NÜKLEER ENERJİ DÜNYASI

Maddeden Gelen Enerji

NÜKLEER SANTRALLAR VE ÇEVRE

Nükleer santrallerde enerji üretimi sırasında yakıt bölgesinde bölünme (fisyon) tepkimesi gerçekleşmektedir. Bu tepkime sonucunda yakıt atomu iki veya üç parçaya bölünmekte ve bölünme (fisyon) ürünleri ortaya çıkmaktadır. Ayrıca yakıt zarfı gibi bazı yapısal malzemeler nötronlar ile tepkimeye girmekte ve “aktivasyon ürünleri” adı verilen çekirdekler ortaya çıkmaktadır. Gaz halinde bulunan bazı bölünme ürünleri, yakıt çubuklarında oluşabilecek hasarlı bölgelerden kaçarak soğutucu bölgesine geçebilmektedir. Ayrıca, yapısal malzemelerde paslanma, aşınma gibi sebeplerle kopan parçacıklar da soğutucu suyuna karışabilmektedir. Bölünme ve aktivasyon ürünlerinin çoğu ışınetkin (radyoaktif) olduğundan, soğutucu suyunun işletme sırasında düzenli bir şekilde temizlemesi gerekmektedir. Bu amaçla santral tasarımlarına soğutucu suyu temizleme sistemleri eklenmektedir.

Reaktör kalbinden kaynaklanan gazlar ve soğutma suyunun temizlenmesi sonucunda ortaya çıkan sıvı atıklar santral dışına bırakılmadan önce boşaltma atığı sistemlerinden geçmekte, böylece dışarıya bırakılan atıklarının içerdiği ışınetkin madde yoğunluklarının yasalarla müsaade edilen sınırların altında bulunması sağlanmaktadır. Reaktörlerden dışarıya boşaltılan farklı ışınetkin maddelerin miktarları reaktör türüne, tasarımına ve boşaltma atığı sistemlerinin özelliklerine göre değişmektedir.

Gaz boşaltma sistemleri tarafından atmosfere bırakılan çekirdekler arasında Kripton ve Ksenon gibi asal gazlar, Karbon–14, Azot–16, Kükürt–35, Argon–41, Trityum, İyot gibi aktivasyon gazları ve diğer bazı toz parçacıklar bulunmaktadır.

Sıvı boşaltma atıkları arasında çoğunlukla trityum, bölünme ürünleri, nötron aktivasyonu sonucunda ışınetkin (radyoaktif) hale gelmiş paslanma ve aşınma ürünleri bulunmaktadır.

Santral çevresinde yaşayan insanlar ışınetkin çekirdeklere ya harici ya da dahili olarak maruz kalabilmektedir. Harici ışınım, Şekil 1’de gösterildiği gibi insan vücudunun dışardan ışınlanmasıdır. Dahili ışınım ise yeme, içme veya soluma yoluyla ışınetkin çekirdeklerin insan vücuduna girmesi ve vücudu içerden ışınlamasıdır.


Şekil 1. İnsan Vücudunun Harici ve Dahili Işınlanması






Santral çevresinde yaşayan insanlar aşağıda listelenen taşınım yolları vasıtasıyla harici ve dahili ışınıma maruz kalabilmektedir:

Harici:

  • İçinde yaşadığımız havada bulunan ışınetkin çekirdeklerden vücudumuzun dış yüzeyini ışınlaması,

  • Suya girme sonucu (örneğin yüzmek amacıyla) sudaki ışınetkin çekirdeklerden gelen ışınım,

  • Zemin üzerine konarak birikmiş tozlardan gelen ışınım,

  • Santralden doğrudan gelen ışınım.

Dahili:

  • Havanın solunması sonucunda havada bulunan ve ciğerlerimize alınan ışınetkin maddeler nedeniyle aldığımız ışınım,

  • Yiyeceklerin yenmesi, suyun içilmesi sonucunda vücudumuza giren ışınetkin çekirdekler nedeniyle aldığımız ışınım.

