NÜKLEER FÜZELER ATILIRSA DÜNYAYA YAYILACAK RADYOAKTİVİTENİN ÖNEMİ..

Son günlerde ABD ile Kuzey Kore arasında, nükleer füze atılmasıyla ilgili söz düellosu medyanın ilk haberi! Kuzey Kore 3400 km uzaklıkta Pasifik’teki Guam adasında bulunan ABD üssünü vurursa ve buna ABD Kuzey Kore’ye nükleer başlıklı füzelerle karşılık verirse, füzelerin düştüğü bölgelerde insanların ve her şeyin yok olmasının yanı sıra, ortaya çıkacak radyoaktif toz ve duman bulutundan dünyaya olacak ‘radyoaktif yağışın’ önemi de gözden uzak tulmamalı.

Atom başlıklı bir füze havalanırken..

Nükleer başlıklı füze (ya da atom bombası) düştüğü yeri ve çevresini yok etmekle kalmayacak, patlama sonrası zamanla atmosferden taşınacak radyoaktif maddelerle dünyanın bir çok bölgesini de etkileyecektir. Bunun ayrıntılarına girmeden önce, dünyadaki nükleer başlıklı füzelerle ilgili durumu gözden geçirelim.

a)

b)

c)

a)Rus nükleer başlıklı füzelerinden biri                   b)Atom bombası Patlaması    c)Kuzey Kore lideri

Dünya’da hangi ülkelerde kaç adet nükleer füze var?

Bugün, Atom silahlarını engelleme sözleşmesine göre resmen 5 ülke, atom silahlı devletler olarak kabul edilmiştir. Bunlar: ABD, Rusya, Fransa, Çin ve Büyük Britanya. Bunlar dışında, bu sözleşmede bulunmayan İsrail, Hindistan, Pakistan ve Kuzey Kore’de nükleer silahlar bulunduğu biliniyor. Ayrıca 5 Nato ülkesinde de bunlar yerleştirilmiş durumda.

1991’den önceki Soğuk Savaş döneminde ABD ile Sovyetler arasındaki karşılıklı restleşme sonucu nükleer füzelerin toplam sayısı 70 bin’den fazlayken, 2016’da karşılıklı anlaşmalarla toplam sayı 15.395 adete inmiştir /1/. Toplamın dağılımı şöyle: ABD: 7.000,  Rusya: 7.290 , Fransa: 300, Büyük Britanya: 215, Çin: 260, Pakistan:130, Hindistan: 120, İsrail:80 ve Kuzey Kore: 10 adet (tahmin).

Nükleer silahları her isteyen devlet kullanabilir mi?

Den Haag’da uluslararası mahkemenin 1996’da aldığı bir karara göre, bunların kullanımı yasaklanmıştır. Ancak herhangi bir ülkenin yaşam, kalım durumu söz konusuysa, savunma amaçlı olarak bunlar kullanılabiliyor. Daha önce, 1968’de 170 ülkenin imzaladığı Atom silahlarının kullanımı ve yayılmasını engelleme anlaşmasına göre, yukarıdaki 5 ülke dışındaki ülkeler atom enerjisini sadece barışçı amaçla kullanmayı kabul etmişlerdir (nükleer santrallardan elektrik üretimi gibi). Nükleer enerjinin barışçı amaçlı kullanımını IAEA (Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı) denetliyor.

ABD Başkanı tek başına atom silahı kullanılması emrini verebiliyor mu?

ABD Başkanı, ülkesinin durumunu kritik gördüğü anda, savunma amaçlı olarak, Kongre’nin onayını almadan da, sivil ve askeri danışmanlarıyla görüşerek, nükleer füze kullanım emrini verebiliyor.

Nükleer Füzeler düştükleri noktadan hangi uzaklıkta ne ölçüde etkili olabiliyorlar?

Örneğin 10 kilotonluk (TNT eşdeğeri) bir atom bombası patladığı anda, güneşten 1000 kat daha fazla bir parlaklıktaki ışık etkisiyle gözleri kör ederken,  sıcaklığı milyon derecede 300 m çaplı bir ateş topu olarak patlıyor ve yakındaki tüm canlıları yok ediyor, çevreyi çok büyük bir basınç dalgasıyla harabeye çeviriyor. Ateş topu genleşerek 5 km kadar uzaklıkta da son derece etkili oluyor. Patlama eğer bulutlu kapalı bir havada olursa etkisi biraz daha az olabiliyor. 30 km uzaklıkta bile deride yanmalar görülebiliyor.

Atom bombası patladığında, ortaya çıkan çok büyük enerjinin dağılımı ise şöyle:

Toplamın %50’si basınç dalgasında, %35’i ısıl enerjide (yayılan sıcak dalgada), %5’i ani çok parlak ışıkta ve %10’u da daha sonraki yağışlardaki radyoaktif maddelerde (fall out) toplanıyor.

Nükleer radyasyon ve radyoaktivite etkisi

Başlangıç radyasyonu: Bu, patlamadan hemen sonraki ilk dakika içinde ortaya çıkan, daha çok yüksek enerjideki gama ve nötron ışınları ya da radyasyonudur. Bu çeşit ışınlar daha sonraki dakikalarda da etkinliği epey azalarak yayılıyorlar. Bu başlangıç radyasyonu, patlamada ortaya çıkan toplam radyasyonun %5’i kadar olmakla birlikte, çok etkindir. Uzaklarda kurtulan halk ise radyasyonun uzun süreli etkisiyle hasar görebiliyor.

