bir olaydır. Gece fenerlerinin ihtişamı bambaşkadır. Tokyo Veno parkında “karaoke” yaptığıma sizi inandıramam. Tokyo’daki müzenin teybini almıştım. Giderseniz CD’sini muhakkak alın.
Amerikalılar toryumu bıraktılar, uranyum ve uranyum plutonyum bombasını yaptılar, Hiroşima’dan sonra Nagasaki’ye de attılar, Japonlar masaya oturdular. Japonlar yılmadılar, kendi reaktörlerini inşaa ediyorlar. Barış anlaşmasının ertesi günü, koca bir Amerikan tugayı Japonya’nın bütün atom tesislerini yerle bir etti. Buna ait filmi Dr. Necmi Dayday, Prof.Dr. Yüksel Atakan’ın konferansında, Marmara Üniversitesi’nde bize gösterdi, çok etkilendim.

Doç.Dr.Çetin ERTEK
29.09.2018

28 Mayıs 2018 Pazartesi

NÖTRONLAR VE GAMA IŞINLARI MADDE İÇİNE GİRİP NELER YAPARLAR?



14 MeV enerjili nötronları alıp 20 cm kalınlıkta demirden geçirirsek bu tarafa geçen 131 nötronu, 20 cm kalınlıkta sudan geçirirsek 388 nötronu, 20 cm  betondan geçirirsek 302 nötronu, 20 cm alüminyumdan geçirirsek 519 nötronu, 20 cm karbondan geçirirsek 263 nötronu, 20 cm polietilenden geçirirsek 405 nötronu, 20 cm kalınlıktaki tungstenden geçirirsek 103 nötronu, 20 cm kalınlıktaki kurşundan geçirirsek 324 nötronu karşı taraftan sayabiliriz.
Gama ışınları madde ile karşılaştıkları zaman (fotonlar) foto-elektrik, Compton saçılması ve çift teşkili olaylarını yaparlar. Foto-elektrik olay, Einstein’ın Nobel almasını mümkün kılan olaydır. Madde üzerine fotonlar çarpar, maddeden elektronların çıkmasına sebep olur. Compton saçılmasında ışının enerjisi tamamen yok olmaz. Çift teşkili olayında, foton tamamen yok olur, elektron ve pozitrona dönüşür. Gama ışınları madde ile etkileşirken iyonizasyon, fren ışınları (bremsstrahlung), annilasyon ve birbirleriyle ve madde ile çarpışarak mükerrer çarpışma yaparak yüklü parçacıkların meydana gelmesine sebep olur.
Nötronlar madde içine girdiği zaman, enerjilerini kaybederler, elastik ve inelastik saçılma yaparlar, maddenin içine girip yutulurlar (nötron capture). Fisyon oluyorsa fisyon olayına sebep olurlar, yeni izotoplar meydana getirirler, hızlı nötronlar enerjilerini çarpışmalarla kaybedip thermal nötron olurlar, enerjileri 0.025 eV ye düşer, çekirdek tarafından yutulurlar. Örneğin, Çin kömürünün analizinde kütle spektrometresi analizleri çok güvenilir sonuçlar vermektedir. Literatürde çok sayıda kaynak mevcuttur. (Chun-Yan You, et.al., Molecular Charachteristics, Fuel 155 (2015) 122-127)
Nötronlardan korunmak için kullanılan malzemelerin bazıları demir, su, H, C, O, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Al, 12C, C, H, W, polietilen ve kurşundur. Betonun içine bor katarsanız çok kuvvetli bir nötron koruyucu yapmış olursunuz.
Mineral endüstrisinde bilhassa kömür ve çimento endüstrisinde on-line nükleer analiz teknikleri kullanılır. Endüstrideki bu büyük parçaların analizi nötronları kullanarak yapılmaktadır. Sırtınızı siz nükleere dönmüşseniz, bu analizleri saniyenin 10’da biri zamanda yapmaya hiçbir zaman muktedir olamazsınız. Nükleer enerji onun için lokomotiftir, sadece elektrik elde edilmesinde değil. Kömür endüstrisinde, çimento endüstrisinde ve mineral endüstrisinde ölçme teknikleri nötronlara dayanmaktadır. Genel olarak, örneklerdeki maddelerin konsantrasyonlarını ölçmek (kömürdeki, kayadaki, topraktaki, çimentodaki) kimyasal metodlarla son derece zor, zaman alıcı (herbiri için en az 8 saat) bir çabadır. Acele cevap almak imkansızdır. Laboratuardaki birkaç gramlık örnekler maden bölgesindeki durumu aksettirmeyebilir. Bu tip ölçmelerde en büyük hatalar bundan doğmaktadır. Bundan dolayı, nükleer olarak, ani gama ışınlarının aktivasyon analizi (PGNAA) bilinmeyen maddelerin derhal ölçülmesini sağlar. Ölçü on-line’dır. Derhal sonuç verir. Biz onun için nükleer teknoloji diyoruz. Saniyenin kesirlerinde sonuçlar elde edilir. Metod kaynak zenginliğini anında ortaya koyar. Maden çıkarılmasında optimizasyonu sağlar. PGNAA ölçme metodu (1), gravimetrik(2), kalorimetrik(3) ve spektroskopik(4,5) metodlarla karşılaştırmak mümkündür. Ölçü hassasiyeti en iyi PGNAA metodundadır. X-ray fluorescence analysis küçük örnekler için çok faydalıdır(6).
1.      İskender Atilla Reyhancan, Alborz Ebrahimi, U.Üner Çolak, M. Nizamettin Erduran, A Monte-Carlo Library Least Square Approach...Nuclear Inst. Methods in Physics Research A 843 (2017) 29-33
2.      D. Kyun Seo, S.Shin Park, Y.Tack Kim, T.Yu, Study of Coal Pyrolysis by Termo Gravimetric Analysis J.Anal.Appl.Pyrolysis 92 (2011) 209-216.
3.      M.S.Kızıl, J.Peterson, W.English, The Effect of Coal Particle Size on Calorimetric Analysis of Roadway Dust, J.Loss Prev.Process Ind. 14 (2001) 387-394.
4.      E.S. Peck, Spectrographic Determination of Mercury in Rocks and Coal. Anal.Chim.Acta 80 (1975) 75-83.
5.      Chun-Yan You, et.al. Molecular Characteristics of a Chinese Coal Analyzed Using Mass Spectrometry with various Ionization Modes, Fuel 155 (2015) 122-127.
6.      L.Throne, G.McCormick, B.Downing, B.Pr,ce, Some Aspects of the Analysis of Coal by X-ray Fluorescence Spectrocopy, Fuel 62 (1983) 1053-1057.
Bu multi-disipliner çalışmada, şu ilim disiplinlerini, birbirinin içinde karşılaştırmalı olarak inceledik.
1.      Nükleer teknoloji ve nükleer ölçü teknikleri
2.      Hızlı nötronlar ve gama ışınları
3.      Kristaolgrafi
4.      Mineral madenciliği
5.      Analitik kaya araştırmaları
6.      Toprak araştırmaları
7.      Çimento endüstrisi
8.      Kömür endüstrisi
9.      Matematiksel simülasyon metodları
10.  Kalorimetre teknolojisi, kalorimetre geometrisi ve simülasyonu
11.  İkinci elektron ölçme teknolojisi
12.  Monte-Carlo tekniği
13.  Nötron spektrometresi
14.  Gama ışınları spektrometresi
15.  Sıvı kristal dedektör teknikleri
16.  X ışınları fluoresans tekniği
17.  Kütle-spektrometresi teknikleri
18.  Yollardaki tozun büyüklüklerinin kalorimetrik analizlere etkisi
19.  Kayalardaki civanın ve kömürdeki civanın tayini
20.  Kömür pyrolysis’in termo-gravimetrik analizlerle tayini.
21.  Çimento sanayiinde kullanılan ölçüm teknikleri
22.  On-line nükleer analiz teknikleri
Doç.Dr.Çetin ERTEK
26.05.2018