Bu taşınım yolları Şekil 2’de ve Tablo 1’de kapsamlı olarak gösterilmiştir:


Şekil 2. Santral Çevresinde Yaşayan İnsanlar için Işınetkin Çekirdeklerin Taşınım Yolları





Tablo 1. Nükleer Santral Boşaltma Atıklarının İçerdiği Işınetkin Çekirdekler için Taşınım Yolları

Işınetkin Çekirdek

Boşaltma Atığı

Işınlama Yolları

Kritik Organ

ıyot

Hava ile Taşınan

Zemin Üzerine Konarak Birikme (Harici Kaynak)

Hava Soluma

OtBüyük/Küçük Baş Hayvan Süt

Yapraklı Sebzeler

Tüm Vücut

Tiroit

Tiroit

Tiroit

Trityum

Sıvı

İçme Suyu

Balık Tüketimi

Tiroit

Tiroit

Hava ile Taşınan

Hava ile Temas (Harici Kaynak)

Hava Soluma

Deri

Tüm Vücut

Sıvı

İçme Suyu

Gıda Tüketimi

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Sezyum

Hava ile Taşınan

Zemin Üzerine Konarak Birikme (Harici Kaynak)

OtBüyük/Küçük Baş Hayvan Süt

OtBüyük/Küçük Baş HayvanEt

Hava Soluma

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Sıvı

Göl/Deniz Çökeltileri (Harici Kaynak)

İçme Suyu

Gıda Tüketimi

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Tüm Vücut

Metal (Demir, Kobalt, Nikel, Çinko, Manganez)

Sıvı

İçme Suyu

Gıda Tüketimi

Sindirim Sistemi

Sindirim Sistemi

Santralden Doğrudan Alınan Radyasyon

-

Harici

Tüm Vücut

 

Tablo 1’de listelenen ışınetkin çekirdek arasında İyot–131 ve İyot–133 önemli bulunmaktadır. Bu çekirdekler bölünme tepkimesi sonucunda diğerlerine oranla daha yüksek oranda ortaya çıkmaktadır. Ayrıca insan vücudunda tiroit bezlerinin bu çekirdekleri tuttuğu bilinmektedir.

Bölünme tepkimesi sonucunda nispeten yüksek oranlarda ortaya çıkan çekirdekler arasında Sezyum–134 ve Sezyum–137 bulunmaktadır. Sezyum insan vücuduna santralin boşaltma atıklarının yakınlarından alınacak yiyecekler ve içecekler vasıtasıyla girebilmekte ve tüm vücudu dahili (vücut içinden) ışınıma maruz bırakabilmektedir.

Atmosfere salınan ışınetkin çekirdekler arasında asal gazlar da bulunmaktadır. Ksenon–133 ve Kripton–88 gibi gazlar kısa yarılanma ömürlerine sahip olduklarından santral çevresinde birikmemektedir. Fakat Kripton–85 gibi uzun-yarılanma ömrüne sahip olanlar atmosferde birikebilmektedir.

Hidrojenin ışınetkin izotopu olan Trityum hem sıvı hem de gaz boşaltma atıklarında bulunabilmekte ve çevrede birikebilmektedir. Trityum farklı taşınım yollarından insan vücudunu ışınıma maruz bırakabilmektedir. Trityumdan alınan doz genellikle önemli düzeylerde bulunmadığı belirlenmiştir.

Halkın ve çevrenin santral boşaltım atıklarında bulunabilecek yukarıda anlatılan ışınetkin çekirdeklere karşı korunabilmesi için,

  • Santral çevresinin çok dikkatli bir şekilde izlenmesi,

  • Yürürlükte olan yasalara, yönetmeliklere, standartlara ve lisans şartlarına uyulması,

  • Çevre halkın alacağı gerçek ve potansiyel radyasyon doz miktarlarının değerlendirilmesi ve bunların tahmini değerlerinin hesaplanması,

gerekmektedir. Bu amaçları gerçekleştirebilmek için aşağıda listelenen 3 aşamalı çevre izleme programları uygulanmaktadır:

  • İşletme Öncesi Programlar: Bu programlarda santral işletmeye geçmeden önce veriler toplanmaktadır. Amaç toplanacak bu verilerle, santral çalışmaya başladıktan sonra yapılacak ölçümlerin karşılaştırılmasının yapılabilmesi ve dolayısıyla santral etkilerinin belirlenebilmesidir. İşletme öncesi programlar tercihen santral işletmeye geçmeden 2 veya 3 yıl önce gerçekleştirilmektedir. Bu programlar sırasında ışınetkin çekirdeklerin kritik nüfus gruplarına taşınma yolları, numune toplamak için kullanılacak donanımlar ve koordinatlar belirlemektedir. Ayrıca toplanan verileri işlemek için kullanılacak analitik metotlar doğrulamaktadır.

  • İşletme Programları: Bu programlar aşağıda listelenen amaçlara yönelik bulunmaktadır:

    • İnsanların korunması ve boşaltma atıkları nedeniyle çevre ışınım (radyasyon) dozlarının hesaplanması,

    • Işınım etkilerine yönelik yasal sınırlara ve gereklere uyulması,

    • Işınetkin madde kirliliğine yönelik izleme ve dokümantasyon,

    • Çevre halkının santralin nasıl işlediğini anlaması ve santrali benimsemesi.

Bu programlar temel olarak santralin işletilmesine yönelik basit bir kontrol niteliği taşımaktadır ve santralin işletme ömrü boyunca devam etmektedir.

  • İşletme Sonrası Programlar: Bu programlar santral kapatıldıktan ve söküldükten sonra ışınım (radyasyon) etkilere yönelik gerçekleştirilen programladır. Işınım (radyolojik) etkilerinin uzun vadeli eğilimlerini belirlemek amacıyla gerçekleştirilmektedir.

Çevre etüt çalışmaları genellikle ışınetkin maddeler üzerine yönelse de, bu programlarda çevrenin ekolojik açıdan izlenmesine de yer verilmelidir. Ekolojik izleme kara ve su ortamlarında yaşayan canlıların doğal yaşam alanlarında oluşacak değişikliklerin izlenmesini ve ısıl atıklara yönelik gözlemleri içermektedir. Fakat en önemli kaygılardan birisi, soğutma suyu ile birlikte çevreye salınan sıcak suyun (ısıl atığın) sudaki canlıların yaşam alanlarını ve suyun salındığı noktalardaki ekolojik dengeyi nasıl etkilediğidir. Göl, nehir ve denizlerin soğutma suyunu bıraktığı noktalarındaki sıcaklık profillerinin sürekli izlenmesi gerekmektedir.

Çevresel izleme programları santral yakınlarında bulunan hava, su, süt, toprak, bitki, ekinlerdeki ışınetkin (radyoaktif) madde kirlenme seviyesini izleyecek şekilde tasarımlanmaktadır. Bu programlar, izin verilen sınırları aşmamayı öngören yasal gerekleri yerine getirmek amacıyla yürütülmektedir. İzleme programları aşağıdaki adımları içermektedir:

  • Santralın genel bir değerlendirilmesi,

  • Santral kaynaklı ışınetkin maddelerin canlılara ve doğaya taşınım yollarının belirlenmesi,

  • Ölçüm kriterlerinin belirlenmesi,

  • Radyasyon dozu değerlendirme yöntemlerinin belirlenmesi.

Santral değerlendirme aşamasında, radyasyon kaynağı olarak nükleer santral öngörülmekte ve kaynak terimi saptanıp özellikleri belirlenmektedir. Bunu takiben, ışınetkin maddelerin boşaltıldığı noktalar, konsantrasyonları ve fiziksel ve biyolojik özellikleri de dahil olmak üzere dışarıya bırakılan ışınetkin çekirdeklerin miktarları tespit edilmektedir. Işınetkin çekirdeklerin çevreye bırakılma şekilleri, bu çekirdeklere yönelik uygulanacak örnek toplama yöntemlerini ve örnek toplama sıklığını belirlemektedir.