Artçı nükleer radyasyon ya da dünyaya yayılacak radyoaktivite

Havadaki toz ve duman tanecikleriyle birlikte, etkin atmosferik akımlarlarla, patlamada ortaya çıkan çok çeşitli 300 kadar radyoaktif maddenin çeşitli yöre ve ülkelere taşınması oralarda zamanla çeşitli hastalıklara neden olabilir. Havadaki radyoaktif maddeler daha sonra atmosferden daha üst katmanlara da taşınarak zamanla (20-30 yıl sonra bile) dünyanın çeşitli bölgelerinde yağışlarla yer yüzüne iniyorlar ve  besinler yoluyla insanlara etkili olabiliyorlar. Bunlar kanser riskini artırıyor.

Pasifikteki adaya ve Kuzey Kore’ye atılabileceği konuşulan nükleer füzelerin o bölgelerle birlikte, dünyanın hangi ülkelerini radyoaktiviteyle etkileyebileceği ise önceden kestirilemez. Bu, o günlerdeki atmosferdeki hareketlere, rüzgarların yönüne ve yağışların olup olmayacağına bağlı olduğu gibi, toplam kaç adet, hangi cins ve kaç kiloton büyüklüğünde uranyum ya da plütonyum bombası atıldığına bağlıdır. Atom bombası patlatıldığında atom çekirdeklerinin bölünmesinden ortaya çıkan uzun yarılanma süreli 300 kadar çeşitteki radyoaktif maddelerin dünyanın bir çok bölgesini daha uzun yıllar (20-30 yıl gibi) az ya da çok etkilemesi beklenmelidir. 1963 öncesi atmosferde yapılan nükleer bomba denemeleri sonucu ortaya çıkan radyoaktif maddelerle yüklü bulutlardan yeryüzüne yağışlarla inen radyoaktif maddeler (fall out), daha sonraki yıllarda dünyanın bir çok bölgesindeki besinleri etkilemiştir Özellikle (fall out) yağışlarıyla şu radyoakatif maddeler yeryüzüne iniyor: Sezyum (Cs 137), Stronsyum (Sr90) , Plütonyum (Pu 239–240), Amerisyum (Am241) ve İyot (I 131).  O zamandan kalan radyoaktif maddelerden bazıları bugün bile çok az da olsa toprakta bulunuyor.

Umarız nükleer füzeler hiç bir zaman kullanılmaz, gerek patlama bölgesinde çok büyük kayıp ve hasar ortaya çıkmaz, gerekse dünyanın çok uzak bölgelerinde bile insanlar radyoaktif maddelerden olumsuz etkilenmezler.

Öte yandan, nükleer santrallara karşı gösterilen duyarlığın, nükleer silahların yayılmasına ve kullanılmasına karşı da gösterileceğini, bu konuda da daha etkin çalışmalar ve etkinlikler yapılacağı beklenir. Nükleer füzeler atılmasa da  yer altında yapılan bir dizi atom bombası denemelerinde ortaya çıkan 300 kadar çeşitteki radyoaktif maddenin nerelerde ve ne ölçüde biyolojik sisteme katılabileceğinin de araştırılması önemlidir. Üstelik bunların, nükleer santralların atıklarının depolandığı özel varillerde değil, yer altında açık olarak toprağa ve dolayısıyla biyolojik sisteme karıştığı düşünülürse..

Not: Bu yazı HBT dergisinin 77.sayısında yayımlanmıştır.

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

/1/ https://www.sipri.org/yearbook (Dünya’daki silahlanma, silahsızlanma ve güvenlik)

Yüksel Atakan, Dr., Radyasyon Fizikçisi, 

Almanya, ybatakan@gmail.com

Kuzey Kore hidrojen bombası mı denedi? Dr.Yüksel ATAKAN'ın 6 Eylül 2017 HBT de yayınlanan yazısı

Kuzey Kore TV’leri, 3 Eylül 2017 günü, yeraltında bir hidrojen bomba denemesi yapıldığını açıkladı. Bunun, gerçekten bir hidrojen bomba denemesi olup olmadığı tartışılıyor. Çünkü hidrojen bombasının yapımı ve planlandığı gibi patlatılması, bilinen atom bombası yapımına göre çok daha zor ve ileri bir teknoloji gerektiriyor; bunun ise Kuzey Kore’de bulunduğu sanılmıyor. 6,3 büyüklüğünde deprem oluşturan, Kuzey Kore’nin 100 km çevresinde, Güney Kore, Çin, Japonya’da, hatta ABD ve AB ülkelerinde sinyalleri alınan yüksek şiddetteki patlamanın, hidrojen bombasından değil de, büyük güçte bir atom bombası denemesinden kaynaklanmış olacağı düşünülüyor.

Patlamadan 12 dakika sonra, 8200 km uzaklıktaki Bavyera’da bile depremin sinyalleri alındı. Eğer gerçekten de bu bir hidrojen bombası denemesiyse, o zaman Kuzey Kore’nin, ABD’ye karşı elini çok kuvvetlendirmiş olacağı ileri sürülüyor. Çünkü böyle bir bomba Hiroşima’ya atılandan 1000 kat daha etkili olabilir ve tek bir hidrojen bombası, sınıra 50 km uzaklıktaki Seul’e ve daha uzaktaki Tokyo’ya hatta Chicago’ya atıldığında bir anda canlı bırakmayabilir, her şeyi yok edebilir.

Bilindiği gibi hidrojen bombasından çok daha güçsüz olan atom bombaları,  II. Dünya Savaşı'nda Japonya’ya atıldığında, ilk anda 100.000 daha sonra da bombaların etkisiyle 130.000 kişi ölmüş, Hiroşima ve Nagazaki’de taş üstünde taş kalmamıştı. Atom bombalarından kurtulan uzaktakiler ise özellikle kan kanserine yakalanmışlardı.

