nükleer sunum

8/2/2019 nkleer sunum

1/14

Nkleer Atklar ve evre

Kontrol


2/14

Nkleer Yaktlar

Gnmzdeki nkleer reaktrlerin neredeyse tamam (% 97'si) yakt olarak uranyum-dioksit kullanr. Doadaki her 1000 uranyum (U) atomunun 7'si U-235 (atom arl235 olan uranyum izotopu), 993' ise U-238'dir (atom arl 238 olan uranyumizotopu). U-235 izotopu ntronlarla fisyon yapabilme (blnebilme) yeteneinesahiptir ve nkleer enerji retiminde barol stlenir.

KULLANILMI NKLEER YAKITerdii U-235 oranndaki azalma nedeniyle artk fisyon zincir reaksiyonunugerekletiremeyen, yani reaktrdeki mrn (yaklak 3 yl) dolduran yakt demetlerireaktrden alnr ve kullanlm yakt diye adlandrlr. Reaktrde kald sre boyuncankleer yakt elemanlarnn d yzeylerinde herhangi bir deiiklik olmaz, yalnzcayaktn kompozisyonu deiir. 1000 megavat-elektrik (MWe) gcndeki bir nkleer

santralden kan kullanlm yaktn yaklak % 95.5i uranyum-dioksit (orjinal yaktmalzemesi), % 3.5i fisyon rn hafif izotoplar, % 0.9u plutonyum ve % 0.1i dierar izotoplardan (uranyumdan da byk) oluur. Yani orjinal yaktn yalnzca 20de 1ideiime uramtr ve bu deiime urayan ksmn 5te 1 kadar da deerli birelement olan pltonyumdan olumaktadr.


3/14

NKLEER ATIK YNETM

Kmr ve benzeri fosil yaktl santrallerin atklar gerekli nlemleralnarak (filtrasyon, deslfrizasyon, vd..) evreye salnr. Kullanlmnkleer yaktlarn ve/veya yksek aktiviteli nkleer atklarn idaresi iseyukarda bahsedilen zellikler nedeniyle ok daha farkl bir yaklamgerektirir. evreye salnm zaten fiziksel olarak mmkn deildir; ortada

evreye salnacak bir ey yoktur. Nkleer atk ynetimi geicidepolama ve nihai tasfiye admlarndan oluur. Reaktrden alnankullanlm nkleer yakt nce derin su havuzlarnda beklemeye braklr;su, hem radyasyona kar korumay hem de gerekli soutmay salar.Havuzlarn dolmas durumunda, en az 4-5 yl havuzlarda bekletilmiyaktlar bir yerst kuru depolama tesisine nakledilip orada muhafazaedilebilirler. Su havuzlarnda (veya kuru depolarda) muhafaza ilemi

yllardr gvenle uygulanmaktadr; personele veya evreye zararn szkonusu olduu herhangi bir nemli vaka meydana gelmemitir [1].Ancak, bu depolama ilemi, dk maliyetli olmasna karn, sreklibakm ve kontrol gerektirmektedir ve bu nedenle bir nihai tasfiyemetodu olarak snflandrlamaz. Nkleer atklarn nihai tasfiye yoluolarak jeolojik tasfiye metodu genel kabul grmtr.


4/14

Nkleer ATIK YNETM

Nihai tasviye (ematik) Nkleer atk Ynetimi

1.Kullanlm yakt, ara depolamadansonra direk olarak nihai depolamatesislerine gnderilir. Ancak

gnmzde nihai depolama tesislerihenz iletimde deildir, bu konudayaplan aratrmalar youn bir ekildedevam etmektedir. Bu nedenle,kullanlm yaktlar ara depolamatesislerinde bekletilmektedir.

2.Kullanlm yaktn iinde bulunan ve

tekrar yakt olarak kullanlabilecekuranyum ve pltonyumun kazanlmasamacyla yeniden ileme tesislerinegnderilir. Uranyum ve pltonyumkazanldktan sonra ortaya kanyksek seviyeli atk camlatrlarakdepolanr.