Işınetkin (radyoaktif) maddelerin çevredeki taşınım yollarının analizi örnek toplama programının tasarlanabilmesi açısından önem taşımaktadır. Uygun bir örnekleme programının geliştirilebilmesi ve izleme konumlarını belirlenebilmesi için aşağıdaki bilgilerin toplanması gerekmektedir:

  • Santral çevresinde yaşayan canlı türleri ve biyolojik topluluklar,

  • Sahanın ekolojik sistemi ilgili diğer temel bilgiler,

  • Saha çevresinde insanların günlük hayatlarında tükettikleri yiyecek ve içecekler,

  • Demografik özellikler; çevre nüfusunun boyutu ve dağılımı,

  • Meteoroloji ve iklim parametreleriyle ilgili detaylı bilgiler,

  • Sahanın topografyası,

  • Sahanın hidrolojik özellikleri.

Listelenen bu veriler toplandıktan sonra insana en yüksek dozu verebilecek kritik taşınım yollarının belirlenmesi çalışmalarına geçilmektedir. Kritik taşınım yollarından en yüksek radyasyon etkisine maruz kalacak kritik insan grubu tespit edilmekte ve bu grup üzerinde oluşacak dozun hesaplanması için gerekli ölçüm kriterleri belirlenmektedir. Ayrıca, bütün bu çalışmalar örnek toplanacak farklı ortamların ve yiyecek türlerinin belirlenmesini de gerekli kılmaktadır. Bu çalışmalar sırasında; toplanacak örneğin büyüklüğü, sayısı, kullanılacak örnek toplama teknikleri ve örnek toplama sıklığı gibi hususlar da önem taşımaktadır. Dahası, toplanan verileri değerlendirebilmek için uygun analitik yöntemlerin seçilmiş olması da gerekmektedir.

Gözlem altında tutulacak kritik taşınım yollarının belirlenmesini takiben, uygun ikincil taşınım yollarının ve bunlar için kullanılacak ölçüm kriterler de belirlenmektedir.

Tablo 2 tipik bir çevre izleme programı için örnek toplama türü, örneklerin toplanma sıklığı ve analiz türü gibi bilgileri listelemektedir.

Tablo 2. Nükleer Tesisler İçin Saha Çevresi İzleme Programları

Numune Alma Türü

Örnek Toplama Sıklığı

Analiz Türü

Örnek Toplama Noktalarının Sayısı

Atmosferde Asılı Duran Parçacıklar

Aylık (sürekli örnekleme)

Gama-Işınımı

5

Havadaki Nem

Aylık (sürekli örnekleme)

Toplam Beta ışınımı

3

Nükleer Serpinti

Yılda 4 Kere

Gama-Işınımı

Toplam Beta ışınımı

3

Tortular

Yılda 4 Kere

Gama-Işınımı

Uranyum–238

4

Toprak

Yılda 2 Kere

Gama-Işınımı

Stronsiyum–90

10

Çam Kozalağı

Yılda 2 Kere

Gama-Işınımı

 

3

Yağmur Suyu

Her Ay

Gama-Işınımı

Toplam Beta Işınımı

Trityum

5

Yüzey Suları

Her Ay

Gama-Işınımı

Toplam Beta Işınımı

Trityum

5

Yer altı İçme Suları

Yılda 4 Kere

Gama-Işınımı

Trityum

3

Tahıl (Pirinç, Buğday, vs)

Hasat Zamanı

Gama-Işınımı

 

4

Bitki Örtüsü (sebzeler, vs)

Hasat Zamanı

Gama-Işınımı

Stronsiyum–90

Trityum

4

Yumurta

Yılda 2 Kere

Gama-Işınımı

 

2

Süt

Yılda 2 Kere

Gama-Işınımı

 

1

Çevre radyasyon Monitörleri

Sürekli

Gama-Işınımı

 

6

Taşınabilir Monitörler

Yılda 4 Kere

Gama-Işınımı

 

