Nükleer Enerji Ne Kadar Tehlikeli?


Güncel bir konu olan nükleer santral konusu, doğru anlaşılması gereken ve duygusal tepkilere kapılmadan tartışılması gereken önemli bir konudur. Öncelikle nükleer enerji nedir? Nasıl oluşmaktadır? Sorularına yanıt vermekle söze başlayayım.

Atom çekirdekleri yüksüz olan nötronlarla artı yüklü protonlardan oluşur. Çekirdeğin etrafında eşit sayıda eksi yüklü elektron dolanırsa atom dengededir ve dağılmadan varlığını sürdürür. Çekirdekteki nötron ve proton sayısı arttıkça çekirdek dengeli bir bütün olarak varlığını sürdürmekte zorlanır ve çekirdekten dışarı alfa, beta ya da gama adı verilmiş olan parçacıklar fırlatılır. Alfa parçacığı iki proton ve iki nötronun bağlı olduğu bir Helyum çekirdeğine benzer. Beta parçacığı bir elektronun özelliklerine sahiptir. Gama parçacığı ise yüksek enerji taşıyan bir ışınımdan (ışıktan) ibarettir.

Nükleer santral yakıtının ana maddesi olan Uranyum-238’in çekirdeğinde 92 proton ve 146 nötron vardır. U-238 elementini tanımlayan 238 sayısı da bu iki cins parçacığın toplamıdır. Doğada bulunan U-238’in çekirdeği dengesiz olup bir alfa parçacığı salarak Toryum-234’ dönüşür. Ancak bu dönüşüm çok yavaş olur ve belli bir miktar Uranyum’un yarılanma ömrü yaklaşık 4,5 milyar yıl olup dünyamızın ömrüne eşdeğerdir. Topraktan çıkan doğal Uranyum cevherinde yaklaşık yüzde 99,3 U-238 ve yüzde 0,7 oranında U-235 izotopu bulunur. U-235 izotopunda yine 92 proton bulunsa da sadece 143 nötron vardır. Üç tane nötronun eksikliği bu çekirdeği daha dengeli yapacağı yerde, daha dengesiz ve bölünmeye daha yatkın duruma dönüştürmektedir. Eğer U-235 çekirdeğine bir nötron saplanacak olursa çekirdek ikiye bölünür ve bir Baryum-141 ile bir Kripton-92 çekirdeği ile ısı enerjisi açığa çıkar. Şekil-1’de bu durumu görmekteyiz. Nötron yutan U-235 çekirdeği önce U-236’ya dönüşür. Dengesiz olan bu çekirdek titreşerek ikiye bölünür ve ısı enerjisi ile birlikte üç tane nötron salar. Ortaya çıkan ısı enerjisinin diğer adı da “Bağlanma” enerjisidir.

Açığa çıkan nötronlar yeniden U-235 çekirdeklerine çarparlarsa, bölünme olayı tekrarlanır ve gittikçe daha fazla U-235 çekirdeği bölüneceğinden bu olaya “Zincirleme reaksiyon” adı verilir. Ancak zincirleme reaksiyonun oluşması için Uranyum kütlesindeki U-235 atomlarının belli bir orana ulaşmış olmaları gerekir. Elektrik üreten nükleer santrallerin yakıtlarında, genelde yüzde 2 ile yüzde 5 arasında U-235 atomları bulunur.


Yazının devamı Popüler Bilim Dergisi’nde…



 
  editör'den / bu sayıda / bayiler / eski sayılar / adres / kapak konusu