5/14

Nkleer Yakt Depolama

Yksek Seviyeli Atk Tama veDepolama Kab Sellafield Yeniden leme Tesisinde

Kullanlm Yakt Depolama Havuzu


6/14

NKLEER ATIKLARIN

FARKLILIKLARI Hibir yakt yakldnda yok olmaz; ktlesinin ok kk bir ksm (kimyasal yanmada yaklakmilyarda bir, nkleer fisyonda binde bir) enerjiye dnrken, bir yandan da atk ad verilenmaddeler oluur. Ancak nkleer enerji retimi sz konusu olduunda 3 nemli farkllvurgulamak gerekir.

(1) Taze nkleer yakt ve kullanlm nkleer yakt ayn d yapdadr (uzun, ince metal ubuklar);hangisinin kullanlm, hangisinin kullanlmam (taze) olduunu ayrt etmek hi de kolay deildir.Atk adn verdiimiz maddeler orijinal yaktn iinde kk bir ksm olarak oluur ve orada kalr;

yani her ey ince metal tplerin iinde olup biter. Nkleer enerji retimi srasnda herhangi biremisyon olumaz; nkleer reaktrn bacas ttmez, daha dorusu gerek anlamda bacas yoktur.

(2) Nkleer enerji retiminde yakt ve dolaysyla atk miktarlar ok azdr. 1000 megavat-elektrik(MWe) gcndeki su soutmal bir nkleer santralin ylda yaklak 30 ton taze yakta ihtiyac vardrve bu reaktrden bir ylda kan kullanlm yakt miktar da 30 tondur (hacmen 7.3 m3). Ayngteki bir kmr santrali ise ylda 3 milyon ton kmrle beslenir ve yaklak 7 milyon ton bacagaz ve kl retir (6.5 milyon ton karbon-dioksit, 750 bin ton kl, 120 bin ton kkrt-dioksit, 20 binton azot-oksitler). Nkleer santralin atk miktar ayn gteki bir kmr santraline kyasla ktleolarak 250-300 bin kere, hacim olarak 70-80 milyon kere daha azdr.

(3) Kullanlm nkleer yakttaki fisyon rn hafif izotoplarn ou ve ar izotoplarn bir ksmyksek seviyede radyoaktiftir; kullanlm nkleer yakt reaktrden ktnda yannayaklalamayacak dzeyde radyasyon yayar. Fisyon rn hafif izotoplarn radyoaktivitesizamanla hzla azalr; ilk 150 gnde yzde 3e, 10 yl sonunda binde 2ye der. Ancak yine de yksekaktiviteli nkleer atklarn biyolojik zehirlilik seviyesinin doadaki uranyumun zehirlilik seviyesinedmesi iin 1000 yla yakn bir sre gemesi gerekir [1].


7/14

KULLANILMI NKLEER YAKITIN

LENMES (Reprocess)Yaklak 38 ton uranyumun yeniden ilenmesinden ortayakacak yksek seviyeli atklarn camlatrlm miktarnalabilecek paslanmaz elikten yaplm tama ve depolamakab

Kullanlm nkleer yaktn % 96.4lkksm (% 95.5 U ve % 0.9 Pu) tekraryakt olarak kullanlabilecek deerlimaddelerden olumaktadr. Kullanlmyakt kimyasal metotlarla (solventekstraksiyonu) ileme tabi tutarakierdii uranyum ve pltonyumu gerikazanmak mmkndr. Bu durumdageriye % 3.6lk ksm olan ve fisyonrn hafif izotoplar ile uranyum-tesiar izotoplardan oluan bir karmkalr. Kullanlm nkleer yakttakihemen hemen tm radyoaktivitedensorumlu olan bu karm yksekaktiviteli nkleer atk olarak

adlandrlr


8/14

JEOLOJK(Nihai) TASFYE

Yksek aktiviteli nkleer atk reten tm lkeler bu atklar yerin 500-1500 m altnda zel olarak seilmi jeolojikoluumlarda ina edilecek depolara gmmeyi planlamaktadr [2, 3]. Kullanlm nkleer yaktlarn kimyasal olarakilendii durumda yaktn yksek radyoaktivite ieren % 3.6lk ksm bir nitrat zeltisi eklinde ayrlr ve yksekscaklkta cam eriyii ile kartrlp (atk/cam oran yaklak 1/6) metal silindirler iinde soumaya braklarakcamlatrlr. Camlatrlm atk ieren silindirler bir metal d muhafaza (varil gibi) iine konarak yeralt deposunayerletirilmeye hazr hale getirilir. Kullanlm nkleer yaktn direkt tasfiyesi sz konusu ise yakt ubuklar metalsilindirlere ve muhafazalara konarak yeralt deposuna gnderilir. Her iki durumda da tasfiye edilecek malzeme(boyutlar farkl da olsa) bir d muhafaza iindeki metal silindirlerden oluur. Bu silindirler yeralt deposununzemininde alm deliklere yerletirilir, kenarlar bentonit (bir eit kil) ile doldurularak delikler tkanr. Tm depo

dolduunda yeraltndaki tneller ve boluklar da dolgu malzemesi ile kapatlarak depo mhrlenir. Jeolojik tasfiye metodu yeni bir teknoloji ve stesinden gelinemeyecek teknik zorluklar iermemektedir. Ancak,

nihai tasfiye konusunda alnmas gereken kararlarn gecikmesi nedeniyle henz uygulama aamasnagelinmemitir. Tm nkleer atk reticisi lkeler kullanlm nkleer yaktlar su havuzlarnda veya kuru depolamatesislerinde bekletmektedir. Jeolojik tasfiye konusunda en nemli adm ABD 1982 ylnda atm ve kongresindennkleer atk yasas geirerek, 1998 ylnda jeolojik tasfiyeye balama karar almt [4]. Teknik almalartamamlanp yer seimi yaplm olmasna ramen, eitli (politik, sosyal, toplumsal psikolojik, vd.) faktrlernedeniyle sz konusu yasann uygulanmasnda 12 yllk bir gecikme gndeme gelmi ve tasfiyeye balama tarihi enerken 2010 ylna kaydrlmt.

Kullanlm nkleer yaktlarn, ilenmeden, ierdikleri deerli maddelerle birlikte (% 96.4 U ve Pu), gmlmesiseenei ayr bir tartma konusudur ve bu yolu benimsediini ilan eden ABDde bilimsel evreler tarafndan genelolarak kabul grmemitir. Bu durumun ABDdeki kullanlm nkleer yaktlarn direkt tasfiyesinin gecikmesinde nelde rol oynadn tahmin etmek mmkn deil; fakat % 96.4 deerli olan bir malzemeyi tekrarulalamayacak ekilde yeraltna gmmeye niyetlenmek pek de kolay olmasa gerek. Nitekim Fransa bata olmakzere baz Avrupa lkeleri ve Japonya kullanlm nkleer yaktlar ilemekte ve geri kazandklar uranyum vepltonyumu tekrar reaktrlerde yakt olarak kullanmaktadr.


9/14

Jeolojik Tasviyenin Risk

Boyutu Yeralt deposunun yer seimi ve tasarm o ekilde yaplmaldr ki gmlennkleer atklar en azndan yzlerce yl yerinde kalsn, yani radyoaktivite, henzyeterince dk dzeye inmemiken, bir yolunu bulup da yeryzne (biyosfere)ulamasn. Radyoaktivitenin yeraltndan biyosfere ulamas ancak yeralt suyuvastas ile olabilir. Dolaysyla, deponun, yeralt suyunun zor ulat jeolojikoluumlarda ve yeralt suyundan uzak blgelerde ina edilmesi nem tar. Buna

ramen, yeralt suyu depoya ulasa bile, radyoaktif atklar zerek biyosferetamas gerekir ki, bu noktada, srasyla, jeolojik oluumun kendisi, bentonitdolgu, d muhafaza, metal silindir ve atn kendi formu (cams yap veyazirkonyum alam iinde seramik yap) engeller oluturmaktadr. Yalnzcabentonit dolgu (deliklerin etrafna konan) bile, bal bana, almas ok zor birengeldir. Bentonit bir eit kil olduundan, suyu yiyince ier ve filtre vazifesigrr. Yani yeralt suyu, tm dier engelleri bertaraf edip, radyoaktif maddelerizerek bnyesine alma frsat bulsa bile, bunlar tayarak ortam terk etmesi

ok zordur; bentonit filtresinden gemeden ortam terk edemez. Yeralt suyununbtn bu engelleri aarak radyoaktif maddeleri biyosfere tamas olasl sonderece dktr; ayrca bu zaten dk olasln, atklarn hala tehlikeli seviyederadyoaktivite ierdii sre zarfnda gereklemesi olasl ok daha dktr.


10/14

DNTRME METODU

(Transmutation)Nkleer atklarn geleceinde rol oynayabilecek bir kavram dadntrme (transmutation) metodudur. Dntrme metodundaama radyoaktif izotoplar uygun koullarda radyasyona maruzbrakarak kararl (radyoaktif olmayan) izotoplara dntrmektir; yaninkleer atklarn radyoaktivitesini yapay yollarla azaltmak veya yok

etmektir. ok zarif gzken bu zm 1970lerin sonunda bir okaratrmaya konu olmu ve eitli glkler (ideal koullarn ancak birnkleer fzyon reaktrnde salanabilecei gibi) ortaya konmutur.Son yllarda bu metot tekrar gndeme gelmi, bu kez hzlandrc(accelerator) kullanarak dntrme konusunda aratrmalar arlkkazanmtr. Tabii ki eer radyoaktif atklar, radyoaktif olmayan (!) veyadk seviyede radyoaktif atklara dntrmek mmkn olursa, niye

radyoaktifatklar gmmekle uralsn?! Dntrme metodu okcazip grnmesine ramen henz iyimser olmay gerektirecek bulgularortaya kmamtr. Ve jeolojik tasfiyenin uygulanmas yolundakialmalar srdrlmektedir.


11/14

Dnyada Bulunan Nkleer Atk

eitleri (1) Kullanlm nkleer yaktlarla dolu

havuzlarda veya yerst depolarnda,

(2) camlatrlm nkleer atklarla doluhavuzlarda veya yerst depolarnda,

(3) kullanlm nkleer yaktlarn gmlolduu yeralt depolarnda,

(4) camlatrlm nkleer atklarn gmlolduu yeralt depolarnda.


12/14

Nkleer Enerji ve Trkiye

Henz nkleer reaktr ve teknolojisi olmayan lkemiz asndan isenkleer atk sorununun boyutu aadaki varsaym ile anlatlabilir.Trkiyenin 2005 ylndaki tm elektrik tketimi olan yaklak 160 milyarkilovat-saatin tamam nkleer santrallerden karlansayd, bunun iinher biri 1000 megavat-elektrik gcnde, % 80 kapasite faktr ile alantoplam 23 nkleer reaktre ihtiya olurdu; ve bu 23 santral 20 seneboyunca elektrik retseydi, birikecek toplam kullanlm nkleer yaktnhacmi yaklak 3400 m3tutard ve bu kullanlm yaktn tamam, yzeyiolimpik llerde olan bir havuzu ancak doldururdu. Havuzun derinlii 9-10 m olmal ki 3.5-4.0 m boyundaki kullanlm yakt demetleri havuzundibine dey olarak tek sra halinde dizildikten sonra, yukarda en az 5metrelik bir su tabakas kalsn. Bu su tabakas radyasyondan korunmay

(ve ayn zamanda soutmay) salar ve havuzun kenarnda dolamakdahi mmkn olur. zetle, 1000 megavat-elektrik gcndeki 23 nkleer reaktrden 20 sene

boyunca kan kullanlm nkleer yaktn tamamn muhafaza etmek iinyaklak 10-m derinliinde olimpik llerde bir havuz yeterlidir


13/14

Nkleer Yakt retim Metalurjisi

TRKYE'NN NKLEERHAMMADDEKAYNAKLARI


14/14

Zenginletirilmi UranyumKullanlan Reaktrler inNkleer Yakt retimi

Documents

nükleer sunum