16

Isıl-Işıldamalı Dozimetreler (TLD)

Yılda 4 Kere

Gama-Işınımı

 

20

 

Harici Dozların Hesaplanması

Harici ışınım dozlarını hesaplamak için normalde izleme sırasında toplanan ışınetkin çekirdeklerin yoğunluk değerlerini kullanılmak gerekmektedir. Gel gelelim birçok durumda, normal santral işletmesi sırasında toplanan örneklerin içerdiği ışınetkin çekirdek yoğunlukları ölçülebilir değerlerin çok altında bulunmaktadır ve bu yoğunluk değerlerini hesaplamalar sırasında kullanmak mümkün olmamaktadır. Bunun yerine hesaplamalarda kullanmak amacıyla bazı kilit noktalardaki harici ışınım değerleri ısıl-ışıldamalı dozimetreler (TLD) yardımıyla doğrudan ölçülmektedir. Bu ölçüm sonuçlarını ve bilgisayar yazılımlarını kullanarak toplam birikimli doz miktarını hesaplanabilmektedir. Eğer TDL’ler kullanılarak doğrudan ölçümler yapmak mümkün veya pratik değilse, harici dozlar santral boşaltım atıklarından alınan ölçüm sonuçları yardımıyla da hesaplanabilmektedir.

Dahili Dozların Hesaplanması

Canlıların aldıkları dahili dozları hesaplamalarında kullanılmak üzere yiyecek ve içeceklerle ve ayrıca solunum yoluyla vücut içine alınan ışınetkin çekirdek tahminlerine ihtiyaç bulunmaktadır. Dahili doz miktarının hesaplanmasında aşağıdaki formül kullanılmaktadır:

H = D · I · C

 Burada H; eşdeğer doza, D; doz dönüştürme katsayısına, I; alınan yiyecek/içecek ve solunan hava miktarlarına, C; ise yiyeceklerde, içeceklerde ve havada bulunan ışınetkin çekirdeklerin yoğunluklarına eşit bulunmaktadır.

Teorik olarak; bu hesaplamalar sırasında havada, suda ve yiyeceklerde bulunan ışınetkin çekirdeklerin miktarlarını veren ölçüm sonuçlarını kullanmak gerekmektedir. Fakat diğer yandan pratikte dikkate alınması gereken bazı önemli hususlar da bulunmaktadır. Bu hususlardan ilki izleme programlarının ışınetkin çekirdeklerin taşınım yolları üzerindeki bütün numuneleri kapsamasının mümkün bulunmadığıdır. Dolayısıyla toplanan ölçüm sonuçlarını kullanarak dahili dozların hesaplanması genellikle pratik bulunmamaktadır. Ayrıca ölçüm sonuçları çoğu zaman ölçüm sınırlarının altında bulunduğundan, izleme sürecinde ölçülen ışınetkin çekirdek yoğunlukları da işe yaramamaktadır.

Bir diğer husus da dahili doz miktarının hesaplanması yeterli büyüklükte ve yeterli sayıda örneğe ihtiyaç duymasıdır. Belirlenen örnek büyüklüğü ve örnek sayısının sınır değerinin üzerindeki miktarların ölçüldüğünü garanti etmesi gerekmektedir. Genelde, örnek büyüklüğü ve örnek toplama sıklığı, kullanılan analitik tekniklerin ölçme yetenekleri ile de sınırlı bulunmaktadır. Sınır getiren özellikler arasında ölçüm zamanı, kullanılan ölçüm cihazlarının hassasiyeti, daha büyük boyutlu örnek toplama ve hazırlanma ihtiyacı, vs. bulunmaktadır.

