Nükleer Teknoloji ve Enerji Üretimi. Dr. Halil DEMİREL

Transkript

1 Nükleer Teknoloji ve Enerji Üretimi Dr. Halil DEMİREL

2 Nükleer Teknoloji TAEK - ADHK 2

3 Nükleer Teknoloji Nükleer teknolojiyi üstün kılan, nükleer reaksiyonları ve radyasyonu faydalı bir şekilde endüstrinin emrine vererek, modern teknolojinin hizmetine sunmuş olmasıdır. Giricilik ve maddenin yapısında değişiklik yaratma Otomobil endüstrisi Havacılık endüstrisi Madencilik ve petrol endüstrisi Kutu üreticileri Boru hattı işleticileri Gıda endüstrisi Görüntüleme İzleme Ölçme Analiz TAEK - ADHK 3

4 Nükleer Teknoloji - Görüntüleme Malzemelerin içine nüfuz edebilme özelliği x ışınları gama ve nötron radyografileri endüstriyel ürünlerin incelenmesi (kaynak yapılmış malzemeler, borular, buhar kazanları, her türlü makine aksamı, vb.) Gama radyografi TAEK - ADHK 4

5 Nükleer Teknoloji - İzleme Akarsularda debi ölçümü, barajlarda su kaçaklarının saptanması ve yeraltı suları hareketlerinin izlenmesi gibi diğer endüstriyel uygulamalarda radyoizotopların kullanılması hem ucuz hem de kolay bir yöntemdir. X-ışını tomografi sistemi TAEK - ADHK 5

6 Nükleer Teknoloji Ölçme (1) Demir, çelik, lastik, kağıt, plastik, çimento, seker vb. birçok endüstri ürününün üretim aşamasındaki seviye, nem ve yoğunluk ölçümleri radyasyondan yararlanılarak yapılmaktadır. Seviye Ölçümü TAEK - ADHK 6

7 Nükleer Teknoloji Ölçme (2) Kağıt, alüminyum folyo gibi pek çok ince malzemenin üretimi sırasında, ürünün kalınlığının sürekli kontrol edilmesinde yine radyasyon kullanılmaktadır. Kalınlık / Yoğunluk Ölçümü TAEK - ADHK 7

8 Nükleer Teknoloji Analiz (1) Aktivasyon Analizi Metalürji, jeoloji ve mineraloji, tarım ve hayvancılık, petrol, yaşam kalitesi, sanat, arkeoloji, tıp alanlarında nitel ve nicel analizler tahribatlı ve tahribatsız analizler elementel analizler su, hava ve gıda zincirindeki kirlilik izlenebilir malzeme kompozisyonu TAEK - ADHK 8

9 Nükleer Teknoloji Analiz (2) Yaş Tayini Jeolojik, arkeolojik ve antropolojik numunelerde Fiziksel metotlar (EPR/ESR, TL/OSL) Nükleer metotlar C TAEK - ADHK 9

10 Nükleer Teknoloji Araştırmalar Malzeme davranışı gerilim, bozulma, korozyon, sertleşme vs. Polimer araştırmaları Kaplamalar Seramikler Yüksek sıcaklık süper-iletkenleri Manyetik malzemeler Bio-malzemeler Radyasyon spektrometresi Kozmetik, farmasotik, gıda endüstrisi ve tıp Metallerde hidrojen depolanması Proteinler, virüsler, bitkilerdeki fotosentez olaylarında nötron kırılımı araştırmaları TAEK - ADHK 10

11 Nükleer Teknoloji Çevre Doğal çevrenin korunmasına yönelik olarak, özellikle kağıt, tekstil ve kimya sanayi atık suları arıtma işleminin minimum düzeyde kimyasal madde kullanılarak gerçekleşmesi için radyasyonla arıtma teknolojisi mevcuttur. - Atık Su Afyon alkoloit fab., TÜBİTAK MAM - Baca Gazı TÜPRAŞ TAEK - ADHK 11

12 Nükleer Teknoloji Gıda Gıdaların daha uzun süre dayanmalarını sağlamak amacıyla mikroorganizmalardan arındırılması ve tıbbi malzemelerin sterilizasyonu için radyasyon uygulaması yapılmaktadır TAEK - ADHK 12

13 Nükleer Teknoloji Tıp (1) 1895 yılında keşfedilmesinden sonraki 6 ay içerisinde, X-ışınları ilk kez tıpta teşhis amacıyla kullanılmıştır TAEK - ADHK 13

14 Nükleer Teknoloji Tıp (2) Radyoizotop üretimi Teşhis Tedavi TAEK - ADHK 14

15 Nükleer Teknoloji Diğer Aşağıdaki alanlarda nükleer teknolojinin kullanımı yaygındır: Paratoner yapımı Televizyonlar, duman detektörleri, fosforlu saatler Bagaj kontrolü Uydulardaki enerji kaynakları, kalp pilleri, alarm sistemleri Adli tıp uygulamaları Bilgisayar işlemci üretimi Bijuteri sektörü Mayın taraması, kargolardaki patlayıcı ve uyuşturucu tespiti Deniz suyundan içme suyu elde etmek TAEK - ADHK 15

16 Nükleer Teknoloji Isı Enerjisi TAEK - ADHK 16

17 Nükleer Teknoloji Enerji Nötron Enerjisi Yavaş Hızlı (Yavaşlatıcı yok) Yavaşlatıcı Grafit Hafif Su Ağır Su Sıvı Gaz Metal LMFBR BN350/600 Superpheonix Monju Hafif Su RBMK Gaz AGR THTR Fort St Vrain HTR-10 AVR Hafif Su PWR BWR VVER Ağır Su CANDU Hafif Su NRX Soğutucu TAEK - ADHK 17

18 Nükleer Reaktörler TAEK - ADHK 18

19 Nükleer Reaktörler Basınçlı Su Reaktörü (PWR) Zenginleştirilmiş yakıt Hafif su İki döngü Yüksek basınç (150 atm) Kontrol çubukları Basınçlayıcı Buhar üreteci Acil durum kor soğutma sistemi TAEK - ADHK 19

20 Nükleer Reaktörler Basınçlı Su Reaktörü (PWR) TAEK - ADHK 20

21 Nükleer Reaktörler Kaynar Su Reaktörü (BWR) Zenginleştirilmiş yakıt Hafif su Tek döngü Yüksek basınç (75 atm) Kontrol çubukları Kalp içi çevrim pompaları Acil durum kor soğutma sistemi TAEK - ADHK 21

22 Nükleer Reaktörler Ağır Su Reaktörü (CANDU) Doğal U Ağır su Yatay kor İki döngü Yüksek basınç (110 atm) Kontrol çubukları Acil durum kor soğutma sistemi TAEK - ADHK 22

23 Nükleer Yakıt TAEK - ADHK 23

24 Nükleer Yakıt (LWR) Seramik yakıt (UO 2 ) Yakıt Zarfı Yakıt Demeti TAEK - ADHK 24

25 Nükleer Yakıt (CANDU) Seramik yakıt (UO 2 ) Yakıt Zarfı Yakıt Demeti TAEK - ADHK 25

26 Güvenlik TAEK - ADHK 26

27 Kaza Koşulları Beklenen Olaylar İşletme Koşulları Güvenlik Güç Kontrolü Soğutma Rad. Bariyerler Kontrol çubukları, boron Kontrol ve kapatma çubukları, boron Kapatma çubukları, boron Soğutucu Soğutucu Acil Durum Kor Soğutma Sistemi Yakıt, zarf, 1. devre sınırı, filtre sistemi, lokalizasyon, koruma kabı TAEK - ADHK 27

28 Güvenlik Yakıt, Zarf, 1. devre sınırı, Filtre sistemi Lokalizasyon, Koruma kabı TAEK - ADHK 28

29 Gelişmiş Reaktörler TAEK - ADHK 29

30 Gelişmiş Reaktörler (1) Yatırım maliyetini düşürmek, İnşa süresini kısaltmak, Tasarımı basitleştirmek ve işletme dalgalanmalarına dayanıklı hale getirmek ve işletimi kolaylaştırmak, Yüksek kullanılırlık sağlamak ve tesisi ömrünü uzatmak ( ~60 yıl), Kalp erime olasılığını düşürmek, Çevresel etkileri azaltmak, Yüksek yanma oranlarına ulaşarak kullanılan yakıt miktarını ve dolayısıyla ve atık miktarını azaltmak, Yakıt ömrünü uzatmak TAEK - ADHK 30

31 Gelişmiş Reaktörler (2) 3. Nesil Reaktörler Yerçekimi, doğal dolaşım ve yüksek sıcaklıklara dayanma gibi pasif veya kendiliğinden güvenli özellikler ABWR, SWR, AP1000, BWR90+, EPR, VVER91/99 4. Nesil Reaktörler grubu henüz kavramsal tasarım aşamasındadır TAEK - ADHK 31

32 teşekkürler sorularınız? TAEK - ADHK 32