Nükleer Enerji Santrali Nedir nasıl çalışır
15 Mart 2011 Yazarı: taten
1960 Nisanı’nda hizmete giren Dresden – 1 (ABD) yalnız elektrik üretimi için kurulmuş ilk ticari santraldır. 207 MWe ile nükleer santral birim gücünü bir hamlede iki katına çıkarmıştır. Ondan sonra yerden adeta mantar bitercesine, nükleer santral yükseldiğini görüyoruz. 1960-70 döneminde ortalama her iki ayda bir, 1970-80 döneminde her üç haftada bir nükleer santralin kurdelası kesilmiştir. Yıl 1982’ye geldiğinde dünyada 272 nükleer santral kurulmuş bulunuyordu ve neredeyse bir o kadarı da kurulmakta veya kuruluş hazırlıkları içindeydi. Dünya 1970-1980’li yıllarda nükleer şantiyeye dönmüştür. Peki nükleer santrallerin bu kadar hızlı kurulmasının nedeni neydi?
Tablo-4.1 Dünya Nükleer Elektrik Santrallerinin Gelişmesi (1983)
Kurulu Güç ( MWe)
4.2.2 Nükleer Santrallerin Ülkelere Dağılımı
Buhar makinası, lokomotif, otomobil, uçak ve daha niceleri ilk kez hangi ülkelerin hizmetine girmişlerse nükleer enerji de önce o ülkelerin konforuna katılmıştır. Her yenilik gibi nükleer elektrik de zengin işidir. Dünyada nükleer kurulu gücün yarısı Kuzey Amerika kıtasında, dörtte biride Batı Avrupa’dadır. Bunlara yeni zengin Japonya’yı da katarsanız nükleer kurulu gücün % 85’i eder. Sovyet Rusya ve beş müttefiki % 11’i oluşturur. Fakat dünyanın kalkınmakta olan yörelerinin bu yeni teknolojiden şimdiye kadar alabildikleri pay sadece % 4’dür.
Dünyanın geri kalmış yöreleri ne bugün ve ne de gelecekte nükleer teknolojinin önemli bir alıcısı olmayacaklardır. Halbuki enerjiye asıl o yörelerin ihtiyacı vardır ve daha da tuhafı, dünya reaktörlerinin önemli bir bölümü o yörelerden gelen uranyumla çalışmaktadır. Takvim yaprakları 1980’lere dönerken Afrika ve Avustralya kıtalarında çalışan nükleer santral yoktu. Güney Amerika kıtasında sadece 1, Asya’nın güney şeridinde 4 nükleer santral faaldi. Yapılmakta olanların sayısı ise adı geçen yörelerde toplam 16’yı buluyordu.
Tablo 4.2 nükleer ülkelerin tam listesidir. Görüleceği gibi 1982 yılında 22 ülkede nükleer elektrik üretilmektedir. Kurulmakta olan santrallerde dahil edilirse 32 ülke nükleer teknoloji ile haşir neşirdir. Geriye doğru şöyle baktığımızda, nükleer elektrikle bazı ampullerin aydınlandığı ülkelerin sayısı 1950’lerde 4, 1960’larda 13 ve 1970’lerde 22 idi. Her ülkenin kurulu gücü ve dünya sıralamasında kaçıncı olduğu tabloda ayrı sütunlar halinde verilmiştir.
Tablo-4.2 Nükleer Elektriğin Üretildiği Ülkeler ve Nükleer Santral Güçleri (1982)
Santral Gücüne Göre Sırası
Nükleer Elektriğin İlk Üretildiği Yıl
Çalışan ve Kurulmakta Olan Santral Gücü M We
*Üretimin başlayacağı tarih bilinmiyor
Tablo-4.3 nükleer santrallerin ülkelere dağılımını, nükleer enerjinin toplam enerji içindeki payını göstermiştir. Dünya elektriğinin günümüzde % 17’sinin nükleer kaynaktan üretilmektedir. Zengin ülkelerin ortalaması % 33’dür. İsviçre elektriğinin % 44,5’ini, Belçika % 57,2’sini, Fransa % 77,4’ünü nükleer santrallardan karşılamaktadır. 1997 yılına geldiğimizde 1983 yılından farklı olarak gelişmekte olan ülkelerinde nükleer enerjiyi kullanmaya başladıklarını görmekteyiz.
Tablo-4.3 Nükleer Enerjinin Ülkelere Göre Dağılımı (1997)
Nükleer Elektriğin Toplam Üretimdeki
Hali vakti yerinde olup da nükleer enerjiye el atmamış Avustralya’dır. Bu ülke enerji zengini olduğu için nükleer katkıya gerek duymamaktadır. Üstelik Avustralya zengin bir uranyum satıcısıdır. Kömür kendilerine yeterli olacaktır.