Diğer yandan, literatürde nükleer santrallerin boşaltma atıklarından alınan ölçüm verilerini kullanarak doz hesapları yapabilen farklı modeller bulunmaktadır. Santral bacasından dışarıya atılan gaz boşatma atıkları rüzgarın estiği yönde havada dağılmaktadır. Atmosferdeki ışınım seviyesi gaz dağılma modelleri yardımıyla hesaplanabilmektedir. Havadaki ışınetkin maddeler solunmakta, toprak, bitkiler, meyve, sebze üzerinde konarak birikmekte ve insan vücuduna taşınım yolları vasıtasıyla girebilmektedir. Bu modellerde transfer katsayıları yardımıyla havadan-toprağa, topraktan-bitkilere, bitkilerden-hayvanlara, hayvanlardan-süte, sütten-insanlara gibi farklı bölmeler arasındaki ışınetkin çekirdek transfer miktarlarını açıklamak mümkün olabilmektedir. Bu katsayılar ışınetkin çekirdeğe, öngörülen taşınım yollarına, metabolizmaya, kimyasal ve fiziksel özelliklere bağımlı bulunmaktadır.

Arka-Plan Işınımı

Normal arka-plan radyasyonu için ortalama değer 2.7 mSv (mili-Sievert) civarında bulunmaktadır. Bu değere uzaydan gelen kozmik ışınım, yer kabuğunda, bina malzemelerinde ve havada bulunan ışınetkin çekirdekler harici kaynak olarak, insan vücuduna girmiş bulunan çoğu doğal ışınetkin çekirdekler ise dahili kaynak olarak katkıda bulunmaktadır.

Farklı kaynaklardan kişi başına yıllık alınan ışınım (radyasyon) miktarları Şekil 3’de verilmiştir. Yıllık alınan ışınımın hemen hemen %49’u yerkabuğundan dışarıya sızan radon gazından kaynaklanmaktadır. Uzaydan gelen kozmik ışınım, dünyada bulunan doğal ışınetkin çekirdekler ve insan vücudunda bulunan doğal ışınetkin çekirdekler yüzünden alınan ışınım miktarı da yaklaşık %40 düzeyindedir. Geri kalan %11 ise insan-kaynaklı bulunmakta ve çoğunlukla tıp sektöründe kullanılan teşhis amaçlı X-ışınlarından ve ışınım terapisinden kaynaklanmaktadır. Geçmişte atmosferde gerçekleştirilen nükleer silah denemelerinin de bugün aldığımız ışınım miktarına yaklaşık %0.2 gibi küçük bir katkısı bulunmaktadır. Bütün nükleer santral faaliyetleri nedeniyle aldığımız yıllık ışınım miktarı %0.006’dan daha küçük bir düzeyde bulunmaktadır. Dolayısıyla çevresel izleme programları yardımıyla nükleer santrallerin nüfus üzerine olan ışınım etkilerini ayırt edebilmek oldukça güç bulunmaktadır.


Şekil 3. Çeşitli Kaynaklardan Kişi Başına Alınan Yıllık Işınım(Radyasyon) Dozları (Toplam 2.7mSv)
 

 

Çevresel Etki Analizleri

Dünya çapında enerji kullanımındaki artış ciddi çevresel etkilere sebep olmaktadır. Tehlikeli maddelerin, zararlı gazların, sera-gazına sebep olan gazların atmosfere salınması bu etkiler arasında sayılabilmektedir. Dünya çapında birincil enerjinin yaklaşık %87’si fosil kaynaklardan elde edildiği dikkate alındığında, çevresel etkilerin boyutları hakkında bir fikir edinmek de mümkün olacaktır. Son yıllarda kömür ve fuel-oil santrallerinden atmosfere salınan zararlı maddeler ve zehirli gazlardan oluşan çevresel kirleticileri azaltmaya yönelik çalışmalarda önemli gelişmeler sağlanmıştır. Kükürtten arındırma gibi kirlenmeyi-azaltmaya yönelik teknolojikler bu kirleticilerin atmosfere salınmasını azaltabilmektedir. Fakat gel gelelim bunun da yüksek bir maliyeti bulunmaktadır. Bütün bu teknolojik gelişmelere rağmen dünya çapında çevresel etki halen çok ciddi boyutlarda bulunmaktadır. Özellikle gelişmekte olan ülkelerdeki enerji ihtiyacındaki artış ve kirlilikten arındırma teknolojilerinin maliyetinin yüksek olması nedenleriyle çevreye salınan kirleticilerin miktarı her geçen gün artmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerdeki kentsel nüfusun büyük bir bölümü halen ulaşım, ısınma ve sanayide alanlarında fosil kaynaklara yoğun bağımlılık göstermektedir.