GAMA IŞINLARI VE NÖTRONLAR NASIL ÖLÇÜLÜR?



Batıda, Nuclear Instruments and Methods diye çok saygın ilmi ve teknik bir mecmua vardır. Hakemlerinden bir makalenin basılmasını sağlamak son derece zordur. Küçük radyo-aktif bir sezyum kaynağı ile 1984’te ben toprağın aynı anda hem nemini hem de yoğunluğunu bulmuştum. Merkezi Roma’da bulunan FAO uluslararası kuruluşu için yapılmış bir proje idi. Basılmaya layık görüldüğü için patentini almış bulundum. Projede, gama ışınlarını ölçen sintilasyon detektörü kullanılmıştı. Bu detektörler en genel şekilde gama ışınlarının şiddetini ve enerjilerini ölçmek için kullanılır. Gama ışınları gelir, aletin önündeki NaI(Tl), Sodyum İyodür (Talyumla aktive edilmiş) kristaline çarpar, foto-katod üzerinde bir ışık meydana getirir, bu ışık elektrik sinyaline dönüştürülür. Gama ışınlarının hangi çekirdeklerden geldiği bulunur. çok önemli bir dedektördür. Toryumun karakteristik gamaları da bu aletle ölçülür. Hava kirlenmesinde istenmeyen maddeler bununla bulunur. Deniz ve suların da kirlenmesini bu alet gösterir. Aletle nötronların da ölçülmesi mümkündür. Gama ile nötronlar bu aletle ayrıştırılarak ölçülebilirler. Sıvı sintilatörler hızlı nötronların ölçülmesinde ve çekirdeklerin en derin yapılarının araştırılmasında kullanılır. Sıvı sintilasyon sayıcılar gama ışınlarını ve hızlı nötronları birlikte sayar. Gamaları hızlı nötronlardan ayırmak için digital metodlar kullanılır. Elektronik olarak yük mukayesesi metodu (charge comparison method), integre risetime metod en çok kullanılan metodlardır. Time of flight (uçma zamanı metodu) da sık kullanılır.
Sadece bu iş için inşa edilen foto-multiplakatörler 5-10 değişik şekildedirler. Bütün bu ölçücü parçaların bir araya getirilip üzerlerinde en iyi kompozisyonu bulmak için araştırılması gerekir.
Alet hem maddenin ne olduğunu, hem de miktarını ölçer. Nuclear Instruments and Methods ilmi mecmuası 80 seneden fazla bir zamanda muntazam çıkmaktadır. Örnek olarak bu mecmua, 1993’te kalorimetreler üzerinde ikinci tip elektromanyetik ışımayı ele almıştır. Nucl. Inst. Meth. A-334 (1993) 399. G.S. Bitsadze et.al., Cern’deki Large Hadron Collider (LHC) deki, radyasyon tahribatında bakırın rolü, R.Flukiger ve T. Spina, foto muldöplikatörlerinde radyasyon sertleşmesinin ölçülmesi, V.I.Rykalin CERN-LHC b-96-012 (1996), J.Nucl.Mater. 191(1992) 401, füzyon reaktörlerinde bakır alaşımlarının radyasyona dayanıklılığının arttırılması I.V. Gorynin et.al. gibi yüzlerce ve yüzlerce makale yayınlanmıştır. A.Albayrak ve Yetkin et.al. hızlı ve radyasyona dayanıklı ikinci kalorimetrik çalışmaları arxiv: 1307.8051’de neşretmişlerdir. Bu yayınlarda görülüyor ki fiziği ölçmek için aletler, aletleri yapmak için de fizik üretilmektedir.
Değerli talebem Prof. Dr. Nizamettin Erduran bu sintilasyon dedektörlerinin sıvı kullanan cinslerinden imal edip onun da fiziğini ölçen bir ilim adamıdır. İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi’nde çalışmaktadır. Çalışmakta olduğu gruplardaki fizikçiler Çin’den, İsveç’ten İtalya’dan, İspanya’dan, Niğde Üniversitesi’nden, Fransa’dan, Polonya’dan, Almanya’dan, Japonya ve İngiltere’den seçkin ilim adamlarıdır. Başarılarının devamını diliyorum.
H. Abramowicz et.al.’in önemli makalesini ilave etmeden geçemeyeceğim. 10 GeV ila 140 GeV arasında hadron ve elektromanyetik duşların, demir sintilatör kalorimetrelerinde ölçülmelerine ait çalışma. Nucl.Instr. and Methods 180 (1981) 429. Bildiğiniz gibi 1 GeV, 1 milyar elektron volt demektir.
Cern’de Higgs parçacığını bulmak için çarpıştırılan protonlar 7 GeV enerjide idi. Sistemin toplam enerjisi 14 GeV idi. Ankara’daki bizim hızlandırıcıdaki enerji 1 GeV tun 1000’de biri yani 1 MeV’tur. Hızlandırıcı ile çalışan Toryum reaktörlerinde protonların en az 1 GeV enerjide olması gerekir. Bu protonlar kurşuna çarptırılır. Çıkan spallasyon nötronları Toryumla çarpıştırılır. Gereken enerji elde edilmiştir. Sistemde zincir reaksiyonu yoktur. Düğmeye basarsınız sistem çalışır. Tekrar basarsanız durur. Radyo-aktif atıkları yakıp maliyetleri aşağıya düşürebilirsiniz.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
26.05.2018