        

Kuzey Kore’de bombanın patlatıldığı yer (x)  ;  Pasifikteki ilk hidrojen bomba denemesi (ABD, 1952)

Hidrojen bombası nedir? Hidrojen bombasıyla atom bombası arasındaki fark?

Hidrojen bombasında ortaya çıkan enerji, hidrojen gibi hafif atom çekirdeklerinin çok yüksek basınç ve milyonlarca derecedeki sıcaklık altında kaynaşmasından (fusion, füzyon) ortaya çıkıyor. Bu çeşit tepkimeler Güneş’te sürekli oluyor. Atom bombasında ortaya çıkan enerjiyse, uranyum ve plütonyum gibi ağır atom çekirdeklerinin bölünmesinden (fission, fisyon) ortaya çıkıyor ve bunun kontrollü çalıştırılması nükleer santrallerde oluyor.

Hidrojen bombasının çalıştırılabilmesi için gereken yüksek basınç ve sıcaklık ise, bomba kapsülünün ilk bölümüne konan atom bombasıyla sağlanabiliyor. Böylelikle hidrojen bombasında, atom bombası ateşleme fitili gibi kullanılıyor. Bunun, patladığı anda, ikinci bölümdeki hidrojen gibi hafif atom çekirdeklerini tepkimelerle kaynaştırıp, bir anda harekete geçirerek ortaya çıkacak devasa enerjiyle patlatılması çok üstün bir teknoloji gerektiriyor ki bu da hiç kolay değil ve Kuzey Kore’nin bunu başardığına bu nedenle inanılmıyor.

Kapsülün atom bombası bölümünde, fisyona (bölünmeye) uğrayan ağır atom çekirdeklerinden ortaya çıkan çok sayıda nötron, kapsülün termonükleer bölümündeki lityumdan, trityum ve helyum üretiyor. Trityum ise çok yüksek sıcaklıkta döteron (ağır hidrojen) ile kaynaştığında (fusion) çok büyük bir enerji açığa çıkıyor ve hidrojen bombasının devasa gücü bundan kaynaklanıyor.

₂He⁴: Helyum;  ₁H³ : Trityum

Hidrojen bombası daha önce patlatıldı mı?

Hidrojen bombasını ilk kez 1 Kasım 1952 günü ABD, "Operation Ivy Mike" adıyla Pasifik okyanusundaki Mercan adalarında (Atol) denedi. 1 yıl sonra Sovyetler, daha sonra Fransızlar, İngilizler ve Çinliler de denemeler yaptılar. Bunlar prototipler olup, gerçekten kullanılabilir bir hidrojen bombası bugüne kadar hiçbir yere atılmadı, savaşlarda kullanılmadı.

Hidrojen bombası patlatıldığında ortaya çıkacak radyoaktivite?

Yeraltı patlamalarında daha çok hidrojen bombasının ilk bölümündeki atom bombasından çeşitli radyoaktif maddeler toprağa, biyolojik sisteme ve sızıntıyla ya da yarıklardan da atmosfere karışabilir. Bombanın gücüne ve atmosferik hareketlere göre radyoaktif maddeler çeşitli bölge ve ülkeleri etkileyebilir. Bombanın ikinci bölümündeki hafif atom çekirdeklerinin çevreye etkisi, atom bombasından çok daha azdır. Buna rağmen vücuda besinler yoluyla önemli bir etki 12,6 yıl yarılanma süreli trityumdan gelebilir.

Çin yetkili kurumları, Kuzey Kore’de 03.09.2017 günü patlatılan bombadan kaynaklanan herhangi bir radyoaktif madde ölçülemediğini bildirdiler.

Hidrojen bombasının havada patlatılması sonucu ortaya çıkacak radyoaktif maddelerin çeşitli bölgeleri ve çok uzaklardaki ülkeleri bile zamanla etkilemesi beklenir.

Düştüğü kentte ise her şeyin son bulacağı açıktır. Bombanın hiçbir yere atılmayacağı umulur.

Bu konuda ve radyasyonla ilgili ayrıntılı bilgiler için:

/1/  The Hydrogen Bomb Tests in Perspective: Lawful Measures for Security64 Yale L.J. 648 (1954-1955)
/2/ https://en.wikipedia.org/wiki/Thermonuclear_weapon
/3/ https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion
/4/ American atomic strategy and the hydrogen bomb decision DA Rosenberg – The Journal of American History, 1979 - JSTOR
/5/ Dark Sun: The Making of the Hydrogen Bomb  Richard Rhodes and Reviewed by Art HobsonAmerican Journal of Physics 64, 829 (1996);
/6/ ‘Radyasyon ve Sağlığımız?’ kitabı , Y.  Atakan, Nobel yayınları 2014

 Yüksel Atakan, Dr.,Radyasyon Fizikçisi, Almanya / ybatakan@gmail.com

AKKUYU NÜKLEER SANTRALI ve DEPREM

7 Temmuz 2017 günlü medyada /1/ yer alan bir haberde şöyle deniyor:

„Avrupa Parlamentosu,Akkuyu Nükleer Enerji Santralı projesinin,bölgenin güçlü depremlere eğilimli olduğu gerekçesiyle durdurulmasını istedi. Tehlikenin yalnızca Türkiye’ye değil, aynı zamanda tüm Akdeniz bölgesine karşı bir tehdit olduğu öne sürüldü“.

4 reaktörlü Akkuyu nükleer santralının maket resmi (Öndeki ilk blokta, gubbeli olan reaktör binasıyla türbin, jeneratör ve yardımcı sistemlerin yer aldığı binalar gösteriliyor)

Akkuyu çevresinde ileride yaşanabilecek en yüksek depremin büyüklüğünü, 'çevreye ve santrala olabilecek etkisini’ ilgili deprem uzmanlarına bırakarak, biz bu konudaki yazımıza, özellikle  Japonya’da sık sık büyük depremler olmasına rağmen,  depremlerin,1980’lerden sonra  zaman zaman devreye giren 54 nükleer reaktöre  önemli bir etkisi  olmadığını, depremlerde hasar görmeyen reaktörlerin daha sonra, yine eskisi gibi işletildiklerini belirterek başlayalım. Bunun nedeni Japonya’da nükleer santralların beklenen en büyük depreme dayanacak şekilde projelendirilmesi ve sismik dalgaları iyi ileten (deprem enerjisinin soğurulmadığı) kaya taban üzerinde kurulmuş olmalarıdır. Örneğin 1995’deki 7,2 büyüklüğündeki Kobe-Osaka depreminde bir çok bina yıkılırken, 110 km çevresindeki nükleer reaktörler bu depremden etkilenmemiş ve reaktörler planlandığı gibi anında otomatikman durdurulmuşlardır /2,3,4/. Rektörlerin otomatik durdurulması 2004, 2005, 2007, 2009 ve 2011 depremlerinde de olmuş Japonya’daki nükleer santrallarda hasar ve kaza olmamıştır. Hatta 1999 Taivan depreminde de Japonya’daki 3 nükleer reaktör otomatik olarak durmuş ve 2 gün sonra tekrar çalışmaya başlamıştır.

Konuyu biraz daha açarsak: Japonya’da nükleer santralların çalıştırıldığı son 35 yıldır depremler nedeniyle, reaktör binalarının yıkılması, reaktör kabının , türbin ve  birincil / ikincil devre elemanlarının (primary /secondary system components) kırılmaları, kopmaları, dağılmaları ya da büyük hasar görmeleri ortaya çıkmamıştır. Bu durum, Mart 2011’de Japonya’da ilk kez kaydedilen 9 büyüklüğundeki depremde de o gün işleyen reaktörlerle birlikte, 70’li yıllarda yapılan oldukça eski teknolojideki Fukuşima reaktörleri için de geçerlidir. Bu büyük depremde Fukuşima’daki reaktörler anında otomatik olarak durdurulmuştur. Depremin tetiklediği Tsünami sularının santralın alt katlarını basmasıyla, reaktöre su basan pompaları çalıştıracak dizelli ivedi elektrik üreteçlerinin sular altında kalması sonucu reaktörlerin soğutulamaması, uranyumlu yakıt elemanlarının ergimesiyle olmuştur. İvedi elektrik üreteçlerinin üst katlara çıkarılması uzmanlarca yıllardır önerilmesine rağmen göz ardı edilmiştir. Fukuşima kazasından sonra, Japonya’da bugün işletilme durumunda olabilecek  42  reaktörde dizelli ivedi elektrik üreteçleri üst katlara çıkarılmıştır. Kısacası büyük deprem ve Tsünami’ye rağmen eğer dizelli elektrik üreteçleri ihmal edilmeyip üst katlarda olsaydı, reaktörler soğutulabilecek ve kaza olmayacaktı. Nitekim Japonya’daki diğer nükleer santrallarda bu büyük depreme rağmen bir kaza olmamıştır.

Haritada Japonya’daki nükleer reaktörlerin yerleri ve adetleri gösteriliyor.  9 büyüklüğündeki 11 Mart 2011 depremi, Fukuşima’nın çok yakınındaki (kuzeyindeki)  Onagava reaktörleriyle Japonya’da o gün işleyen tüm reaktörlerde herhangi bir hasara ve kazaya neden olmamıştır /3/. Açıklama: kırmızılar:  BWR: kaynamalı, PWR: basınçlı sulu çalışmakta olan reaktörler, içi boş olanlar: yapımı süren reaktörler, maviler: yakıt dönüşüm tesisleri (dolular: çalışanlar, boşlar: yapımı sürenler, Kutucukların sayısı: reaktörlerin ya da tesislerin sayısı), 1995 depreminin olduğu Kobe/Osaka haritadaki Kumatori yakınındadır.

Japonya’da nükleer santralların güvenlik sistemleri yeniden baştan aşağı incelenerek, gerekli onarım ve yenilemelerin yapılması bugün de sürmekte, santrallar teker teker çalıştırılmaya başlanmıştır (Bugün 2 reaktör çalışmakta, 9 planlanmakta ve 3 reaktör de önerilmektedir /5/). Ayrıca  Atom Enerjisi kurumu çok daha sıkı yönetmelikler yayınlamıştır; ancak bunların yerine getirilmesi koşuluyla Fukuşima kazasından sonra durdurulan 42 santrala yeniden işletme izni verilebilecektir. Fukuşima kazasından sonra ‘nükleer ve  radyasyon güvenliğ’ Japonya’da bugün nükleer santralların çalıştırılabilmesi izni için her şeyden önce gelmektedir.

