NÜKLEER ENERJİ VE RADYOAKTİF ATIKLAR

Atom çekirdeklerinin parçalanması sonucunda büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. Ağır atom çekirdeklerinin nötronlarla bombardımanı sonucunda bu çekirdeklerin parçalanması sağlanabilir; bu tepkimeye “fisyon” adı verilmektedir. Her bir parçalanma tepkimesi sonucunda açığa fisyon ürünleri, enerji ve 2-3 adet de nötron çıkmaktadır. Uygun şekilde tasarlanan bir sistemde tepkime sonucu açığa çıkan nötronlar da kullanılarak parçalanma tepkimesinin sürekliliği sağlanabilir (zincirleme tepkime). Bunun haricinde hafif atom çekirdeklerinin birleşme tepkimeleri de büyük bir enerjinin açığa çıkmasına sebep olmaktadır. Bu birleşme tepkimesine “füzyon” adı verilmektedir. Bu tepkimenin sağlanabilmesi için atom çekirdeğinde bulunan artı yüklerin birbirini itmesinden kaynaklanan kuvvetin yenilmesi gereklidir. Bu nedenle çok yüksek sıcaklığa çıkılan sistemler kullanılmaktadır. Çok yüksek sıcaklıkta yüksek enerjiye ulaşan atom çekirdeklerinin çarpışması ile füzyon tepkimesi sağlanabilmektedir. Fisyon ve füzyon tepkimeleri ile elde edilen enerjiye “çekirdek enerjisi” veya “nükleer enerji” adı verilmektedir.

Nötronun 1932 de Sir James Chadwick tarafından keşfinden sonra II. Dünya Savaşı’nın da etkisiyle nükleer bilim hızlı bir şekilde gelişti. 1939’da atomun bölünmesi (fisyon) ile enerjinin açığa çıktığı keşfedildi. Bu olaydan daha sonra 1943’te ilk kontrol edilebilen zincirleme reaksiyon, 1945’te ilk atom silahı ve 1951’de nükleer enerji kullanılarak ilk elektrik üretimi gerçekleşti.

Böylece nükleer enerji 20 yıl gibi bir süreçte temel prensiplerden pratik uygulama aşamasına geldi. ABD’de elektrik üretimi için ilk kullanımını takiben nükleer enerji İngiltere’de 1953’te, Rusya’da 1954’te, Fransa’da 1956’da ve Almanya’da 1961’de elektrik üretiminde kullanılmaya başlandı. 1960’larda on ülke ve bunu takiben 1970’lerde on ülke daha nükleere dayalı elektrik üretimine başladı. 1970’lerin başındaki petrol krizi nükleer güç santrallerine talebi artırdı ve bu santrallerin kurulma dalgasını başlattı. Sonraki on yılda dünya ekonomisindeki yavaşlama ve fosil yakıt fiyatlarındaki düşüş, nükleer enerji talebindeki büyümeyi kısıtladı. Bunun yanı sıra ABD’deki Three Mile Island 1979 ve Rusya’daki Chernobyl 1986 kazalarının etkisi ile nükleer tesislerin güvenliği hakkında kamuoyunda ciddi endişeler oluştu. Bütün bu faktörler 1990’larda nükleer enerjinin gelişmesinde yavaşlamaya sebep oldu. Nükleer enerji; askeri amaçlı ortaya çıkışı, silah yapımında kullanılabilme ihtimali, teknik karmaşıklık, nükleer atıkların uzun süreli etkileri, karmaşık sigorta şartları ve güvenlik hukuku, potansiyel kazalarla ilişkili sonuçlar, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmanın sağlık etkileri ve yüksek ilk yatırım maliyeti gibi bir çok faktör ile diğer enerji türlerinden ayrılmaktadır.

Nükleer tesislerden düşük, orta ve yüksek olmak üzere üç değişik seviyede radyoaktif atık çıkmaktadır. Normal sanayi atığı haline gelen atıklar düşük ve orta seviyeli atıklardır. Bu tür atıklar aylar mertebesinde bekletildikten sonra radyoaktiviteleri sanayi atığı olarak muamele görmeye uygun düzeye iner. Nükleer santraller aynı güçteki bir kömür santralinin kullandığı yakıtın yaklaşık yüz binde biri kadar yakıt kullanır. 1000 MWe gücündeki bir reaktörden çıkan ortalama yüksek seviyeli atık miktarı yıllık 25-30 ton civarında olup, hacmi 2,5-3 metreküp kadardır. Yüksek seviyeli atıkların büyük bölümünü kullanılmış yakıtlar içerisinde bulunan radyoaktif hale gelmiş yakıt malzemeleri oluşturur. Kullanılmış yakıt içerisindeki uranyumun sadece yüzde 2-4’ü yanmaktadır. Geri kalan yakıt malzemesi geri kazanılabilecek bir malzemedir. Bununla birlikte, ülkelerin geri kazanılabilecek söz konusu yakıt malzemesini geri kazanma yoluna gidip gitmemeleri izledikleri politikaya göre belirlenmekte olup halen durum ülkeden ülkeye değişiklik göstermektedir.

Kullanılmış yakıtlar hem radyasyon seviyesinin yüksek olmasından hem de soğutmayı gerektirecek ölçüde ısı üretmelerinden dolayı santral sahası içindeki su havuzlarında bir müddet (yaklaşık 10 yıl) tutulduktan sonra 50-100 yıl bekletilebilecekleri kuru depolama alanlarına alınırlar.

Ağustos 2010 itibariyle Dünya’da 29 ülkede toplam 373.673 MWe kurulu güce sahip 440 nükleer reaktör işletme halindedir ve Dünya elektrik enerjisi ihtiyacının yaklaşık %15’ini karşılamaktadır. Toplam 2776 MWe kurulu güce sahip 5 nükleer reaktör yeniden işletmeye girebilecek şekilde uzun süreli kapatma durumundadır. Toplam 59.544 MWe güce sahip 61 nükleer reaktör ise inşa halindedir.

ÇEVRE KİRLİLİĞİ
ÇEVRE SORUNLARI
ATIK YÖNETİMİ YÖNETMELİĞİ
ÇEVRE FELAKETLERİ
İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