16 Mayıs 2018 Çarşamba

TEKNOLOJİLERİN HOLİSTİK BULUŞUMU



1)      Nano-teknoloji ile nükleer teknolojinin buluşumu. 1 cm3’lük (zardan biraz daha büyük) bir Toryum küpünü ele alalım. Buna nano-teknolojinin bize verdiği imkanlarla, pastırma gibi dilimler yapan makinaya yerleştirelim, dilimlemeye başlayalım. Küpün yüzeyi 6 cm.karedir. Dilimleri sıraya dizdiğimizde elde edeceğimiz alan 600 m2 olabilir. Bunların her birini araştırma reaktörüne yerleştirdiğimizde bütün Toryum-232 atomlarını, Uranyum-233 hale getirebiliriz. Toryum fisyon yapmaz, Uranyum-233 fisyonun alasını yapar. U-235’ten daha verimlidir. Bununla da 250 Mwe’lik bir güç reaktörünü yapabilirsiniz (Ergimiş Tuz Reaktörü). İşte size multi-disipliner bir yaklaşım. Ama daha holistik yaklaşıma gelemedik, çünkü o iş daha zor.
2)      Atomda, ortada çekirdek var, büyük bir boşluk etrafta dönen elektron bulutları. Bu boşluğu onda birine indirebilirseniz, yapacağımız güç reaktörü çok küçülür. (Çünkü nükleer enerjide elektronsuz da enerji üretebiliriz.) Verdiği elektrik enerjisi aynı kalır. Reaksiyon çekirdekle oluyor, atomla değil. Ne çare ki atomdaki elektronları çekirdeğe yaklaştırırsanız, uzaklığı binde bire indirmek için atoma 1000 atmosfer basınç uygulamanız gerekir. Bunu iç içe çok kalın silindirlerle temin etmeniz gerekir. Ben atomların küçültülerek elektrik enerjisinde kullanılmasını, İzmir’de çok güzel bir otelde 2000 yılında, başarı ile yapılan Türk Fizik Derneği toplantısında, kıymetli bir Rus profesör arkadaştan öğrendim. Bu işin uzmanı profesörün, 1990’da Suriye hükümeti tarafından Şam’a davet edildiğini de ondan öğrendim. Aynı toplantıda 2 Rus profesörü daha tanıdım. Onlar da Rodyum ve Rubidyum üzerinde 40 seneden beri çalıştıklarını anlattılar. Hayretler içinde kaldım. Olayı benim talebem Prof.Dr. Nizamettin Erduran’a sordum. “Olabilir hocam, çünkü çok sayıda nötron ve proton ihtiva eden çekirdeklerde çok ilginç gruplaşmalar oluyor ve bu çekirdeklerin çok sayıda da izotopları var.” dedi. İşte nükleer çekirdek fiziği de böyle bir ilim dalı.
3)      Malzeme bilgisi ile elektrik enerjisinin buluşması sonucu, Yiterbiumu elektrikle çalışan araba akümülatörünün içine filtre şeklinde koyarsanız akünün ömrünü uzatabilirsiniz.
4)      Gene elektrikli arabada elektrolizle küçük bir bölgede Hidrojen üretip bunu Bor-11’e gönderebilirseniz, 3 tane 6 MeV’luk alfa parçacığı elde edersiniz, bu akünün ömrünü uzatıp doping etkisi yapabilir. İşte nükleer fizikteki bir olayı elektrik enerjisi ile buluşturuyoruz. Bu multi-disipliner, ama hala holistik değil. Yüksek Mühendis Mustafa Özcan Bey’in kulağı çınlasın. (Kadıköy Düşünce Platformu Kurucusu 1176. Konferansı)