1000 MWe kapasiteli bir kömür santralinin atmosfere yılda içinde 400 ton ağır zehirli ağır metal içeren 320,000 ton kül saldığı belirlenmiştir. Kömür santralleri ayrıca yılda yaklaşık 44,000 ton kükürt oksit ve 22,000 ton azot oksit salmaktadır. Modern kükürtten-arındırma yöntemlerinin kullanılması durumunda 1000 MW(e)’lık bir santralden (yakıtın kükürt içeriğine de bağlı olacak şekilde) kömür için yılda yaklaşık 500,000 ton, fuel-oil için yılda 300,000 tondan fazla ve doğal gaz için yaklaşık 200,000 ton katı atık ortaya çıkmaktadır. Farklı enerji kaynakları için, yakıtın hazırlanması ve santralin işletilmesi sırasında yıllık olarak ortaya çıkan atığın miktarı Şekil 3’de gösterilmiştir. Bu atıkların depolanması da ek bir alana veya havuzlara ihtiyaç duymaktadır. Bütün bunlara ek olarak, fosil yakıt atıkları ayrıca su kalitesinde azalma ve sebze-meyve gibi yiyeceklerin kirlenmesi gibi uzun-vadeli problemlere de sebep olmaktadır.


Şekil 4. Yakıt Hazırlama ve Santral İşletmesi sırasında Oluşan Yıllık Atık Miktarları
 

 Fosil yakıtların kullanılması ile ilgili önemli problemlerden birisi de karbon dioksit (CO2), metan, azot oksitler (NOx) gibi küresel ısınmayla ilişkilendirilen iklim değişikliklerine sebep olan sera-gazlarının salınmasıdır. Bunlar arasında en önemli olanı karbon dioksit gazıdır ve dünyada yıllık olarak toplam yaklaşık 25 milyon ton karbon dioksit gazı atmosfere bırakılmaktadır. Bu konuyla ilgili yapılan çalışmalara göre, sanayi devriminden önce atmosferin birim hacminde milyonda 280 kısım (280 ppmv) karbon dioksit gazı bulunmakta iken, 1995 yılında bu değer milyonda 360 kısıma (360 ppvm) çıkmış bulunmaktadır. 2100’de de milyonda 500 kısım (500 ppvm) düzeyine çıkması beklenmektedir. Sanayileşmenin başlamasından bu bugüne kadar atmosferdeki karbon dioksit miktarındaki bu %30’luk artış nedeniyle dünyanın yüzey sıcaklığının 0.3 ile 0.6 derece arası arttığı öngörülmekte ve ölçüm sonuçları da bu öngörüyü desteklemektedir. Küresel ısınma; deniz seviyelerini ve bölgesel yağış miktarlarını etkilemekte ve çok geniş kapsamlı sosyal ve ekonomik etkilere sebep olmaktadır.

Karbon dioksit salınımlarını azaltmak için herhangi bir teknolojik çözüm bulunmamaktadır. Ayrıştırma ve yeraltında saklama gibi öneriler teorik olarak mümkün olsa da, bu konularla ilgili teknolojik çalışmalar daha sadece çok erken aşamalarda bulunmaktadır. Karbon dioksit sadece fosil yakıt kullanımını azaltmak suretiyle sınırlandırılabilmektedir.

1997 yılında Birleşmiş Milletler çatısı altında imzalanan iklim sözleşmesine (Kyoto protokolü) göre anlaşmaya taraf olan gelişmiş ülkeler sera-gazı salınım değerlerini 2012 yılına kadar 5.6%’nın üzerinde azaltmayı ve 1990 seviyelerine düşürmeyi taahhüt etmişlerdir.

