Nükleer Reaktörler Özgür AYTAN
Bu sunuda anlatılacak olanlar Fisyon Nedir? Nükleer Reaktörler Çalışma Prensipleri Dünyadaki Durum Neden Nükleer Reaktör? Dünyadaki Enerji Kaynakları Dünyadaki Enerji Projeksiyonu Üretim Maliyetleri Dünyadaki Durum Reaktör Kazaları, Sebepleri ve Alınan Dersler Yeni nesil reaktörlere örnek : ADS ADS Nedir? Nasıl çalışır? Avantajları? Türkiye açısından durum? 2
Fisyon (Bölünme) Nedir?. Fisyon başına; 2 adet fisyon ürünü, 2.4 adet nötron çıkıyor, nötron n 0.025 ev lük nötron U-235 çekirdeğine giriyor Nötronlar zincirleme Reaksiyonu başlatır Gama ışını Giren enerji E 0 =0.025 Ev Çıkan enerji E 1 = 200*10 6 Ev= 200 Milyon Ev E 0 /E 1 = 8*10 9???Bu Enerji Fazlalığı Nereden Geliyor??? 3
Fisyon (Bölünme) Nedir? -2 n U-235 La 1.009 235.124 M1 235.1240 + 1.009 ------------- 236.133 AKB = Mo 94.946 138.955 n n M2 138.955 +94.946 +2.018 --------- 235.919 AKB 236.133-235.919 ------------ 0,214 AKB gama nötrino Beta 4
Fisyon & Zincir Reaksiyonu Fisyon Reaksiyonu Zincir Reaksiyonu 5
Nükleer Reaktörler
NÜKLEER GÜÇ REAKTÖRLERİ Bir nükleer reaktör, içinde bulunan fisil çekirdeklerin bölünmesi sonucunda oluşan enerji ile sürekli ve kontrollü şekilde elektrik üreten tesislerdir. Nükleer güçten elektrik üretmenin prensipleri bütün reaktör tipleri için aynıdır. - Reaktör Türüne Göre Yakıt (Uranyum, Toryum??? %15) - Türe Göre Zenginleştirme Th-232 den U-233 üretimi! Tsuruga Nükleer Güç santralı, Japonya, 1115MW gücünde, 1969 da elektrik üretimine başlamış,basınçlı su reaktörü 7
REAKTÖRÜN ÇALIŞMA PRENSİBİ 8
Fisyon esasına dayanan ilk nükleer reaktör ABD nin Chicago Eyaletinde kurulmuştur. 2 Aralık 1942 de Enrico Fermi tarafından çalıştırılmaya başlanmıştır. Enerji üretimine yönelik ilk güç reaktörü eski Sovyetler Birliği nin Obninks kentinde inşa edilmiş ve üretilen elektrik enerjisi 27 Ocak 1954 de Moskova elektrik şebekesine bağlanmıştır. 1951 yılında dünyada ilk kez yapılan uranyum çekirdeğinin parçalanmasıyla açığa çıkan enerjinin 4 ampulü aydınlatması 9
Dünyada Durum? 32 ÜLKEDE TOPLAM 441 ADET SANTRAL İŞLETMEDE 382 GWE KURULU KAPASİTE 65 ADET SANTRAL İNŞAAT HALİNDE (65 GWE) DÜNYADA ELEKTRİK ÜRETİMİNDEKİ PAYI %19 MEVCUT NÜKLEER SANTRALLARIN: %80.7 KADARI HAFİF SU LU (LWR) %19.2 KADARI DİĞERLERİ (CANDU,RBMK,GCR..) MEVCUT NÜK. SANTRALLARIN: % 59.7 KADARI BASINÇLI SU (PWR) % 21 KADARI KAYNAR SU LU (BWR) TİPİNDEDİR Above data are from the PRIS database. Last update on 2015-11-25 10
Neden Nükleer Santral?
