..

..
..

1 Kasım 2018 Perşembe

ATOM REAKTÖRÜNDE YAKIT ELEMANLARININ YERLEŞTİRİLME ŞEKİLLERİ



Belçika’da 1961 yılında 2.54 cm kalınlığında (çapında) tabii Uranyum (zenginleştirme yok) boyu 200 cm uzunluğunda olan Uranyum çubukları ile VULKAN projesinde çalıştım. Projenin amacı, minerallerinden arınmış distile su ile ağır suyu karıştırarak enerji üretecek kritik kütleyi bulmaktı. İyi sonuçlar aldım. İşte bu sistemde Uranyum çubuğunun bir tanesi .5 cm boyunda 2.80 cm genişliğinde bombe yapmış ve Urayumun dışında bulunan Alimimyum zarfı yarmıştı. Uranyum üretilirken içindeki istenmeyen maddeleri Uranyumun içinden zamanla dışarı atıyordu. Bana “bizim firmayı kurtardın” dediler, ama iki maaş bile hediye etmediler. Elimde olayı inceleyen çalışmalar var, başka bir sefer üzerinde dururuz. Olayı bir çalışmamda zaten anlatmıştım.
VULKAN projesinde su/uranyum oranını 4 kere değiştirerek kritiklik şartlarını buldum. Hangi oranda, sistem, optimum olarak en az Uranyumla en yüksek enerji elde eder. Uranyum çubukları düşey olarak, bir ızgaraya yerleştirilmişti, düşey olarak duruyorlardı. Izgara delikleri arasındaki mesafe su/uranyum oranına göre değiştirilebiliyordu. Ben bu sistemin tepesinde nötronların yere bağlı değişimini (Buckling) ölçüyordum. Türkiye’ye döndüğümde üzerinde çalıştığım Uranyum yakıtlar % 99.6 zenginleştirilmiş U-235 ihtiva ediyordu. Birkaç milimetre kalınlığında Aliminyum içinde sandöviç şeklinde yerleştirilmişti (pres yapılarak). 12-13 tane bu şekildeki yakıtlar (her birinde 10 tane bu şekilde levha ihtiva eden) 1 M Watt gücündeki TR-I reaktörünü çalıştırmaya yetiyordu. 1 M Watt için senede 1 gr Uranyum yakardı. Sonradan zenginleştirme bomba yapabilecek kabiliyette olduğu için %20’ye düşürüldü. (Tavanı yıkarak gelebilecek bir vinç zengin uranyumu kaçırmasın diye) AMF firması tarafından yapılan bu tip Swimming Pool Type reaktör 1961 ve sonraları 19 memlekete (İspanya, İran, Türkiye vs.) satılmıştı. Araştırma reaktörü idi. Dünyada yaklaşık 450 güç reaktörü varsa, yaklaşık belki daha fazla 780 tane de araştırma reaktörü vardır. Çekmece Nükleer Araştırma Merkezimize Amerikan hükümeti tarafından bize hibe edilen küçük kritik altı reaktöründe çok deneyler yaptık. Onlar, %1.143 zenginleştirilmiş 1 cm çapında 60 cm uzunluğunda silindirik Uranyum çubukları idi. Onlarla kritik olunamazdı. Uranyum miktarı buna yeterli değildi. Su/uranyum oranını değiştirmek çok kolaydı. Birçok reaktör optimizasyon deneylerini yapmaya müsaitti. Şimdi bu silindirik Uranyum çubuklarını alalım, çapını 0.8 cm’ye indirelim. Çubuğun boyunu 4 metreye çıkaralım ve bu çubuklardan 17 tanesini bir kenara, 17 tanesini de diğer kenara koyalım, aralarına çelik destekler ve kemerlerle bağlayalım, buna yakıt elemanı buketi (bundle) denir. “Fuel element essembly” de denir. Bunlardan 195 tanesini yan yana getirirseniz 1000 Mwatt elektrik üreten PWR veya BWR güç reaktörünü elde edersiniz. Birleşmiş Milletler adına Uluslararası Atom Enerjisi Ajansında çalışırken (UAEA) Japonya teftişlerinde bu yakıt elemanlarının teftişini yapardım. 8-10 kişi UAEA’dan (İngiliz, Fransız, İtalyan, Türk müfettişleri vs.) 12-14 kişi de Japon tarafında, iki grubun da birer başkanı vardı. Elemanlar ötekilerle konuşamaz, sadece başkanlar konuşabilirdi. Mitsubishi Yakıt Eleman Fabrikasını teftiş eden grubun UAEA başkanı bendim. Dört gün süren envanter çalışmaları (teftiş edilen ülkeye) 400.000 US$’a mal oluyordu.
1988-89 yıllarında Arjantin’e Kanadalıların yaptıkları CANDU tipi reaktörde müfettiş olarak çalıştım. Reaktörün adı EMBALSE idi. Arjantin’de Cordoba civarındaydı. CANDU tipi reaktörlerde yakıt elemanları yatay da yerleştirilir, düşey de. Tabii Uranyum kullanıldığında ağır su moderatör olarak kullanılır. Uranyumu hafifçe zenginleştirirseniz reaktör su ile kritik olur. Bizim yeşil çekirdek ergimiş Toryum reaktöründe istediğiniz güce çıkabilirsiniz. Yakıt çubukları olmadığı için yakıt sıvı olduğu için çubuklardaki problemler otomatik olarak ortadan kalkar.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
27.10.2018

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder