Nükleer 101: Nükleer Reaktörler Nasıl Çalışır?

Nükleer reaktörler nükleer  elektrik santrallerinin  kalbi gibidirler. Fisyon denilen bir fiziksel reaksiyon aracılığıyla ısı oluşturan nükleer zincir reaksiyonu nükleer reaktörde kontrol altında tutulur.  Burada elde edilen ısı  elektrik üreten...

Nükleer reaktörler nükleer  elektrik santrallerinin  kalbi gibidirler. Fisyon denilen bir fiziksel reaksiyon aracılığıyla ısı oluşturan nükleer zincir reaksiyonu nükleer reaktörde kontrol altında tutulur.  Burada elde edilen ısı  elektrik üreten türbinleri döndürmek için kullanılan buharın oluşturulmasında kullanılır

Dünya üzerinde 98’i Amerika’da olmak üzere toplam 450 tane ticari nükleer reaktör bulunmaktadır. Bu, nükleer enerjinin dünya üzerindeki en büyük karbon üretmeyen  elektrik kaynaklarından biri olduğu anlamına geliyor.

Nükleer fisyon  ısı üretir

Nükleer reaktörün temel görevi, atomun bölünmesi sonucu enerji açığa çıkaran nükleer fisyon reaksiyonunu kontrol etmek ve onu barındırmaktır. Reaktörlerde nükleer yakıt olarak uranyum kullanılır. Uranyum küçük seramik tabletler içerisine işlenir ve bir araya kümelenerek  yakıt çubukları denilen metal tüplere bağlanırlar. Tipik olarak bu çubuklardan 200 tanesi bir araya getirilerek bir yakıt hücresi oluşturulur.  Bir reaktör çekirdeği enerji kapasitesine bağlı olarak genelde  bir kaç yüz yakıt hücresinden oluşur.

Yakıt çubukları reaktör kazanı içerisinde suya batırılırlar. Su burada hem bir soğutucu hem de bir moderatör  (reaksiyonu yavaşlatıcı) olarak görev yapar. Moderatör zincir reaksiyonunu devam ettirmek için fisyon tarafından oluşturulan nötronları yavaşlatmaya yardımcı olur.

Kontrol çubukları reaksiyon hızını yavaşlatmak için reaktör çekirdeğine eklenebilir veya reaksiyonu hızlandırmak için reaktör çekirdeğinden çıkartılabilir.

Fisyon tarafından oluşturulan ısı, suyu ısıtarak buhar üretir ve  daha sonra bu buhar türbinlere gönderilerek karbon açığa çıkartılmadan elektrik üretimi sağlanır.

Hafif su reaktör çeşitleri :

Normal suyu hem soğutucu hem de moderatör  olarak kullanan reaktörlere hafif su reaktörleri denir. Hafif su reaktörlerinin dünyada en çok kullanılan iki çeşidi aşağıda açıklanmıştır.

Basınçlı Su Reaktörü :

Graphic by Sarah Harman | U.S. Department of Energy

Bu reaktörlerde suyun kaynamasını engellemek için, reaktör çekirdeğine yüksek basınç altında su pompalanır. Çekirdek içerisinde bulunan su nükleer fisyon tarafından ısıtılır ve bu su ısı transferi yapılan kısım içerisindeki borulara pompalanır. Bu borular yardımıyla farklı bir yerde bulunan su ısıtılarak buhar oluşturulur.   Elde edilen buhar daha sonra elektrik jeneratörlerine gönderilerek elektrik üretimi yapılır. Reaktör çekirdeği içerisindeki su ısıtılması için tekrar reaktöre gönderilir ve aynı döngü tekrarlanır.

Kaynar Su Reaktörü:

Graphic by Sarah Harman | U.S. Department of Energy

Bu tür reaktörlerde reaktör kazanı içerisindeki su, direk olarak buhar oluşturmak için kullanılır. Su reaktör çekirdeğine doğru pompalanır ve burada fisyon tarafından ısıtılır. Burada elde edilen buhar direk olarak türbinlere gönderilir ve elektrik üretimi yapılır.

 

Kaynak: DOE

Kategori
BÜLTENÇevreFizikNükleer FizikTeori

Dr. Atac lisans eğitimini Karadeniz Teknik Üniversitesinde aldı. Doktora derecesini 2017 yılında Temple Üniversitesinde, Coulomb Sum Rule adı verilen Deney üzerinde çalışarak elde etti. Şu an Temple Üniversitesinde Research Assistant Professor olarak çalışmaktadır. Dr. Atac ayrıca Fizik Akademisi’nin kurucusudur.
Henüz Yorum Yok

Cevap Yaz

ETKİNLİKLER

There are no upcoming events.

TWİTTER


ÜYE OL

Sitemize Üye olarak yeni yazılarımızı emailinize günlük alabilirsiniz

Kayıt olduğunuz için teşekkür ederiz

Bir şeyler yanlış gitti

Benzer Yazılar

  • Çevre dostu bir malzeme: Grafen

    Grafen, bilinen en ince ve en hafif bir malzeme olmasının yanı sıra esnek, saydam ve aynı zamanda da çevre dostu bir malzemedir. Evrende var olan malzemelerin hemen hemen hepsi...
  • Haftanın Kitap Önerisi:Derin Uzay

    Uzun zaman önce gökbilimciler Dünya’nın eşsiz olduğunu düşünüyordu.Artık Güneş etrafında dönen yedi gezegen daha olduğunu biliyoruz.Bir zamanlar Güneş’in eşsiz olduğunu düşünüyorduk.Artık Samanyolu’nda yüz milyarlarca güneş olduğunu biliyoruz.Yalnızca yüz yıl...
  • Aktif karbon nedir ve nerelerde kullanılır?

    Aktif karbon veya amorf karbon karbon elementinin bir allotropudur. Geniş gözenek hacmi ve yüksek yüzey alanı gibi karmaşık yapıya sahip olmasının yanısıra biçimsiz yüzey şekline ve yüksek oranda karbon...
  • Temel Parçacıklar ve Fizik Yasaları

    Yirminci yüzyılda en önemli iki kavramsal ilerleme, kuşkusuz görelilik ve kuantum mekaniğidir. Bu ikisini tek parça halinde birleştiren bir kuram geliştirme uğraşı, zor ve halen süregelen bir meydan okumadır....