Bildiğiniz gibi Türkiye nükleer çağa henüz adım atmamıştır. Fakat nükleer elektrik kullanmadığımızı söyleyemeyiz. Bulgaristan’dan satın aldığımız elektriğin bir bölümü hiç şüphesiz bu ülkenin, ilki 1974 yılında işletmeye giren 3 nükleer santralından gelmektedir ve dördüncü santralda kuruluş halindedir. 1982 yılı sonlarında gene Balkan komşularımızdan Romanya Sovyet yapısı ilk nükleer santrallarını işletmeye koymuşlardır.
Doğu komşumuz İran Şahlık döneminde Almanya’ya 1200 MWe gücünde iki ve Fransa’ya 900 MWe gücünde olmak üzere 4 büyük nükleer santral sipariş etmişti. Sözleşmelere göre 1980’den başlayarak her yıl santrallardan birisi işletmeye girecekti. Ancak 1979 Şubatı’nda yönetimi alan devrim hükümeti Şah’la yapılmış sözleşmeleri tanımadı. Onun için nükleer santral siparişleri belirsiz bir geleceğe terk edilmiştir.
Yukarıda gelişmiş ülkeler hesabına toz pembe bir ufuk çizdik. Anlatılan şekliyle nükleer teknoloji patlamasına gıpta etmemek elde değildi. oysa kendi toplumları buna gıpta ile bakmıyor. Batı toplumu nükleer enerjiyi dikenini bahane edip reddetmiştir. Radyoaktivitenin abartılan tehlikelerinden ürkütülmüştür. Tepki giderek büyümüş işi engelleyecek boyutlara ulaşmıştır. Nükleer santral şantiyelerinin bir bölümü kapanmış, diğer bölümünde işler çok yavaşlamıştır. Hatta bittiği halde kapısına kilit vurulan (Avusturya’da) nükleer santral vardır. Demokrasi ülkelerinde kamuoyu gücünü nükleer tartışmada denemiş, ve kazanmıştır. Böylece nükleer büyümeyi frenlemeyi başarmıştır. Batı dünyasında 1973-80 arasında işletmeye alınması programlanan santralların ancak yarısı bitirilebilmiştir. aslında Tablo -4.2’nin son satırında kurulmakta olan santrallar sayısının aşırı kabarıklığı da bu ötelemeden ileri gelen bir yığılmadır.
Tablo-4.4 İnşa halinde olan Nükleer Reaktörler
İNŞA HALİNDEKİ NÜKLEER REAKTÖRLER
Bazı ülkelerde engellemeler olup inşaatı bitmiş nükleer santrallerin kapısına kilit vurulurken, bazı ülkelerde de gelecekte ortaya çıkacak enerji açığını kapatabilmek için yeni yeni nükleer santraller kurmaktadırlar. Tablo – 4.4’de de görüldüğü gibi faaliyete yeni geçecek nükleer santrallerin büyük çoğunluğun gelişmekte olan ülkelerde olması dikkat çekicidir. Çünkü bu ülkelerin elektrik enerjisine ihtiyacı daha fazladır.
4.3 Nükleer Güç Santrallerinin Genel Tanıtımı
Nükleer Güç Santralları ile Termik Santraller birbirleri ile benzer özellikler taşırlar. Her iki santral tipinde de elde edilen buharın ısı enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de jeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bu santraller arasındaki temel fark buharın elde ediliş yöntemidir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Bu nedenle nükleer reaktörlerdeki bölünme reaksiyonu termik santrallarda fosil yakıt yakmakla aynı işleve sahiptir.
İlk olarak nükleer güç santrallerini tanıtmadan önce bölünme (fisyon) reaksiyonu mekanizmasını anlatmakta yarar vardır. Nükleer reaksiyonda açığa çıkan enerji, temelde U-235 izotopunun ya da herhangi bir bölünmeye yatkın (fisil) izotopun (Pu-239,U-233) nötronla etkileşmesinden ötürü parçalanması olayı sonucunda açığa çıkan fazlalık bağlanma enerjisidir. Nötronla etkileşen U-235 çekirdeği kararsız hale geçerek, kendisinden daha hafif iki çekirdeğe ayrılır ve bu esnada da ortalama olarak iki nötron açığa çıkarır. Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan bölünme enerjisi yaklaşık 200 MeV’dir. Bu enerji buhar üretimi için soğutucuya aktarılır ve açığa çıkan nötronlardan biri bölünmeye yatkın başka bir izotopu parçalayarak zincirleme reaksiyonuna sebep olur. Diğer nötron ise reaktör içindeki diğer malzemeler tarafından yutulur ya da sistemden kaçar. Nükleer reaktörler bu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U-235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır. Günümüzde, elektrik üretimi için kullanılan santralların büyük bir bölümü Basınçlı Su Reaktörü (PWR), Kaynar Su Reaktörü (BWR) ve Basınçlı Ağır Su Reaktörü’dür (PHWR).