Doç.Dr.Çetin ERTEK

05.05.2018

DR. İBRAHİM ARIKAN’IN MEF OKULLARINDAKİ TÜRKİYE İLİM REKORU



Toryum Ender Toprak Elementleri Platformu’nun (TETP) seçkin okuyucuları ile MEF Üniversitesi’nin önemli ilim ve teknik proje yarışması aktivitesini paylaşmak istedim. Aktivite, 8-9-10-11 Mayıs 2018 tarihinde Ulus, Beşiktaş, İstanbul’da gerçekleştirildi. Fizik, Kimya ve Biyoloji dallarında herbirinde 27 adet proje olan çok güzel çalışmalar yarıştı. Çalışmaların tamamı www.mefproje.com dan bulunabilir.
Mersin Anadolu Lisesi, piezo-elektrik tabanlı eşdüzey kavşaklara yönelik erken uyarı sistemini tanıttı. İstanbul Bayrampaşa Belediyesi Bilim Merkezi’nden Eray Dağsuyu ve Mustafa Başyiğit aydınlanma şiddeti ile metal yüzeylerin statik ve kinetik sürtünme katsayılarının belirlenmesini tanıttı. İzmir Özel Çakabey Lisesi’nden Arda Derbent ve Giray Öngün, görünür ışığın polarizasyonu ile kablosuz veri iletişimini tanıttı. Kocaeli’nden Özel Enka Fen ve Teknoloji Lisesi’nden Talha Berk Bolu, tak kullanan Arşimet türbününü anlattı. İzmir Özel Çakabey Lisesi’nden Tuan Dolmen, ağaçlardaki titreşimlerden yararlanabilen çevreci bir sistem tasarımını anlattı. Sivas Fen Lisesi’nden Nehir Nur ve Ekin Doğa Ercan elektronik cihazların yeni nesil soğutma sistemini anlattılar. Sivas Teknik Anadolu Lisesi’nden Şennur Semizer, fizik tedavide tendon hastalığında kullanılacak flex sensörlerle çalışan eldivenin donanım ve yazılımını anlattılar. Dalışlarda kişinin boğulmasını önleyen dalış yeleği, Aydın Özel Söke Doğa Anadolu Lisesi’nden Yunus Hakkı Çalışkan tarafından tanıtıldı. Özel Nesibe Aydın Okulları, Gölbaşı Kampüsü’nden Naime Ege Yıldız ve Taylan Tugay Cevahir, “Sonsuz Güç Manyetizma” adlı projeleri ile katıldılar. Slovenya’dan Tim Kmeel ve Bernardic “Amatör ekipman ile radyo astronomi nasıl yapılır, bunu bize öğrettiler. Slovakya’dan Tomas Cerven ve Robert Choma LED dalga boyunun akıma etkisini anlattılar. Makedonya’dan Stefanija Anatsasova binalarda yalıtım malzemesinin enerji kaynağı olarak kullanılmasını anlattı. İsviçre’den David Fassler ve Jovin Müntener, Kuri noktası makinasını anlattı. Malezya’dan Muhammed Salzali ve Ahmet İrfan Bin MD Noor Rice Husk ASH (RHA) AS Silicanın betondaki etkilerini anlattılar. Rusya’dan Victor Panferov, LED’lerde parlaklığın puls genişliği modülasyonu ile ayarlanmasını anlattı. Bulgaristan’dan Daiana Tsevetkova ve Denitsa İlieva nano-multilayer filmlerin kontrollu ilaç alımında kullanılmasını anlattılar.
Kimya dalında, Onur Erkmen ve Kağan Köşe Alfa Akademi Koleji, Ankara’da ilaç etkinlik ve ekonomikliğini arttırmak için alternatif bir yöntem açıkladılar. İstanbul Fen Lisesi’nden İdil Rıshık ve Eren Dükel, ekonomik bio-kömürle sudaki ağır metallerin temizlenmesini takdim ettiler. İzmir Özel Ege Lisesi’nden Şevval Aykuş ve Dilara Karaca kemik kırıklarına yönelik akıllı materyal: Polimer bazlı 3D Doku iskelelerini anlattılar. İzmir Türk Koleji’nden Ezgi Gizli ve Ali Arman tarımsal atık olan pirinç kabuğundan Silika Aerojel Üretimi ve petrol sızıntılarının denizden uzaklaştırılmasında kullanımını açıkladılar. İstanbul Özel Kültür Fen Lisesi’nden Atahan Çalık, yumurta kabuklarından biyobozunur nanobiyokompozit damar doku eldesini anlattı. İstanbul Terakki Lisesi’nden Alp Korkmaz ve Burak Erinç Çetin su mercümeğinden sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynağı olarak biyodizel üretimini anlattılar. Kocaeli Türk Eğitim Vakfı’ndan Onur Yel, Remazol Red boyar maddelerinin yer fıstığı kabuğu ile biosorpsiyonunu anlattı. Polonya’dan Maciej Solnicki, multifunctional, hybrid, electrocatalystic Systems Active Towards Oxygen Elecktroreduction’ı açıkladı. Polonya’dan Julia Borowicz ve Anita Szepelska, antioxidan balların özelliklerinden bahsettiler. Gürcistan’dan Lia Papunashvili ve Giorgi Papashvili “Production of Corrosion Resistant Polymer Concretes and Research of their Properties” çalışmasını tanıttılar. Makedonya’dan Besnik Emini ve Ullza Selimi “Kolloidal gümüşün antibakteriyel etkilerini” anlattılar.
