Nükleer Enerji Nedir?
Nükleer enerji çok yüksek sıcaklıkta ve yüksek enerjideki atom çekirdeklerinin çarpışması ile oluşan tepkime sonucu elde edilen enerjidir. Nükleer reaktörler ile diğer enerji türlerine dönüştürülebilen nükleer enerji, atomun çekirdeği ya da nükleusun içinde bulunur. Sıfır emisyonu olan nükleer enerji ile santrallerde gün boyu enerji üretilebilir.
Nükleer Enerjinin Gelişimi
Nükleer enerjiyi anlayabilmek için atomu, atom yüklerini, radyoaktiviteyi, elementleri ve enerjiyi anlayabilmek gerekir. Bu sebepten nükleer enerjinin gelişimi için, milattan önce Demokritos ‘un maddeyi oluşturan küçük ve bölünemeyen parçaçıklara ‘atom’ (bugün biliyoruz ki atom parçalanamaz değildir) demesi ile başlayan uzun soluklu bir süreç diyebiliriz. Daha net olmak gerekirse, nükleer enerjinin temeli 1896 tarihinde Fransız bilim insanı Antoine Henri Becquerel tarafından atılmıştır. Becquerel uranyum tuzlarını fotoğraf filmi üzerinde güneşe çıkartarak deneyler yapıyorken, havanın yağmurlu olması sebebi ile uranyum tuzlarını güneşte bekletememiştir. Daha sonra uranyum kristallerini güneşte bekletmemesine rağmen, kristallerin film üzerinde iz bıraktığını keşfetmiş ve bunu X ışınlarına benzer görünmez ışın olarak tanımlamıştır. Bu ışınları Becquerel keşfettiği için ‘Becquerel Işınları’ adı verilmiş, fakat 1898 yılında Marie Curie bu ışınlara ‘Radyoaktivite’ adını vermiştir.
Becquerel ve Curie’nin temelini attığı nükleer enerji; sıklıkla kullanılan petrol ve doğalgaz gibi kaynakların tükenmekte olması, ülkelerin enerji için dış ülkelere bağımlı olmak istememesi gibi sebeplerle yeni bir enerji kaynağı olarak kullanılmaya başlandı. Nükleer enerji ile elektrik üretmek amacı ile çeşitli ülkelerde çeşitli nükleer santraller inşa edildi.
Elektrik enerjisi üretmek amacı ile yapılmış ilk nükleer reaktör Amerika, Idaho’da kurulan ‘The Experimental Breeder Reactor’ dür. İlk nükleer santral ise Rusya’da inşa edilmiş olan ‘Obninsk Nükleer Santrali’dir.
Nükleer Enerji Nasıl Üretilir?
Nükleer enerji atomun merkezinde depolanmış ve atomu bir arada tutan bağlanma enerjisinden gelmektedir. Bir atomun yoğun nükleusunda bulununan bu enerji miktarı çok büyüktür. Bu enerji nükleer enerji olarak kullanılabilir, fakat öncelikle atomun bölünmesi ve bu bağlayıcı enerjinin salınması gerekmektedir. Elektrik üretmek için kullanılan nükleer reaktörlerde, atomun bölünmesi ve enerjinin salınması için gereken işleme nükleer fisyon denir.
Temel olarak nükleer reaktörler elektrik üretmek için nükleer fisyonu kontrol ederler denilebilir. Nükleer fisyon olayının gerçekleşmesi için santrallerde yakıt olarak uranyum kullanılır, çünkü uranyum daha kararlı hale gelmek isteyen ağır bir atom olduğu için nispeten kolay bölünebilir. Bunun yanı sıra uranyum yaygın bir elementtir, kolayca bulunabilir. Ancak reaktörlerde kullanılar uranyum olan Uranyum-235 (U-235) nadir bulunur; öyle ki dünyadaki uranyumun yüzde birinden daha azdır.
Nükleer enerji üretilirken, reaktördeki Uranyum-235 çekirdeklerine nötronlar çarpar ve U-235 çok kararsız olan Uranyum-236’ya dönüşüp bölünmeye uğrar. Bölünme sonucu yeni nötronlar ve enerji oluşur ve bu yeni nötronlar da diğer U-235’lere çarparak yeni nötronlar ve enerji oluştururlar ve bu döngü enerji üretimi sürdükçe devam eder, yani bir zincir reaksiyon oluşur. Bu zincir reaksiyonu sonucu ortaya çıkan enerji ısı oluşturur. Oluşan ısı reaktörün soğutma maddesinin (soğutma maddesi genellikle sudur, ama bazı reaktörlerde likit metal ya da erimiş tuz da kullanılır) ısınmasına neden olur ve bu durum buhar üretir. Üretilen buhar tirbünleri döndürür ve bunun sonucunda elektrik üretilmiş olur. Nükleer santrallerin çalışma prensibi için kısaca, bölünen atomdan gelen enerjiyle çalışan tirbünler tarafından elektrik üretilir diyebiliriz.
Nükleer Enerjinin Artıları ve Eksileri
Nükleer enerji üretilirken fosil yakıt kullanılmadığı için emisyon üretilmez ve bu durum çevre kirliliğini büyük ölçüde azaltmaktadır. Ayrıca nükleer santraller 7/24 durmaksızın yüksek miktarlarda enerji üretebilirler. Örneğin Fransa elektriğinin %76 gibi büyük oranını nükleer enerji ile elde etmektedir. Bunun dışında günlük hayatta karşılaştığımız radyasyondan daha fazlasını üretmezler, yani çevrelerinde yerleşim yerleri kurulabilir. Öte yandan reaktörlerdeki kullanılmış yakıt oldukça radyoaktiftir. Çalışanlar koruyucu giysileri giyerek korunabilirler, ama koruyucu giysiler yüzlerce yıl radyoaktif kalabilir. Herhangi bir reaktörden bir sızıntı gerçekleşirse çok ciddi miktarda temiz su ve canlı yaşam bundan kötü etkilenebilir. Radyoaktif atıkların özel konteynırlarda korunması gerekmekte ve santrallerin atık kontrolünü çok iyi yapmaları gerekmektedir.
Bunların yanında nükleer santrallerde gerçekleşebilecek bir kaza sadece o bölgeyi değil, çok daha geniş alanları kirletebilir; uzun vadede kanser vakalarının artmasına sebep olur ve civardaki bütün vahşi yaşamı, doğayı zehirler. Gerçekleşebilecek herhangi bir kaza uzun yıllar sürecek zarara sebep olabilir.
Nükleer Enerjinin Geleceği
Yakın zamanda nükleer enerjinin yerini alabilecek ve etkili sonuç verebilecek pek seçeneğimiz yok. Nükleer enerji ile üretilen miktarda enerjiyi üretebilecek alternatiflerimiz yok. Bununla birlikte nükleer enerjinin yanında getirdiği ciddi riskler mevcut. Daha dönüştürülebilir, daha yeşil enerji kaynaklarına ihtiyacımız var. Bu doğrultuda çeşitli çalışmalar mevcut; yakıt hücreleri gibi, ama bu kaynaklar hem çok yeni, hem de şehirlere enerji sağlayabilecek kadar elektrik üretemiyorlar. Bunları göz önünde bulundurduğumuzda nükleer kaynaklar vazgeçilemeyecek bir seçenek gibi görünüyor. Ancak nükleer enerji de sonsuza kadar sürdürülebilecek bir enerji türü değil, bunu da unutmamamız gerekiyor.
Yazan: Elif IŞIK
Kaynak**
Kaynak***
Kaynak****
Bir yanıt bırakın