Nükleer Teknoloji ve Nükleer Enerji
Nükleer Teknoloji Nedir?
Nükleer teknoloji atom çekirdeğinin reaksiyonlarını inceleyen teknolojidir. Dikkate değer nükleer teknolojiler arasında nükleer enerji, nükleer silahlar ve nükleer tıp bulunmaktadır. Bana göre en merak uyandıran, keşfi ve günümüze kadar neler değiştirdiğini incelemek istediğim başlık ise ‘nükleer enerji’.
Nükleer Teknolojinin Keşfi ve Nükleer Enerji
Nükleer enerji Wilhelm Rontgen’in katot ışın tüpünü siyah bir karton ile kaplaması ve ışık geçirgenliğini test etmek için oda ışığını kapatıp deney tekrarları sonucu tüpten uzak bir kağıtta parlama olduğunu fark etmesi ve bu ışınlara ‘x- ışınları’ adını vermesi ile ortaya çıktı. 1896’da Henry Becguerel fotoğraf plakasında urayum-radyum karışımı bir maddenin kararmaya sebep olduğunu gözlemledi. Bu durumu ise uranyum-radyum karışımının alfa ve beta parçacıkları yaymasına bağladı. Daha sonra Pierre Curie ve Marie Curie, bu olaya “radyoaktivite” adını verdi. Ernest Rutherford ise radyoaktivite sonucunda çekirdeklerin alfa ve beta yaymasının yeni bir elementin oluşumuna yol açtığını gözlemledi. 1909’da yaptığı çalışma ile atom kütlesinin büyük çoğunluğunun çekirdekte bulunduğunu keşfetti ve nükleer enerjinin geleceği için büyük bir adım atmış oldu. 1920’de Gama nötronların varlığını teorik olarak keşfetti. Tüm bu adımlar nükleer enerjinin bilimsel gelişiminde basamak olarak kullanıldı.
→ İlginizi Çekebilir : Atom ve Atom Teknolojilerini Anlamak
Nükleer Enerji Nedir?
Atom enerjisi olarak da adlandırılan nükleer enerji, atom çekirdeğini etkileyen süreçlerde önemli miktarlarda açığa çıkan enerjidir. Sadece atomların yörünge elektronlarını içeren sıradan kimyasal reaksiyonlar gibi diğer atomik olayların enerjisinden farklıdır.
Nükleer füzyon hafif radyoaktif atom çekirdeklerinin birleşerek daha ağır atom çekirdeklerini meydana getirmesi olayıdır. Etkileşen çekirdeklerin düşük atom numaralı elementlere ait olduğu durumlarda (örneğin hidrojen veya izotopları) önemli miktarda enerji açığa çıkar. Nükleer fizyonun muazzam enerji potansiyeli ilk olarak II. Dünya Savaşını takip eden on yılda geliştirilen termonükleer silahlarda veya hidrojen bombalarında kullanılmıştır. Nükleer füzyonun neredeyse sınırsız yakıt imkanı sağladığı ve fisyon’ dan daha az radyoaktif malzeme oluşturduğu için bazı bilim insanları bu tür bir güç kaynağının çok iyi imkanlar doğuracağına inanıyor. Pratik füzyon reaktörleri henüz inşa edilmemiş olsa da, gerekli plazma sıcaklığı ve ısı yalıtımı koşulları büyük ölçüde sağlanmış durumda.
Nükleer fisyon uranyum gibi ağır bir atomun çekirdeği kabaca eşit kütleli iki hafif çekirdeğe ayrılmasıdır.
Günümüzde nükleer enerji santrallerinin çalışma prensibi ise fisyon reaksiyonuna dayalıdır. İşlem bazı durumlarda kendiliğinden gerçekleşebilir veya çekirdeğin (nötron, proton gibi) parçacıklarla veya gama ışınları şeklinde elektromanyetik radyasyonla uyarılmasıyla indüklenebilir. Fisyon sürecinde radyoaktif ürünler oluşur, birkaç nötron yayılır ve büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bu yolla ortaya çıkan enerjiye “nükleer enerji” adı verilmektedir.
Yeni ortaya çıkan nötronlar başka Uranyum-235 çekirdeklerine çarparak onların da bölünmesine sebep olur. Bu yolla sürekli bir şekilde enerji üretilmesi sağlanabilir. Bu olaya zincirleme tepkime denir ve nükleer santrallerde “nükleer enerji” bu şekilde elde edilir.Bir nükleer reaktörde kontrol edilirse, böyle bir zincirleme reaksiyon toplumun yararı için güç sağlayabilir. Kontrol edilmezse atom bombası durumunda olduğu gibi müthiş bir yıkıcı güç patlamasına yol açabilir.
→ İlginizi Çekebilir: 5 Dakikada Öldüren Radyoaktif Kalıntı: Fil Ayağı
Nükleer Enerji Yararlı mı Zararlı mı?
Nükleer enerjinin ne olduğundan ve nasıl elde edildiğinden bahsettik peki nükleer enerji santrallerinin yararı mı zararı mı daha çok şimdi onu konuşalım.
Fosil yakıtlara göre çok daha sağlıklı ve güvenli olması, güneş ve rüzgar enerjisine nazaran günün herhangi saatinde üretilebilmesi gibi olumlu özelliklere sahip olan nükleer enerjinin santral kurulumu dışında çok maliyetli olmadan büyük enerji elde etmeye yaradığını söyleyebiliriz. Atomik füzyonu kontrol etmeyi öğrenebilirsek pratikte sınırsız enerjiye sahip olabileceğimizden bahsetmiştim.
Peki ya olumsuz yanları…
Hepimizin duymuş olduğu atom bombası, patlamalar… nükleer enerji facialarının etkileri çok uzun yıllar boyunca sürmektedir. Çernobil kazasından sonra ikinci büyük facia olan Fukuşima faciasında 9.0 büyüklüğünde deprem ve onu takip eden tsunami sonucu bazı reaktörler hidrojen patlaması sebebiyle yok olmuştu.
Nükleer enerji, geçmişteki etkilerinden de görebildiğimiz gibi her ne kadar öngörülen çoğu önlemler alınsa da çok büyük kayıplara yol açan kazalara sebep olabileceği gibi, radyoaktif atık, çevreye olan geri dönülmez zararları ve su kıtlığı karşı karşıya olduğumuz büyük bir sorunken yoğun su kullanımı ve su döngüsüne verdiği zararları gözlemleyebiliyoruz.
Teknolojinin gelişmesi ile uzak gelecekte çok büyük faydaları olabileceği düşünülse de şimdilik nükleer enerjinin negatif yönlerinin daha ağır bastığını söyleyebiliriz.
Kaynakça
https://www.elektrikport.com/teknik-kutuphane/nukleer-enerjinin-bilimsel-kesfi/22690#ad-image-0
http://nukleerakademi.org/atomun-tarihcesi/
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_technology
https://www.lokmanbas.net/atomun-tarihsel-gelisimi
https://www.britannica.com/science/nuclear-energy
Merhaba, ben İrem. İzmir Katip Çelebi Üniversitesi mekatronik mühendisliği birinci sınıf öğrencisiyim, teknoloji ile ilgili yazılar yazıyorum.