Biyoloji dalından birkaç örnek verirsek: İzmir Fen Lisesi’nden Zeynep Nazlı Demir ve Aslı Neva Ay, “Güneşten korunmada mikro yardımcılarımız: pigment üreten bakteriler”  hakkında bilgi verdiler. İstanbul Kültür Anadolu Lisesi’nden Müge İlbeyli susuz bitki yetiştirmeyi anlattı. Edirne Anadolu Lisesi’nden Mustafa Kerem Dikici ve Ertan Erkut Nal “Bilinmeyen Maksimum Etkili Kurbağa Gübresi” ni anlattılar. Kocaeli’nden Deniz Gülü ve İkra Erten “Nar Kabuğu Özünden Antibakteriel ve Antioxidan Özellikte Çevre Dostu Biyoplastik Film” ile yarışmaya katıldılar. Kocaeli’nden ENKA Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi talebelerinden Meltem Çağla ve Sinan İspir “Botrytis Cinerea ile Biyolojik Mücadele, Ispanak ve Pelin Otu” nu anlattılar. Van, Türk Telekom Fen Lisesi’nden Süheyla Aslı Bayraktutan ve Kübra Nur Turhan “Aktif karbon içeren topraklarda yetişen mısır bitkisinde görülen bazı morfolojik ve fizyolojik değişiklikler” i açıkladılar. Azerbeycan’dan Elshan Naghizade bitkilerden hayvanlara geçerken nano parçacıkların etkisini açıkladı. Polonya’dan Aleksandra Kaguna, kadmium, kurşun ve çinkonun fotoekstraksiyonla ayrıştırılması metodunu açıkladı ve daha birçok önemli metodlar takdim edildi.
Liselerarası bu proje yarışması, merhum, çok değerli eğitimci, fabrikatör, iş adamı Dr. İbrahim Arıkan tarafından MEF Okulları’nda kurulmuştur. Bu 27.sidir. ben en aşağı 20’sine muntazam iştirak etmişimdir. Çok okunan bir gazetemiz, Dr. İbrahim Arıkan’ı “17 fabrikayı kurup, bir okullar zincirinden bunları idare eden başarılı fabrikatör” olarak tanıtır. Nur içinde yatsın, çok değerli bir arkadaşımdı. Değerli arkadaşım Prof. Dr. Tolga Yarman da Koç Lisesi ilim yarışmalarında  hakem olarak birçok kere katılmıştır. MEF yarışmaları aynı zamanda uluslararasıdır. Azerbeycan, Makedonya, Slovenya, Karabağ, Slovakya, Polonya, Gürcistan, İngiltere, İsveç, Rusya, İsviçre, Bulgaristan ve Malezya başarı ile katılmışlardır. MEF Okullarını ve Üniversitesini candan kutluyorum. Büyük gayretlerinin devamını diliyorum.
Senelerce katıldığım bu ilmi ve teknolojik yarışmada beni son zamanlardaki bir nokta son derece üzüyor. Türkiye çapında 400’ü aşkın proje MEF’e gönderilir. Bunlardan 85’i sergilenmeye layık görülür. Ben Kuleli Askeri Lisesi için birçok projelere yardım ettim. 1997, 2001, 2004, 2006’larda Sezyum-137 kaynağı kullanarak toprağın yoğunluğunu ve nemini ölçen deneyler, MEF’den ve TÜBİTAK’tan dereceler aldı. Kuleli’den Tüles Binbaşı ile yaptığımız proje, teknoloji dalında Türkiye birincisi oldu. Raporu 85 sayfa idi. Suntanın içine bor ilave ettik. Çocuklar sunta fabrikalarına gitti, imalatı a’dan z’ye takip ettiler. 1) Suntanın mukavemeti %16 arttı. (Çekme-koparma deneyleri ayrıca yapıldı.) 2) Suntada yanmazlık sağlandı. 15 dakikada yanan kapı, 4 saatte hemen hemen hiç hasar görmedi. 3) İçine bor ilave edilmiş sunta, bakterileri geçirmez hale getirildi. 4) Bor nötronları yuttuğu için, atom bombasına karşı yer altındaki sığınakta suntalı koruyucu tabakalar nötronları içeri geçirmez (nötron izolasyonu) hale getirdi. MEF yarışmasında, biz kahraman ordumuzun askeri liselerinden gelen pırıl pırıl yıldızlı resmi elbiseli 4-5 kuruluşu temsil eden ekipler birçok dereceler aldılar. Çok üzücü olaylar yüzünden son birkaç seneden beri tek bir öğrenci (Kuleli, Bursa, Deniz Lisesi, Adalar vs) göremedim. 1962-1964 yılları arasında fizik hocası olarak Kuleli’de haftada 30 saat verip, yedek subaylığımı yaptığımı söylersem, 1997’den 2000 yılına kadar, 125 nükleer projeyi seçkin öğrencilere gönüllü olarak anlatmış bir insan olarak duyduğum üzüntüyü tarif etmek imkansızdır. İnşaallah kıran kırana geçen ilmi ve teknolojik yarışmalara yakında kavuşuruz. Millet olarak, bilgi toplumu olmaya her zamankinden çok ihtiyacımız vardır, buna mecburuz. Anne babaların çocuklarına fizik, matematik, kimya, biyoloji alanlarında sohbet şeklinde çok sık temas halinde olmaları, sorular sormaları gerekiyor. 1962-64 yılları arasında yetiştirdiğim Kuleli’deki talebem Behzat Balta Kara Kuvvetleri Hareket Daire Başkanı oldu. Tümgeneral Behzat Balta’yı Ankara’da makamında ziyaret etmek kısmet oldu. Benim için ne büyük sevinç kaynağı. Bütün dersleri 10 olan önemli sayıda talebem vardı.
20 sene içinde gittiğim yarışmalarda önemli büyük bir eksik hemen hemen hiçbir sene Toryumu ele alan olmadı. Nükleer enerjiyi içine alan bir proje olmadı. Sanki ülkemizde 380.000 ton Toryum hiç yokmuş gibi. Enerji ile ilgili projeler de son derece azdır. Her sene dışarıya 75 milyar dolar akıttığımız, Toryumda dünya ikincisi olduğumuz halde bu hiçbir projede yer almıyor, acaba niçin?!!
Doç.Dr.Çetin ERTEK
12.05.2018

9 Mayıs 2018 Çarşamba

YENİLENEBİLİR ENERJİ VE NÜKLEER ENERJİ


27 Nisan 2018’de Marmara Üniversitesi’nde yukardaki başlık altında Prof.Dr. Yüksel Atakan çok güzel bir konferans verdi. Bu toplantıyı Marmara Fizik Kulübü organize etti. Fen Edebiyat Fakültesi Bölüm Başkanı Prof.Dr. Zikri Altun, Doç.Dr.Ayşe Yumak Yahşi (Marmara Fizik Kulübü Danışmanı) başkanlık ettiler. Çekmece’den Dr. Mehmet Turgut, Tanzer Türker, Dr. Reşat Uzmen, Prof.Dr. Fuat İnce ve ben vardım.
Yenilenebilir enerji ve nükleer enerji hakkında çok sayıda eğriler ve diagramlar gösterdi. Ergimiş tuzlu Toryum reaktörlerini ele almış durumda. Dünyada şu anda 448 nükleer reaktör çalışıyor. 57 tanesi inşaat halinde, 158’i planlanmış yapılmayı bekliyor. 351 tanesi de planlanıyor. 2050 yılında dünya nüfusu 9 milyara çıkıyor. Dünyada 1600 tane termal kömür santralleri yapılıyor. Bizde 93 tane var. 1 miligram kömürden daha azı insanı öldürüyor. Senede 1000 kişi kömürden ölüyor. Alvin Weinberg, Amerika ve dünyadaki Toryum reaktörlerine ait 2000 dökümanı internette yayınladı. Amerika ile Endonezya ergimiş toryum reaktörünü yakında çalıştırmaya başlayacak. Toryum reaktörleri daha ucuza mal oluyor. Mevcut nükleer reaktörlerin atıklarını da yakma kabiliyetine sahip. Toryum reaktörleri modüler yapılabiliyor. 10 tane 250 Mwe’luk ünite inşa edilebilir. Çin, toryum işine şu anda 500 milyon dolar ayırmış durumda. Bomba yapılması çok zor. 250o C, 320o C ve 600o C yüksek ısıda çalışabildiğinden hidrojen elde etmekte kullanılabiliyor. Kaynama tehlikesi yok. Alttaki bir tıpa vasıtası ile eriyip yakıt kritik olmayacak şekilde kendi kendini kapatıyor. Fransa elektrik enerjisinin %82’sini nükleerden elde ediyor. Yavaşça azaltmayı düşünüyor. Almanya bazı güç reaktörlerini 2025’den sonra kapatmayı düşünüyor. Seçimden evvel ömürlerini 30 sene uzatma hazırlıkları içinde idi! Enerji programı 10 sene içinde tekrar değişebilir. %60 enerjiyi güneş ve rüzgardan elde edebilecekler, açığı Avrupa Birliği çerçevesinde Fransa’dan almayı düşünüyorlar. Güneş enerjisinde, 3 milyon m2 alandan 48.000 evin ısınması karşılanabiliyor. Hindistan’da ergimiş Toryum reaktörü üzerinde çok uzun zamandan beri çalışılıyor. Ergimiş Toryum reaktörlerinde 250 Mwe elde etmede sadece 4 kişinin çalışması kafi geliyor. Yakıt sıvı olduğu için ince bir boru ile dışarı alıp üzerinde istediğiniz araştırmayı yapabilirsiniz. Fisyon olayında çıkan 275 ayrı element istenirse tek tek elde edilebilir. Daha başka nüklidler de buradan elde edilebilir. Bazıları çok pahalı ve endüstrinin çok işine yarayan elementlerdir. Alman kanunlarına göre rüzgardan ve güneşten elektrik enerjisi elde ettikçe, bu çoğaldıkça nükleerden elde edilen elektriği azaltma gerekmektedir. Fakat Alman endüstrisinin elektrik ihtiyacı bu yüzdelerin çok üstünde artmaktadır. Konuşmacı Almanya’nın tamamında güneş enerjisinin verimini gösteren haritayı dikkatimize sundu. Aynı şekilde Türkiye’mizin de haritasını sundu. Alan olarak karşılaştırma imkanını bulduk. Bizde güneş enerjisinin elektriğe dönüşümü Almanya’nın iki katından fazla (900 Almanya, 2100 Türkiye).  Danimarka’da elektrik karadan elde ediliyordu. Karada yer kalmadı, rüzgar enerji sistemlerini denize taşıdılar. Bu sefer de balıklar o bölgeye gelmemeye başladı. Balıkçılık ve konservecilik onların çok önemli bir gelir kaynağı, bakalım ne yapacaklar? (Ergimiş tuz Toryum reaktörlerini düşünebilirler)
Dr. Reşat Uzmen de kısa bir katkıda bulundu. Kendisi FİGES Türk firmasında çalışıyor. Avrupa Birliği’nin ergimiş tuz, SAMOFAR Toryum projesinin 2002’de başladığını, projenin son üç yılında (2019’da bitecek) Türkiye’mizin FİGES şirketi vasıtasıyla reaktörün ısı değiştiricilerinin dizaynında rol aldığını anlattı. Türkiye gözlemci statükosundaydı. Isı teorisi hesaplarını yaptılar. Şirketimiz Avrupa’nın sayılı simülasyon programlarında çalışmış başarılı bir firmamızdır. Şirket TÜBİTAK Kurumunu da yanına alarak önemli çalışmalar yapmaktadır.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
05.05.2018

ELEKTRİKLE İŞLEYEN OTOMOBİLLERİN (HİBRİT SİSTEMLER DE OLABİLİR) AKÜLERİNİN ÖMRÜNÜ UZATMAK



Fikir değerli Dr. Adnan Baykal arkadaşımızdan geldi. Çekmece’de yıllarca başarı ile çalışmış arkadaşımız.
Protonları alırsınız, 130 kev enerjiye hızlandırırsınız ve 11B ile çarpıştırırsınız, 12B meydana gelir, o da anından 3 alfa parçacığı meydana getirir. Alfa parçacıklarının enerjisi herbiri 6 milyon elektron volttur. (6 MeV) Akümülatör ortamına doping etkisi yaparak akümülatörün ömrünü uzatabilir. Olayın genel adı Foküs nükleer fizik’tir. Foküs füzyon da denebilir.
Büyük bir kapasiteniz varsa protonları 130 keV enerjiye hızlandırmadan da Bor-11’le çarpıştırdığımızda çok kuvvetli üç alfa parçacığı meydana gelir. Bir mikro saniye süre ile 300.000 amperlik pulslar elde edilir. İki mikro saniyelik aralıklarla sistem kendini tekrarlar. Sistemden 15 MeV’luk gama ışınları da çıkar, fakat kurşun zırhlarla kontrol altına alınır. Sistemle, 5 Mwe gücünde bir ünite meydana getirilebilir. Protonları elektrolizle elde edebilirsiniz. Reaksiyon exotermiktir.
Bu sistemi realize edecek ekip, Dr. Adnan Baykal, Dr. Alp Önol, Dr. Ali Ercan ve Doç.Dr. Çetin Ertek’ten, Ulusal Elektrikli Araç Üretimi, Y.Müh. Önder Yol (DMA Yönetim Kurulu Başkanı) ve diğerlerinden meydana gelebilir.