Dünyadaki Enerji Kaynakları TEP = 1 ton ham petrolün enerjisi Kaynak: Uluslar arası Enerji Ajansı (2000) 12
Dünya Enerji Kaynakları Projeksiyonu Milyar Varil Petrol Eşdeğer / Yıl 100 80 60 40 20 100 BILLION BARRELS Dünya Enerji Talebi 1993 Kömür Doğal Gaz Ham Petrol Hidrolik Güneş, Rüzgâr Jeotermal Nükleer Yeni teknolojiler Azalan Fosil Yakıtlar 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 3000 Edwards, AAPG 8/97 13
ÜRETİM MALİYETİ? NÜKLEER, KÖMÜR VE KOMBİNE ÇEVRİM GAZ SANTRALLARININ ÜRETİM MALİYETİNDEKİ PAYLARI % 100 % 80 % 60 % 40 % 20 Hesaplama Exceli Yakıt İşletme ve bakım İlk yatırım % 0 Nükleer Kömür Doğalgaz Kaynak : NEA, ( Paris: OECD, 1998 ). Kanada, Fransa, Japonya, İspanya ve ABD verilerinim ortalaması. 14
Santrallerin Karşılaştırılması Kullanılan arazi Yakıt miktarı Atık miktarı Kömür santralı ( 1000MW e ) 70 hektar 2 500 000 ton/yıl Kül : 300 000 ton/yıl CO 2 : 6 500 000 ton/yıl SO 2 : 20 000 ton/yıl NO 2 : 4 000 ton/yıl Ağır metaller (civa, kurşun, kadmiyum, arsenik, vanadyum) : 400 ton/yıl NGS ( 1000MW e ) 20 hektar 30-120 ton/yıl Y.S. atık : 30-120 ton/yıl O.S. atık : 300 ton/yıl D.S. atık : 300 ton/yıl Y.S.: Yüksek seviyede O.S.: Orta seviyede D.S.: Düşük seviyede ( Radyoaktif atık ) 15
Nükleerin Yeni Yaşı Küresel Isınma ile mücadele kararları Avrupa birliğinin 10 sene öncesinin CO2 değerlerine dönüş kararı Avrupa'da CO2 salınımının satılmaya başlanması (2007) 16
Dünyada Nükleer Reaktörlerden Üretilen Elektrik Miktarı Above data are from the PRIS database. Last update on 2015-11-25 17
Above data are from the PRIS database. Last update on 2013-05-29 18
Ülkelere Göre Nükleer Tesislerde Üretilen Enerjinin Toplam Enerjiye Oranı 19
Türkiye PUANT üretim gücü: 45.000 MW Saati: 17:10 20
Türkiye de Elektrik Üretimi 24.11.2015 Tarihi Üretim Bilgileri Kaynak : http://www.teias.gov.tr/yukdagitim/yuktevziraporlari.htm 21
Nükleer Kazalar
Kaza Derecelendirmesi Uluslararası Nükleer ve Radyolojik Olay Ölçeği (INES) 23
Artık Isı 24
Reaktör Kazaları Three Mile Island (1979) Vana Kazası Kontaminasyon yok Çernobil (1986) İşletme Kazası 50 ton Nükleer Yakıt saçıldı Nagasakinin 560 katı radyasyon 200.000 Acil müdahale personeli 31 kişi birkaç hafta içinde vefat Daichii (2011) Tusunami kaynaklı. Kalp erimesi Tasarım hatası. (Jeneratör binaları) Kontaminasyon oluştu. 25
Çernobil Sonrası Radyasyon Dağılım Haritası 26
Reaktör dış koruma kabı PROTECTION AGAINST EXTERNAL HAZARDS HURRI CANES, WATERSPOUTS, TORNADO Kasırga, hortum Uçak düşmesi AI RCRAFT I MPACT SHOCK WAVE Şok dalgası Sel FL OODS Deprem SEI SMI C EFFECTS 27
ADS (Accelerator Driven System)
ADS Nasıl Çalışır? 29
30
ADS Avantajları Alt kritik olduğu için daha güvenli. Hızlandırıcı ile kolay kontrol. Daha az radyoaktif atık. (miktar olarak) Daha az aktiviteli ve daha kısa yarı ömürlü atık. Zenginleştirme gerektirmiyor. Çok daha az plütonyum üretimi. 31
Toryum ve Türkiye Uluslarası Atom Enerjisi Ajansının yaptığı araştırmaya göre dünya Toryum rezervleri 32
İlginiz ve Sabrınız için Teşekkürler Not: Sunum, ilgili web adresleri ve üretim maliyeti hesap excel dosyasını www.aytan.net Adresinden edinebilirsiniz. 33
34