Akkuyu santralı için çıkarılacak sonuç

Proje çalışmaları epey ilerleyen Akkuyu santralının kurulmasından Türkiye’nin ve Rusya’nın vazgeçebileceği pek beklenmez. Bu durumda:

Gerek Japonya’da gerekse benzer büyük depremlerin yaşandığı diğer ülkelerin deneyimleri göz önüne alındığına (ki bugün dünyada çalışan 446 reaktörin %20’si (90 adeti) deprem bölgelerindedir /2/), önemli olan Akkuyu“daki ve Türkiye’de kurulacak diğer nükleer reaktörleri, beklenen deprem büyüklüğünden bir üst büyüklüğündekine dayanabilecek teknolojide kurmak, santralın planlanmasında, yapımında ve işletilmesinde  uluslararası standartları uygulamak, Japonya’daki nükleer santralların deprem güvenliğini yakından incelemek, ayrıca ‘nükleer ve radyasyon güvenliği’yle ilgili tüm sistemlerde kalite kontrollarını uzmanlarına yaptırmak, bu konuda tasarrufa gitmemektir. Eğer Fukuşima santralını işleten TEPCO şirketi, uzmanların uyarılarını dikkate alıp dizelli üreteçleri  üst katlara çıkarmakla ilgili belki 10-15 bin dolar giderden tasarruf etmeseydi, reaktörler susuz kalmayacak ve bu kaza olmayacaktı. Kaza sonrasında oluşan hasarın kaldırılmasının 30 - 40 yıl süreceği ve 100 milyar doları geçeceği, reaktörlerin güvenli çalışabilmesinden tasarrufun ve uzmanların uyarılarına uymamanın ne kadar yanlış olduğunu gösteriyor /6,7,8/). Ayrıca Fukuşima’nın 20 km çevresindeki halkın radyoaktif sezyumla kirlenen ev ve bahçelerinden yıllarca ayrı kalmaları, travma / depresyon geçirmeleri de unutulmamalı ve bunlar Türkiye’de kurulacak nükleer santrallar için alınacak dersler olmalıdır /8/.

Son söz: Bu yazımız, Akkuyu deprem bölgesi olmasına rağmen nükleer santral kurulsun, bir şey olmaz!, tezini savunmuyor. Nükleer santral orada kurulacaksa ya da kuruluyorsa  Japonya örneğiyle depreme güvenli santrallar kurulsun diyor.  Türkiye’de ileride kurulacak nükleeer santrallar için deprem riski çok az olan, su kıyısında, kaya / granit tabanlı uygun yer olup olmadığını ise ilgili uzmanların araştırmalarına ve önerilerine bırakıyoruz.

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

Kaynaklar

/1/ http://enerjienstitusu.com/2017/07/07/apden-turkiyeye-cagri-akkuyu-ngs-projesini-durdurun/

/2/http://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/nuclear-power-plants-and-earthquakes.aspx

/3/https://www.iaea.org/sites/default/files/protection040912.pdf

/4/ https://cnpp.iaea.org/countryprofiles/japan/japan.htm

/5/http://www.world-nuclear.org/information-library/facts-and-figures/world-nuclear-power-reactors-and-uranium-requireme.aspx

/6/Ülkemizde kurulacak nükleer santralların radyasyon güvenliğiyle ilgili öneriler,Teknik Rapor, 50 Sayfa, Atakan, Y., Fizik Müh. Odası, www.fmo.org.tr

/7/Radyasyon ve sağlığımız? kitabı, Atakan,Y., Nobel yayınları 2014,  https://www.nobelkitap.com/kitap_113005_radyasyon-ve-sagligimiz.html

/8/ http://www.herkesebilimteknoloji.com/haberler/toplum/kazadan-6-yil-sonra-fukusimada-durum-alinacak-dersler

Yüksel Atakan,

Dr. Fizik Y.Müh. Almanya,

 ybatakan@gmail.com

FİGES VE TÜBİTAK’TA YAPILACAK FAALİYETLER

Sivrihisar’da 380.000 ton Toryum ve ender toprak elementleri bizleri bekliyor. Türkiye’nin yalnızlığa itildiği bu günlerde bağımsız olarak bu Toryum’dan elektrik üretmek en öncelikli programımız olmalı.

Amerika’da 10 bin civarında uzman teknik elemanımız var. Kanada’da elemanımız CANDU reaktöründe Toryum aktiviteleri yapmakta. Kendisi ile derhal bir iletişim kurmalıyız. Diğer ülkelerde de reaktörler konusunda uzmanlarımız çalışıyor. Yurt içinde değerli uzmanlarımız var. TÜBİTAK ve FİGES’in kendi aralarında imzaladıkları protokol genişletilmeli, daha bir çok kuruluşla birlikte Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezini de kapsamalıdır. Teknik Üniversitelerin, Enerji Enstitüsü ve benzer diğer enstitüler taşın altına ellerini koymalıdırlar. Ender topraklar için ihaleler derhal açılmalıdır. Ender toprak elementleri elde edilirken, kenarda biriken Toryum, paralel olarak Çekmece’de yakıt elemanı üretilmek üzere derhal işletilmelidir. Türkiye’mize yılda 75 milyar dolar gelir getirecek bu kaynak derhal harekete geçirilmelidir. Bunun yanında ender toprak elementler ihaleyi kazanacak olan firmaya müthiş kar getirecektir. FİGES gemiler inşa eden dünya çapında iftihar ettiğimiz yüksek seviyede bir (simülasyon) benzetişim firmamızdır. FİGES ve Çekmece diğer kıymetli kuruluşlarımızla birlikte, geniş bir çalışma programı dahilinde, elektrik enerjisine dönük çalışmalara yoğun bir gayretle zaten başlamış durumdadır.

Malzemelerin nötronlara karşı gösterdikleri girişim ihtimalleri, nötron tesir kesiti olarak tarif edilir. Bunların yani her nötron enerjisinde her malzemenin tesir kesitini bildiren kütüphaneler vardır. Bunlara kütüphane denir. Bildiğimiz kütüphane ile ilgisi yoktur. Bunlar reaktör yapı malzemelerine ait verilerdir. Bir tanesinin adı ENDF/IV kütüphanesi. Bunlar hesap yapacak ekiplerin kullandığı daha önce ölçülmüş verilerdir. Reaktör hesabında ANISN transport teori kodu bunu kullanır.

Difüzyon Teorisi hesapları, transport teorisi hesapları, Monte Karlo hesapları bu verilerle yapılır. Büyük bilgisayar kodlarıdır. Bunların yanlışsız icrası sonucu reaktör hesapları yapılır.

Bu hesaplar yapılır, inşa edilen proto-tip deneysel sistemlerde yapılan deneylerle karşılaştırılır. Hesabın doğruluğunu başka nasıl anlayabilir siniz? Deneyin doğruluğunu da hesapla kontrol edersiniz. Monte-Karlo hesaplarının doğruluğu da mesela transport teori hesapları ile bağımsız olarak karşılaştırılır. Simülasyon çalışmaları bilgisayarlarla probleme çok yardım eder. Radyasyon altında reaktörlerin zamanla yorgunluğu, aşınması, atomların yer değiştirmesi, boyut değiştirmesi, DPA (displacement per atom) kontrol altındadır. Bilgimizin az olduğu noktalarda, “benchmark” kontrollü düzenekler kullanılır. En ileri 5-10 ülke, en iyisini bulmak için yarışırlar.

Bu korkunç, sayısız bilgisayar iletişim devrinde bu konuda 400 sanal-ağ enstitüsü kurulabilir. Her biri 200-250 çalışma grubundan meydana gelebilir. Nükleer enerjiye giriş çok yönlü ve çok detaylı bir iştir. Malzeme hakimiyeti şarttır. Reaktörde paslanmaz çelik kısmında çeliğin % 0.06 karbon ihtiva edip etmediğini nasıl kontrol edersiniz? Pozitronium atomu inşa edersiniz. Bunu araştırma reaktöründe yaparsınız. Bu atomun çekirdeği yoktur. Pozitron-elektronla peş peşe aynı dairede döner durur. Bu atomun yarı ömrü 10^-22 saniyedir. Bunu elde edip çelikle karşılaştırırsanız, yarı ömürdeki azalma çelikteki karbon miktarının bir ölçüsünü verir. Reaktörler yüksek teknoloji ürünüdürler. Reaktör kontrol merkezindeki bütün parçalar, ölçü aletleri birinci, ikinci, üçüncü değil yıldız kalitedir. Satın alma şartnamelerinde kaydedilmiştir. Becerebiliyorsan kendin üretirsin. (Dışarıdan alışın onda biri daha az parayla)

İspanya’da 570 teknoloji firması, sağlık sektöründe marka olabilmek için, yenilik geliştirmek için birleşmiş. (Ünal Azaklıoğulları’nın 26 Nisan 2017’de Maltepe Üniversitesi’nde verdiği konferanstan) İhtiyaçların, önceliklerin tespiti sanal enstitülerle akıllı sistemleri inşa etmek. Ortak akıl potansiyelinin geliştirilmesi Türkiye bir yandan, 17 adet ender toprak elementlerini arıtıp elde ederken, Toryum arıtıp yakıt elemanı haline getirirken, diğer yandan yukarıdaki işleri de yürütecek, kendi elektriğini kendi üretecek.

Doç.Dr.Çetin ERTEK

01.07.2017

NÜKLEER KONULARDA ÇALIŞMAK İSTEYEN DEĞERLİ GENÇLERİMİZİN İÇİNDE BULUNDUĞU ZORLUKLAR

Öğrenim sistemimiz öyle bir durumda ki, öğrencilerimiz bütün bu sınavların sonucunda, sevdiği konuda bir öğrenim dalına giremiyor. Öğrencilerimizin %95’i istemediği dallara giriyor. Bu sistemi bir türlü düzeltemedik. Her şey sevgi ve merakla olur. Hayatınızda istemediğiniz dalda çalışmak kadar hazin, üzücü bir durum olamaz. Bizim zamanımızda durum daha iyiydi. 1 milyonluk İstanbul, sınavsız Üniversiteye giriş vs.

Deneysel nükleer fizik, nükleer enerji ön hazırlıklar, güzel ve işlevsel laboratuvarlar kurmadan alt yapıyı yapmadan bu eğitim yapılamaz ve yapılamıyor. Orada 380.000 ton Toryum ve nadir toprak elementleri (17 adet element) duruyor. Petrol ve doğal gaz bitecek. Rüzgar enerjisi %17 verimle çalışıyor. Doğal gaz (çok pahalı enerji dalı olduğu herkesçe biliniyor) santrallerinin 17 sene sonra, çok pahalı kısımlarının önemli yatırımlarla yenilenmesi gerektiğini daha yeni öğrendim. Nükleer santralın ömrünü 40 seneden 60 seneye uzatılması birkaç yüz milyon dolar masrafla Amerika’da başarı ile gerçekleştirildi. Elektriğin kilovat saat fiyatı bir ömür boyu düşünüldüğünde kaç sente düşüyor? Gençler nükleer laboratuvarda bir tek fisyon yapamıyorsa daha önce yazdığım “atom eleklerini” nasıl yapacak? Öğretmenlerin çalışmalarını toplu halde göz önüne aldığımızda, deneysel çalışanlarla teorik çalışanların oranı nedir? Deneysel çalışmazsanız enerjiyi nasıl elde edersiniz? Laboratuardaki radyo-aktif kaynakların çok sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Özel tedbirler almak elzemdir. Bunların çok sıkı denetlenmesi lazımdır. Ülkede nükleer disiplin tam anlamı ile yerleşmelidir. Radyasyonun şakaya tahammülü yoktur. Ciddiyet ve dikkat (bilgi ile beraber) esastır. En az dozu almak için yapılacak çalışmaların hepsi önceden planlanır.

Çok sayıda her daldan öğrenciler, güzel bir program dahilinde, Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi’ndeki bütün bölümleri detaylı bir şekilde gezmeli, projelerin yürütücüleri, en anlaşılır biçimde yaptıklarını öğrencilere aktarmalıdır. Öğrencilerin sorularına geniş cevaplar verilerek, tatmin olmaları sağlanmalıdır. Daha önce hazırlanmış özel el kitapları öğrencilerin her birine hediye edilmelidir. Bu deneyim öğrencilerin çalışma hayatlarında nükleer olsun olmasın çok faydalı olacaktır.

Kültür merkezlerimizde, çok sık, Toryumla, enerji ile, erozyonla ilgili konuşmalar ve açık oturumlar yapılmalıdır. Ben çeşitli zamanlarda 8 kadar Nobel almış nükleer fizikçiyi dinledim. Hepsi nükleer enerjiyi dünya için çok gerekli bulmaktadır. Yeni tip reaktörler, hızlı üretken reaktörler (fast breeder reactors) hızlandırıcı ile çalışan Toryum reaktörleri, ergimiş Toryum tuzu tipi reaktörler, füzyon reaktörleri vs. Hızlandırıcı ile çalışan Toryum reaktörleri, 1 GeV hızlandırılmış protonlar kurşun hedefe çarptırılır. Müthiş spallasyon enerjisi (çatallaşma enerjisi) açığa çıkar. Bu bir zincir reaksiyonu olmadığından hızlandırıcının düğmesine basarsanız çalışır, basarsınız durur. Bu tipte istenmeyen radyo-aktif atıklar yakılır, yok edilir. Santralın olduğu yer 200-300 sene sonra radyoaktiviteden eser kalmadan kapatılır. Bu tip reaktör Prof.Dr. Carlo Rubbia tarafından ortaya atılmıştır. Prof.Dr. Rubbia bu reaktörleri füzyon reaktörleri ile karşılaştırır, kitabımda detaylı anlatılmıştır.

Doç.Dr.Çetin ERTEK

01.07.2017

ÇEKMECE NÜKLEER ARAŞTIRMA VE EĞİTİM MERKEZİ’NDE İYOT-131 ÜRETİMİ

TR-2 Reaktöründe I-131 üretimi, Eylül 1994’de incelenmiştir. Ayşe Aytekin, Mehmet Turgut, Ulvi Adalıoğlu Nükleer Mühendislik Blümünde, Te izotopunun nötronlarla ışınlanması sureti ile üretilen I-131 izotopunun değişik kalp kompozisyonlarındaki verimi hesaplanmıştır. Önce, kalp içinde ışınlanan Te numunelerinin geometrisine uygun bir hücre modeli alınarak, GGC-4 ve ANISN kodları yardımıyla 5 ve 9 gruplu mikroskopik tesir kesitleri kütüphaneleri hazırlanmıştır. II. çevrimde reaktörün belli bir güçte, belli bir süre çalışması halinde Te’den üretilen I-131 izotopunun aktiviteleri iki boyutlu difüzyon hesabı yapan GEREBUS bilgisayar programı yardımıyla hesaplanmıştır. Ayrıca, değişik kalp yüklemeleri için, çeşitli kalp pozisyonlarına su kutusu konularak buralarda üretilen I-131’in verimi karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. (ÇNAEM TR:319) Eylül 1994.

TR-2 reaktöründe Tc-99m üretimi de A. Aytekin, Mehmet Turgut, Ulvi Adalıoğlu tarafından, Nükleer Mühendislik Bölümü’nde incelenmiştir. (ÇNAEM TR:318) Temmuz 1994. Tc-99m izotopunun üretimi için toz halindeki MoO₃, Al tüpler içinde, TR-2 reaktörünün kalbindeki ışınlama elemanı ile kalp dışındaki su kutularında ışınlanmaktadır. Reaktör günde 5-6 saat çalıştırılıp durdurulmaktadır. Bu yüzden, üretilen Tc-99m izotopunun önemli bir bölümü yarı ömrü 6 saat olmasından ötürü, radyoaktif olmayan Tc-99 izotopuna dönüşmektedir. Reaktörün bu çalışma rejimi nedeniyle, radyoaktif Tc-99m izotopu üretiminin verimi oldukça düşük seviyede kalmaktadır. Daha önceki bir çalışmada, (M.Turgut, A. Aytekin “Radyoizotop üretiminin arttırılması için yere bağlı analiz” ÇNAEM-AR-309, Nisan 1993) kalp pozisyonlarındaki verimler hesaplanmıştır. Reaktör kalbinde bulunan tüm izotopların 5 ve 9 gruplu tesir kesitleri kütüphaneleri bölümdeki GGC-4 ve ANISN bilgisayar programları yardımıyla hazırlanmıştır.

9 grupta elde edilen sonuçlar, 5 gruptan elde edilenlerle karşılaştırıldığında aktiviteler biraz daha yüksek bulunmuş, fakat pozisyonlara göre izafi değişimlerin aynı kaldığı görülmüştür. Ayrıca, ışınlama tüpünde ve su kutularında yapılması mümkün olabilecek geometri değişikliklerinin verime olan etkileri incelenmiş ve uygun olabilecek dizaynlar teklif edilmiştir.

Nükleer Mühendislik, H.İ. Arıkan, A. Baykal, U. Adalıoğlu, H. Yavuz, “Dar ve Düşey Kanallarda Akış ve Isı Transferinin Deneysel Etüdü” adlı (Aralık 1997’de TR-334) bir çalışma yapmıştır. Elektronik bordların ve bazı tesislerin sistemlerinde bulunan düşey kanal tipi yapıların serbest konveksiyonla soğutulması son senelerde önem kazanmıştır. ÇNAEM’deki TR-2 reaktörü gibi plaka yakıtlı ve havuz tipi araştırma reaktörleri çok dar (2.1 mm genişlikte) ve düşey dikdörtgen soğutma kanallarına sahiptir. Herhangi bir kaza veya soğutma sistemi kaybı halinde bu kanallarda soğuma serbest konveksiyonla olacaktır. Serbest akış ısı transferi ile yeterli soğumanın sağlandığının ispatı güvenlik düşüncelerini gerektirmektedir.

TR-2 reaktörü soğuma kanallarını simüle etmek üzere kurulan basit bir deney düzeneği çeşitli güç ve kanal aralıkları için çalıştırılmıştır. Yakıt plakaları doğru akım dirençle ısıtılmakta olup kanal içinde ve civarında çeşitli noktaları sıcaklık ölçmeleri bakır konstantan termo çiftlerle yapılmaktadır. Kanal için hesaplanan ortalama Nu ve Ra sayılarıyla nümerik sonuçlar mukayese edilmiştir. Akışkan havadır.

Nükleer Mühendislik Bölümü, U. Adalıoğlu ve R. Tunçel Ekim 1998’de “ADIZIG: Değişken geometrik sınırlı ortamlar için iki boyutlu difüzyon kodu” nu gerçekleştirmişlerdir. Nötron difüzyon denkleminin çözümü için ÇNAEM Nükleer Mühendislik Bölümü’nde kavramsal dizaynı ve hesaplarının yapılması safhasında ortamların değişken sınırlarının farklı bir temsiline ihtiyaç doğmuştur. Böyle bir hesaplama aleti ile hem ortam dış sınırları, hem de ortam içinde olabilecek kısmi materyel değişiklikleri, mesela kontrol çubuğu ithalleriyle ortaya çıkan yapıların temsili daha iyi olabilecektir. Bu rapor kodu tanıtmakta ve giriş datasının hazırlanışı ile diğer gerekli bilgileri vermektedir.

Doç.Dr.Çetin ERTEK

01.07.2017

NÜKLEER MÜHENDİSLİĞİN “DAR VE DÜŞEY DİKDÖRTGEN KANALLARDA AKIŞ VE SOĞUMA” ÇALIŞMASI

Nükleer Mühendislikte, U. Adalıoğlu, A. Baykal, (TR-333) H. Yavuz,  Temmuz 1997’de, dar ve düşey kanallarda soğutucu akışkanın akışı ve kanal içinde olan ısı transferinin tesbiti üzerinde çalışmışlardır. TR-2 soğuma kanallarını simüle etmek üzere kurulan deney setinde taklid yakıt plaka aralıkları ve plakaların gücü parametre olarak kabul edilip laminar bölgede bir seri ölçme yapılmıştır. Akışkan olarak hava kullanılmıştır. İntegral bazı değerler, mesela Nusselt sayısının değişimi elde edilmiştir.

Bu deneysel çalışmanın teorik tahkikini yapmak üzere sıkıştırılamaz akışkanların dar kanallarda serbest konveksiyonunu ifade eden basitleştirilmiş Navier-Stokes denklemleri ince ızgara üzerinde çözülmüş ve akış özellikleri ile integral değerler (yani Nusselt sayısı) elde edilmiştir. Deney ve teori karşılaştırılmıştır.

“Magneto-hidro dinamik denklemlerin iki boyutlu nümerik çözümleri ile süpersonik kanal akışları ve ani genleşmelerin incelenmesi” Nükleer Mühendislik Bölümü tarafından, Kasım 1995’te (ÇNAEM TR-329) ele alınmıştır. Çalışmaya N. Arslan, T. Kammash ve U. Adalıoğlu katılmışlardır.

Bu çalışmada İdeal Magneto-hidro dinamik (MHD) denklemlerin iki boyutta nümerik çözümleri ile kanallarda süpersonik akışlar ve serbest uzayda patlamalar incelenmiştir. Bunun için MHD denklemleri korunumlu olarak yazılmış ve sonlu hacimler yöntemi ile akış yönünü dikkate alan “upwind” metodlarla çözümler yapılmıştır. Elde edilen sonuçların fiziksel olarak ne anlam taşıdıkları ve bu sonuçların uygulama alanlarının ne olabileceği tartışılmıştır.

Nükleer Elektronik Bölümü, Nükleer Mühendislik Bölümü ile birlikte, “Otomasyona Uygun Radyasyon Erken Uyarı Sistem Ağı (RESA) çalışmasını gerçekleştirmişlerdir. (Necati Küçükarslan, Ahmet Güven ve Adem Erdoğan Mart 1999’da bu çalışmayı gerçekleştirmişlerdir.)

Radyasyon dağılımının düzenli bir şekilde gözlenmesi ve sıra dışı durumlarda gerekli tedbirlerin hızla alınması amacıyla bir radyasyon erken uyarı sisteminin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Telefon hatları üzerinden çalışan sistem radyasyon ölçen istasyonlar ve bilgi toplayan, işleyen ve değerlendiren bir merkez bilgisayardan oluşmaktadır. Sistem, insan müdahalesini en aza indirgeyecek şekilde tasarlanmıştır. (ÇNAEM TR-341).

Doç.Dr.Çetin ERTEK

01.07.2017