4.3.1 Basınçlı Su Reaktörü (PWR)
Basınçlı su reaktörleri ticari olarak elektrik üretimi için ABD’de kullanılan ilk reaktör tipidir.Bu tür reaktörlerde korda üretilen enerji birinci devre soğutucu vasıtasıyla kordan çekilir. İkincil devrede buhar üreteçlerinden alınan buhar türbinlerinde genişletilerek jeneratörde elektrik üretilir.
4.3.2 Kaynar Su Reaktörü (BWR)
Kaynar su reaktörü dünyada basınçlı su reaktöründen sonra en yaygın olarak kullanılan reaktör tipidir. Kaynar su reaktörleri (BWR) birçok yönden PWR reaktörüne benzemekle birlikte, temel fark reaktör koru içinde kaynama olayına izin verilmesidir.
BWR tipi reaktörlerin diğer reaktörlere göre üstünlüğü reaktör koru içinde doğrudan elde edilen buharın türbinlere gönderilmesidir.
4.3.3 Basınçlı Ağır Su Reaktörü (PHWR)
Basınçlı Ağır Su Reaktörleri, Basınçlı Su Reaktörleri ile benzer özellikler taşırlar. Bu tür reaktörlerin en yaygın olarak kullanıldığı ülke Kanada’dır. Kanadalılar son 40 yılda CANDU (CANada Deuterium Uranium) adını verdikleri Kanada reaktörünü tasarlayıp geliştirerek Basınçlı Ağır Su Reaktörü teknolojisinde lider olmuştur.
CANDU reaktörlerinde yakıt olarak doğal uranyum kullanıldığı için zenginleştirme tesislerine ihtiyaç yoktur.
4.4 Nükleer Santrallerin Maliyetleri
Bir güç santralından elde edilen elektriğin maliyeti, temel olarak o santralın inşaatı ve elektrik üretir hale gelmesi için, yapılması gereken yatırım maliyetini, ömrü boyunca santralın verimli çalışmasını sağlamaya yönelik işletme ve bakım giderlerini ve elektriğin üretiminde kullanılan yakıtın temini için gerekli yakıt maliyetini içerir. Bir santralın ekonomik olması için üretilen elektriğin satılması sonucu elde edilen gelirin, en azından maliyetini karşılaması ve ayrıca diğer elektrik üretimi seçeneklerine göre daha ucuz olması gerekir.
Elektrik maliyetine etki eden harcamalar değişik zaman dilimlerinde yapılmakta; oysa elektrik üretimi santralın ömrü boyunca gerçekleşmektedir. Enflasyonun olmadığı sabit bir para birimi ile, bir santralın tüm ömrü boyunca yapılan harcamaların bugünkü değerinin o santralde üretilen elektriğin bugünkü değerine oranı, ortalama bir elektrik maliyeti verir. Elektrik üreticisi, ürettiği elektriğin fiyatını bu ortalama maliyete eşit olarak seçerse, yaptığı tüm harcamaları, paranın bugünkü değeri göz önüne alınarak karşılayabilecektir. Bu maliyet, yaklaşık olarak aynı koşullarda çalışan sistemlerin karşılaştırılmasını da olası kılar.
Nükleer santrallar genel olarak ilk yatırım maliyetleri yüksek, yakıt ve işletme giderleri düşük santrallerdir. Yatırım maliyetleri ise, elektrik maliyetinin yarısından fazlasına denk gelmektedir. Bir santral inşaatının başlangıcı ile devreye girmesi arasında tipik olarak altı ila sekiz yıl civarında bir süre geçmesi gerekmektedir. Nükleer santrallerden elde edilen elektriğin maliyetinin azaltılmasında en önemli iki etmen, inşaat süresinin gerekli standartlara uyularak azaltılması ve ilk yatırım maliyetinin düşürülmesidir.