Doç.Dr.Çetin ERTEK
05.05.2018

2 Mayıs 2018 Çarşamba

KISA KISA NÜKLEER REAKSİYONLAR



·         Nükleer teknoloji, teknolojinin lokomotifidir.
·         Aynı anda evleri ısıtıp, elektrik elde edip, deniz suyundan tatlı su elde edebilirsiniz.
·         Havaya CO2 vererek kirletmez.
·         Nükleer santralın ömrünü az bir masrafla 30 yıl uzatabilirsiniz.
·         Nötronlar yeryüzüne dik bir borunun içine alınırlarsa yukarıya doğru çıktıkça yavaşlarlar ve sonunda dururlar, bu noktaya tabii uranyum veya U-238 levhası koyarsanız, nötronlar U-238 içine girerler ve Pu-239 yaparlar.
·         Aynı şekilde bir nötron kaynağının önüne 20 cm.lik bir su kabı koyarsanız, nötronlar suyun içinde 18 çarpışma yaparak U-238’in içine kolayca girerler, sonuçta Plutonyum elde edersiniz.
·         Radon’dan çıkan alfa parçacıkları bir cam tüp içinde toz metalik Berilyumla çarpıştırılırsa nötron kaynağı elde edilir. (Rn+Be)
·         Araştırma reaktöründe, Amerikyum alfa parçacıklarının çıkması için kullanılır. Çıkan alfa parçacıkları gene Berilyumla çarpıştırılarak nötron kaynağı elde edilebilir. (Am+Be)
·         Polanyum reaktörden elde edilir. Polanyumdan çıkan alfa parçacıkları Berilyumla çarpıştırılır, saniyede 107 nötron/cm2 nötronlar elde edilir.
·         Reaktörden elde edilen Plutonyum, Berilyum’la çarpıştırılırsa nötronlar elde edilir. Bunlara nötron kaynağı denir. Santimetre kareden iki yönde saniyede geçen nötron sayısı 107 n/cm2 san civarındadır. Nötron kaynakları bu şekilde elde edildiği gibi, tabii atom reaktörlerinden de elde edilir.
·         Doktoramda parametreleri tayin edilecek, küçük, kritik altı 104 kg ağırlığında hafifçe zenginleştirilmiş Uranyum çubuklarını kullandım. Uranyum içinde meydana gelen Plutonyumu ölçmek istiyorduk. Ölçeceğimiz Plutonyum miktarı 1 gramın milyonda birinin milyonda biri kadardı. Bu kadar hassasiyetle bu ölçüyü yapabilmeniz için yukarıdaki nötron kaynaklarından hiçbirini kullanamazsınız. Çünkü çıkardıkları nötron sayısı 107’yi geçmez. Deneyi bu hassasiyette yapabilmeniz için nötron akısının bunun 100 misli yani 109 olması gerekir. Burada ölçü statistiği yapıyoruz. Biz 109 nötron/cm2 saniyeyi TR-I reaktöründen aldık. Parametreleri ölçülecek küçük reaktörü TR-I reaktöründe 4 saat ışınladık. Bunu TR-I reaktörünün thermal kolonunda yaptık. Sistemin ışınlanabilmesi için termal kolondaki bütün grafit tuğlaları çıkardık. Hacmi kadar yere su tankı inşa ettik. İçine raylı bir araba inşa ettik. Kritik altı sistemi bunun içine yerleştirdik. Işınlanma sonunda 8 Rontgen’lik bir radyasyon çıkıyordu. Sağlık fizikçilerimizin kontrolü altında sistemi sudan çıkarıp sayma odasına aldık. Uranyum çubukların arasına yerleştirilen ince Uranyum diskler, gama ışınları ölçülmek üzere gama odalarına alındı. Başarı ile, büyük hassasiyetle ölçüler yapıldı. Deneysel çalışmalar 7 yıl sürdü. Bu arada ben Uranyum çubukları asitte eriterek de ölçüler aldım. Asitte eritilen bu örnekleri, değerli kimyacı arkadaşım Ali Yalçın, Tri Bütil Fosfat’la fisyon ürünlerinden ve Toryumdan ayırdı. Ayırmada Japon Ishimori tekniği kullanıldı. Uranyum +5 oksidasyon seviyesine getirilip sabit tutuldu. Kimyasında “solvent extraction” kullanıldı. Deneysel sonuçlar Çekmece’yi ziyaret eden Amerikalı ilim adamları Dr. Herbert Kouts ve Fizik Nobel Ödülü almış Glen Seabourg tarafından takdirle karşılandı. Amerikalılar bana deneysel sonuçlarla karşılaştırılacak teorik sonuçları söz verdikleri halde vermediler. Türkiye 35 sene bekledi. Hesapları yapacak duruma geldi, fakat ne Çekmece teorik grubu ne Türkiye’deki herhangi bir nükleer teorik grup hesabı yapmadı, yapamadı. Karşılaştırma yarım kaldı.Türkiye’de yapılan hesapları deneyle veya yapılan deneyleri hesapla karşılaştırma ameliyesi maalesef tam olarak yapılmamaktadır. Üzüntü ile bildirilir.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
28.04.2018


