Nükleer Santraller Nasıl Çalışır?
Nükleer santraller enerji üretir. Fakat bu enerji üretimi bildiğimiz su veya yakıt santrallerinden farklı olarak, ısıyı elde etmek için nükleer reaktör yani atomu parçalandığı zaman açığa çok büyük enerji çıkaran ağır radyoaktif element olan Uranyum'lu sistemler kullanır. Bu sistemde Uranyum elementinin atom çekirdekleri parçalandığı için bu enerjiye nükleer enerji adı verilir. Ve bu sistemde zararlı olan nükleer enerjinin kendisi değil, eğer açığa sızarsa doğa ve insan dahil tüm canlılık için çok büyük radyasyon tehlikesi taşıyan uranyum elementidir.
Nükleer Santrallerde elde edilen buharın ısı enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de jeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Ağır radyoaktif (Uranyum gibi) atomların bir nötronun çarpması ile daha küçük atomlara bölünmesi (fisyon) sonucu çok büyük bir miktarda enerji açığa çıkar. Yani nükleer santraller uranyumu "fisyon" yöntemiyle parçalar. Bu parçalanma reaktörlerin içinde gerçekleştirilir. Ama uranyum tehlikeli bir element olduğundan bu işlem çok özel kalkanlı bölümlerde gerçekleştirilir ve ömrü biten kapsüller de daha sonra atılmaz, özel koşullarda saklanır.
Nükleer santrallerde, nükleer maddelerin çevreye bırakılmamasını ve aynı zamanda nükleer reaksiyon sonucunda oluşan ısının her durumda reaktörden alınmasını garantiye alacak şekilde birçok güvenlik önlemi alınmaktadır. Nükleer maddelerin dışarıya salınmaması için kademeli koruma önlemleri, oluşan ısı fazlalığının alınması için ise yine kademeli ve yedekli sistem ve bileşenler bulunmaktadır.
Nükleer yakıt (yani Uranyum), seramik formunda, yaklaşık 1 cm çap ve yüksekliğinde silindirik parçaların arka arkaya dizilmesiyle yine silindirik biçimde kapalı sızdırmaz tüpler içindedir. Bu tüplerin binlercesinin, aralarından soğutucu suyun geçmesine izin verecek şekilde bir araya getirilmesi ile de reaktör kalbi oluşturulmuştur. Bu kalp ise paslanmaz çelikten yapılan bir basınç kabının içinde bulunur (Basınçlı veya Kaynar Sulu reaktörlerde). Basınç kabı ve buna bağlı sistemler ise reaktör korunak binası adı verilen betondan yapılmış kubbemsi yapının içinde bulunurlar. Dolayısıyla, yakıt içinde bulunan radyoaktif maddelerin dışarıya salınmalarını, seramik yakıt, yakıt tüpü, basınç kabı, çelik gömlek ve beton korunak binası, kademeli olarak engellemiş olurlar.
Bu devir daimi kontrol altına almak ya da durdurmak için yakıt çubuklarının arasına "kontrol çubukları" yerleştirilir. Bu kontrol çubukları, açığa çıkan nötronları absorbe eder. Reaktör eğer devre dışı bırakılmak, yani kapatılmak isteniyorsa da söz konusu kontrol çubuklarının aktif hale getirilmesi gerekiyor. Böylece yeni atom çekirdeği parçalanmalarının önüne geçilir. Reaktör soğumaya başlar. Ancak bu soğuma işlemi, reaktörün kapasite ve enerji üretim miktarına bağlı olarak belirli bir zaman alıyor. Soğumanın devam edebilmesi için elektrikli pompalar vasıtasıyla su devir daiminin devam ettirilmesi gerekiyor.
Elektrik kesintisi durumundaysa durum kritik hâl alıyor. Reaktördeki basınç ve sıcaklık artmaya devam ediyor. Acil durum kalp soğutma sistemi devre dışı kalıyor. Eğer bu süreç durdurulamazsa yüksek basınç ve aşırı ısınma nedeniyle nükleer yakıt çubuklarının hasar görmesi, hatta tümüyle tahrip olması mümkün. İşte bu tahrip sürecine "NÜKLEER ERİME" deniyor.
Buradaki tehlike şu ki, eğer çeşitli nedenlerle bu koruma sisteminde, özellikle yakıtı soğutma sisteminde arıza meydana gelirse, yakıt ısısı istenen düzeyde tutulamaz. Bu durumda kapsüllerdeki enerji hat safhaya ulaşarak patlamaya yol açar. Sürekli artan enerji kapsülleri de eritirse, uranyum suya ve çevreye yayılır ve en önemlisi etrafa müthiş derecede radyasyon yayılır.
Nükleer Erime durumunda, yakıt çubuklarının muhtevası, yani uranyum ve parçalanmayla ortaya çıkan cesium gibi radyoaktif parçacıklar reaktörün kalbine sızıyor. Bu ise reaktör içinde kontrol edilemeyecek nükleer patlamalar meydana gelme tehlikesini de beraberinde getiriyor. Patlamalar, reaktör içindeki ısı ve basıncın daha da artmasına yol açabiliyor. Bu süreç kontrolden çıkarsa, o zaman reaktörde büyük bir patlama meydana gelmesi de kaçınılmaz oluyor.
İşte 25 yıl önce Çernobil nükleer santralindeki patlama da aynen bu şekilde meydana gelmişti Böyle bir patlamanın ardından reaktördeki tüm radyoaktif parçacıkların atmosfere karışmasını önlemek artık imkansız hâle geliyor. Fukuşima nükleer santralinde de benzer bir felaketin meydana gelmesi için hemen hemen tüm koşullar gerçekleşmiş durumda. Depremin ardından elektrik kesintisi meydana geldi. Dizel elektrik jeneratörleri de henüz çalıştırılamadı. Kaldı ki, jeneratörler devreye girse bile çalışma süresi son derece kısıtlı olacak.
Reaktör suyunun ısısı sürekli artıyor. Buharlaşmaya başlayan su, reaktör içindeki basıncın da yükselmesine neden oluyor. Vanalar açılarak hafif radyoaktif buharın bir bölümü dışarı verilmeye çalışıldı ancak bunda sadece kısmen başarılı olundu. Eğer nükleer erime gerçekleşir ve reaktörde patlama meydana gelirse, bunun olumsuz sonuçları sadece Japonya'yı etkilemekle kalmayacak; aynı zamanda tüm Pasifik bölgesi, büyük bir nükleer facianın eşiğine sürüklenecek