Yakıt giderleri reaktör tipine göre değişmektedir. Bazı reaktörler zenginleştirilmiş yakıt kullanmakta; bazıları ise doğal uranyuma dayalı yakıtlar kullanmaktadır. Zenginleştirme, yakıt maliyetini artırır. Ayrıca kullanılmış yakıtların ne şekilde depolanacağı ve bunun tahmin edilen maliyeti de, yakıt maliyetini etkileyecektir. Fakat genel olarak yakıt giderlerinin toplam maliyet içerisindeki payı az olduğu için, bu etki o kadar büyük değildir. Yakıt giderlerinin toplam maliyet içerisindeki payının düşük olması nedeniyle gelecekte uranyum fiyatlarında veya zenginleştirme fiyatlarında olabilecek değişiklerden üretilen elektriğin maliyeti pek etkilenmeyecektir. Yani bir nükleer santral bir kez kurulduktan sonra ürettiği elektriğin maliyeti yaklaşık olarak sabit kalabilir. Toplam yakıt gideri ise reaktörde üretilen toplam enerji ile orantılı olacaktır. İşletme ve bakım giderleri doğal olarak reaktörden reaktöre değişmektedir, ayrıca reaktörün işletildiği ülkenin koşulları da etkili olmaktadır. Elektriğin maliyeti, toplam harcamaların bugünkü değerinin üretilen enerjinin bugünkü değerine oranıdır. Bir nükleer santralde işletme ve yakıt giderleri düşük olduğu için, o santral ne kadar çok çalışırsa üretilen enerjinin maliyeti de o kadar düşecektir. Bir santralın yük faktörü, belirli bir zamanda ürettiği enerjinin aynı zaman diliminde, tam kapasitede çalışarak üreteceği enerjiye oranıdır. Dolayısıyla nükleer santrallar, büyük yük faktörleri ile çalıştıklarında daha ucuz elektrik üreteceklerdir.
Santralin ekonomik ömrü tamamlandıktan sonra sökülmesi için gerekli yatırım, genel olarak ilk yatırım maliyetlerinin içerisinde pay ayrılarak göz önüne alınır. Sökülme için gerekli maliyetin toplam elektrik maliyeti içersindeki payı %1 civarındadır. 1000 MWe gücünde bir nükleer santralın ekonomik ömrünün sonunda sökülmesi için yaklaşık 100 milyon dolar civarında bir kaynak gerekmektedir. Bu kaynak, miktar olarak çok büyük olmasına karşın, bir nükleer santralın bir yılda ürettiği elektriği satarak elde edeceği gelirden daha azdır.
Şu ana kadar söz ettiğimiz maliyetler, belirli bir reaktör tipi ve çalışma koşulları göz önüne alındığında doğrudan tahmin edilebilen maliyetlerdir. Aslında bunlara ek olarak, gerek maliyetin niteliği gerekse de veri yokluğundan dolayı tahmin edilmesi oldukça zor olan maliyet bileşenleri vardır. Büyük bir kazanın maliyeti bunlara bir örnektir. Gerçekleşme olasılığı her yüz bin reaktör yılı işleyişte bir olan kazanın etkilerinin getirdiği maliyet, 200 milyar dolar civarında ise , reaktör başına bu maliyet yılda 2 milyon dolar civarındadır. Yani düşük olasılığa sahip böyle bir kazanın getirdiği bir yıllık mali risk, elektrik maliyetinin %1′i kadar olmaktadır. Three Middle Island kazasının yol açtığı dış etkilerin maliyetinin 26 milyon dolar, Çernobil kazasının toplam maliyetinin ise 14 milyar dolar dolayında olduğu tahmin edilmektedir.
Nükleer santral maliyetinin termik santrallerin maliyetinden fazla olduğunu belirtenler bulunmaktadır. Bunun nedeni meydana gelen kazalar sonucunda nükleer santrallerin yapımı için getirilen standartların çok yükseltilmesidir. Oysa termik santraller bacalarından bıraktıkları küllerin temizlenmesi ve santrallerde meydana gelebilecek kazalar, santrallerin ekonomik ömrünü tamamlaması sonucu sökülme masrafları maliyete dahil edilmemiştir. Yine aynı şekilde hidroelektrik santrallerin toprak kaybına neden olması, doğal çevreyi tahrip etmesi, barajların dolması sonucu, bu toprakların boşaltılması maliyetlere dahil edilmemiştir.
Kategoriler Genel Etiketler ksmi-basn-alma-yapra, nkleer-enerjide-kimler-alr, nkleer-santral-nedir-nasl-alr-d, nkleerenerjisantralleri, nkleerkirliliknedir, ulchin-3-alma-sistemi Yazı dolaşımı
GTA 4 Hile kodlari şifreleri hile telefon numaralari
2011 YGS Puan Hesaplama – YGS Puan Hesaplama Motoru