MARMARA ÜNİVERSİTESİ’NDE BAŞARILI, GÜZEL BİR KONFERANS


Marmara Üniversitesi’nin İbrahim Üzümcü salonlarında, Bilim ve Enerji Sosyetesi talebelerinin hazırladığı “Nükleer Enerjinin Türkiye’deki Yeri ve Geleceği”, “Güneş Enerjisindeki Son Durumlar”, “Rüzgar Enerjisi Nasıl Gidiyor?” başlıklı, yüksek seviyeli konuşmalar çok seçkin ve kaliteli idi. 9 Nisan 2018 saat 13:00’te başlayıp saatlerce sürdü. Üç değerli konuşmacı vardı. Dr. Necmi Dayday nükleer üzerinde, Y.Müh. Okan Uykan (www.susol.com.tr) güneş enerjisi üzerinde ve Y.Müh. Tuna Güven (Borusan) rüzgar enerjisi üzerinde konuştular. Talebeler son derece güzel ve anlamlı sorular sordular, anlatılanları çok dikkatle dinlediler, kendilerini ayrı ayrı tebrik ediyorum.
Nükleerde, iş güvenliği zayıf ülkelerin bu teknolojiyi geliştirmesi ne kadar doğru? Halkın yönlendirilmesi nasıl yapılmalı? Bu teknolojide yanlış bilinenler nelerdir? Nükleer enerjinin çevreye zararının diğer enerji sistemleri ile karşılaştırılması, kaza halinde yayılma alanının hesaplanması gibi sorular irdelendi. Dr. Necmi Dayday, Fukişima kazasının bir nükleer kaza olmadığını, tsunami dalgasının 21.3 metre yükseklikte meydana gelmesinden ve depremin 9 büyüklükte olmasından kaynaklandığını anlattı. Ayrıca Dr. Necmi Dayday, 1945 yılında Japonya harpte mağlup olunca çekilmiş çok anlamlı bir filmi de bize gösterdi. Filmde Japonya’nın o güne kadar yaptığı bütün nükleer tesisler, aletler başlarında komutanları olmak üzere gelen çok sayıda Amerikan askerleri tarafından yerle bir edildi. Bütün araştırıcılar da hapse atıldı. Yenilmiş isen batı seni böyle yapar. Konferans sonunda bazı gençlerle konuştum. Biz nükleeri yanlış biliyormuşuz dediler. Dr.Necmi Dayday nükleer eğitim firmasının başkanı olarak (NUTEK) çok başarılı idi. 448 tane güç reaktörü dünyamıza elektrik enerjisi sağlarken, kendisinden karbondioksit çıkmadığından atmosferimizi korumuştur. Aksi takdirde, bu santraller yerine kömür santralleri çalışsaydı dünyamızın atmosferine atılan CO2 miktarı milyarlarca tonu bulurdu. Nükleer onun için çevrecidir. Çeşitli ülkelerde, 8 kadar Nobelci fizikçinin konferanslarını dinledim, hepsi çözümün nükleerde olduğunu adeta ispat ettiler. Güneşte yarısı gündüz yarısı gece problemi var. Rüzgarda ya eser ya esmez problemi var. Verimler çok düşük. Nükleerde verim %97-98.
Y.Müh. Okan Uykan güneş enerjisini mukayeseli olarak çok güzel anlattı. Konya’da 1300 MW’lık bir güneş enerjisi santralinin inşaatı bitmek üzere imiş. ikinci, üçüncü ve dördüncünün bunun yanına geleceğini bildirdi. Bina çatılarına güneş enerjisi panellerinin konmasının yakında çok artacağını söyledi. Ayçiçeği gibi güneşi takip eden sistemlerin verimi arttıracağını izah etti. Tek eksenli sistemlerden bahsetti. Enerjinin 10 kw’ının 25.000 US Dolara mal olduğunu bildirdi. Hareketli sistem verimi %30’dan %40’a çıkarabiliyormuş. Bir evin çatısına yerleştirilen sistem ayda 400-500 TL.ye mal oluyormuş. Türkiye’de yenilenebilir enerjinin toplama göre yüzdesi %30, %35 olabilir. “Fakat şu anda bürokratik ve kanunlardan gelen bir zorluk var, sektör açmazda” dedi. Güneş sistemlerinin korunma ve temizlik (toz vs) problemlerinin ve panel kırılmalarının problem olabileceğini de sözlerine ilave etti.
Borusan’dan Y.Müh. Tuna Güven çok hummalı çalıştıklarını anlattı. Mevzuatı da kendilerinin yazdığını açıkladı. Pervanelerin dönmelerindeki teknik problemleri çözmenin, sistemi kontrol eden yazılımlara tam hakimiyet gerektirdiğinden bahsetti. Bunları dışardan gelen uzmanlarla çözdüklerini, bunun da çok pahalıya mal olduğunu anlattı. Kuşların göç yollarını bozmak çok pahalıya mal olabilir dedi. Danimarka’da rüzgar için kullanılabilir arazi kalmadığından, sistemleri deniz üstünde kuruyorlarmış. Çok ilginç birşeyle karşılaşmışlar. Bildikleri balık akımları sistem denizde kurulduktan sonra birdenbire kesilmiş. Doğayı rahatsız etmeden enerji elde etmenin ne kadar zor olduğunu görüyoruz.
Bütün motorların daha az benzin yakarak çalışması, daha az yağ kullanmasını temin için Y.Müh. Ali Erdemir, nano teknolojiyi kullanarak sürtünmeyi 20’de 1’ine indirmeyi başarmıştı. Kendisi Amerika’da ANL (Argonne National Laboratory) de çalışmaktadır. Pistonları proton zengin malzeme ile kaplarsanız proton-protonu ittiği için sürtünme müthiş azalır. Ali Bey’in kendisi anlattı. Rüzgar enerjisi ile çalışanlar Ali Bey’i laboratuarlarına davet etmişler, aynı metodu bizim sistemlere de tatbik edin demişler. Ali Bey her yıl sanayiden 100.000 dolar ödül kazanıyor ve rüzgarların da imdadına yetişti. Bir toplantıda Ali Bey’e “Size Bursa otomotif sanayiinden davet geldi mi?” dedim. “Yarama bastınız” dedi. Teknik değerlerine sahip çıkmayan bir Türkiye.
Tokyo’da “Japan Times” gazetesinden bakın neleri öğrenmiştim: Danimarka’nın balıkçılık, konserve yapımı, balık çeşitlendirilmesi, balıkların havuzlarda özel beslenme rejimlerinin karşılaştırılması gibi araştırmalarda Avrupa ülkelerinin 20 sene ilersinde olduğunu, balık beslenme ve kilo-protein meselelerini sekiz sütun iki sayfa üzerinden dikkatle okudum. Makale bir master tezi gibi idi. Deniz üzerinde inşa edilen rüzgar santrallerinin balık akımlarını durdurması Danimarka için bir felakettir. Bakalım işin içinden nasıl çıkacaklar? Hatırlayacaksınız, Japonya’da bir jumbo-jet (747) Tokyo’dan Osaka’ya giderken bir dağa çarparak paramparça olmuştu. Japan Times gazetesi olayı tarafsız olarak, sansürsüz, Osaka kontrol merkezi ile pilotların konuşmalarını acıklı bir şekilde tek tek vermişti. Konuşmalar nokta nokta ile sonlanıyordu. Ben 3 gün sonra o moralle benzer bir jumbo uçağı ile Tokyo’dan Frankfurt’a uçmuştum. Japan Times gazetesinin ingilizcesi çok berraktı, yazılar çok küçük olduğundan gazete bilgi deposu halindeydi. Keşke bizim de böyle bir gazetemiz olsa. Hergün 8 sütun üzerinden ince yazılmış iki tam sayfa, halkı aydınlatmaya yönelik ilim ve teknolojik haberleri yazıyor. Dedikodu ile doldurulan gazetelerden değil. Bu bilgilere Japonların mı ihtiyacı var, bizim mi? Her geçen gün halkımızı bilgi toplumuna götüren bir gazete ne iyi olur.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
28.04.2018