Tablo 3. Tüm Enerji Çevrimi Karbon Dioksit Eşdeğeri Salınım Faktörleri 

Kaynak

 

Kömür

 

LPG

 

Doğal Gaz

 

Hidrolik

 

Nükleer

 

Rüzgar

 

Güneş

 

Biyokütle

 

CO2 Salınımı

(gr/kWs)

1,290 890 1,234 410 30 75 279 116

 

Nükleer enerjinin atmosfere salınan kirleticilerin azaltılmasında önemli bir rol oynayabileceği düşünülmektedir. Normal işletme sırasında, nükleer santraller karbon dioksit, kükürt oksit ve azot oksit salınımlarına sebep olmamaktadır. Bir miktar fosil yakıtın tüketilmesini gerektiren santral inşası, nükleer yakıtın zenginleştirilmesi gibi aşamalar dikkate alındığında bile, nükleer enerjinin çok küçük boyutlarda kirletici ortaya çıkartmaktadır. Farklı enerji kaynakları tarafından atmosfere bırakılan karbondioksit miktarları Tablo 3’de verilmiştir. Bu tablodan da görülebileceği gibi nükleer enerji çevrenin korunması bakış açısıyla çok çekici bir seçenek oluşturmaktadır.

Dünya ülkeleri arasında Fransa nükleer enerji yardımıyla kirleticileri nasıl azatlığı açısından sık sık örnek gösterilmektedir. Fransa’da nükleer enerji 1990 yılında üretilen elektriğin yaklaşık %70’ini üretmiştir. Fransa’da 1980 ile 1990 yılları arasında elektrik üretimi %61 oranında artmıştır. Fakat yine aynı yıllar arasında atmosfere bırakılan karbon dioksit miktarı %23, kükürt dioksit miktarı ise yaklaşık %63 azalmıştır. Azot oksit salınım miktarı da hemen hemen sabit kalmıştır. Son 30 yıl içinde Fransa atmosfere bırakılan karbon dioksit miktarını %80’den fazla azaltmayı başarabilmiştir. Nükleer ve hidrolik-enerji kullanan ülkeler, yüksek oranda fosil yakıt kullanan ülkelere oranda birim üretilen enerji başına atmosfere salınan karbon dioksit miktarlarında önemli azatlımlar sağlayabilmiştir. Nükleer enerji günümüzde enerji üretim faaliyetleri nedeniyle atmosfere bırakılan karbon dioksit miktarlarının yıllık olarak yaklaşık %8 daha düşük seviyelerde gerçekleşmesine sebep olmaktadır.


Kaynaklar

  1. G.G. EICHHOLZ, “Environmental Aspects of Nuclear Power”, Ann Arbor Science Publishers, Ann Arbor, Michigan, USA (1997).

  2. S. GLASSTONE, W.H. JORDAN, “Nuclear Power and its Environmental Effects”, American Nuclear Society, La Grange Park, Illinois, USA (1980).

  3. R.L. KATHREN, “Radioactivity in the Environment: Sources, Distribution and Surveillance”, Harwood Academic Publishers, New York, USA (1984).

  4. G.G. EICHHOLZ, “Planning and Validation of Environmental Surveillance Programs at Operating Nuclear Power Plants”, Nuclear Safety, 19 (4), 486-497 (1978).

  5. D.W. MOELLER, J.M. SELBY, D.A. WAITE, J.P. CORLEY, “Environmental Surveillance for Nuclear Facilities”, Nuclear Safety, 19 (1), 66-79 (1978).

  6. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, “Sustainable Development and Nuclear Power”, IAEA, Vienna (1997).

  7. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, “Choosing the Nuclear Power Option: Factors to be Considered”, Safety Series No. 50-SG-S9, IAEA, Vienna (1984).

 

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) Teknik Raporlarından ve Kore Atom Enerjisi Araştırma Enstitüsü (KAERI) Eğitim Dokümanlarından Tercüme Eden ve Düzenleyen:   BENAN BAŞOĞLU