Bilim & Teknoloji

Nükleer Enerji Santralleri Nasıl Çalışır?

Nükleer santraller, dünya çapında elektrik üretmek için önemli bir yere sahiptir.Çernobil felaketi gibi olaylarla, öğrenmemiz gereken bazı önemli dersler aldıktan sonra, modern nükleer santrallerin güvenli olmasını sağlamak için gerekli önlemler alınmaktadır. Aslında tüm tesis, güvenlik önlemlerinden biri olarak kalın bir kubbe şeklinde olan yapı içine yerleştirilmiştir.

Nükleer Enerji Santralleri Nasıl Çalışır?

Nükleer enerji santralleri uranyum ile güçlendirilmektedir. Nükleer füzyon olarak bilinen bir süreçte uranyum atomları, sonunda ısıya dönüştürülen büyük miktarda enerji üretmek için bölünmektedir. Bu işlemde oluşan yüksek ısı miktarı ile, türbinleri döndürmek için gerekli olan su kaynatılarak buhar elde edilir. Bu türbinler, jeneratörün milini döndürür. Jeneratör harekete geçtiğinde, jeneratör içindeki tel bobinler elektriği üretmek için bir manyetik alanda döndürülür. Nükleer reaktör, enerjiyi üretmek için tesisteki nükleer reaksiyonu sürdürür ve kontrol eder. Basınçlı Su Reaktörü (PWR), Kaynar Su Reaktörü (BWR), Basınçlı Ağır Su Reaktörü (PHWR), İleri Gazı Soğutmalı Reaktör (AGR) vb. Gibi çeşitli nükleer reaktörler türleri vardır.

Basınçlı Su Reaktörü (PWR)

Basınçlı su reaktörlerinde sıradan su, soğutma sıvısının yanı sıra moderatör olarak da kullanılır. Birincil soğutma devresi reaktörün iç kısmından yüksek basınç altında akarken ikincil devrede üretilen buhar türbinleri harekete geçirir. Reaktörün göbeğinde bulunan suyun sıcaklığı 325 ° C’ye kadar ulaşabilir ve bu nedenle kaynatılmasını önlemek için yaklaşık 150 misli atmosfer basıncında tutulmalıdır.

Basınçlı Ağır Su Reaktörü (PHWR)

Basınçlı ağır su reaktörlerinde moderatör, kalandriya denilen geniş bir depoda bulunur. Bu tank, yakıt kanalları olarak işlev gören yatay basınç boruları tarafından nüfuz eder. Kalandria, birincil soğutma devresinde yüksek basınçlı ağır su akışı ile soğutulur. Türbinleri tahrik eden buhar ikincil devrede üretilir. Basınç borusu tasarımından dolayı, reaktöre soğutma devresindeki her basınç borusunu izole ederek yakıt ikmal edilebilir. Yeniden yakıt ikmali yapmak için kapatmaya gerek yoktur.

Kaynar su reaktörü (BWR)

Kaynar su reaktörlerinde çekirdeğin üst kısmı buhar olarak % 15 su ile çalışır. Bu buhar, çekirdeğin üzerinde bulunan kurutucu plakalar aracılığıyla doğrudan türbinlere gider. Bu reaktörlerde çekirdeğin etrafındaki su çoğunlukla radyonüklidlerle kontamine olur. Bu nedenle türbinler, nükleer füzyon santralinin bakımı sırasında radyolojik koruma ile korunmalıdır. Bu nükleer reaktör üzerinde basit tasarım nedeniyle tasarruf edilen harcamaların, bu koruyucu etkinliğe harcanması, böylece harcamaları dengelemektedir.

Bazı ülkelerde, basınçlı su reaktörleri ve kaynar su reaktörleri nükleer enerji santrallerinde kullanılmaktadır. Bu bitkilerin işleyişi ile ilgili birkaç güvenlik endişesi olduğunu düşündürse de, gün geçtikçe artan enerji gereksinimleriyle baş etmek için bunlar gereklidir. Düşük emisyon düzeyleri nedeniyle, bu düşük maliyetli güç kaynağı gittikçe popüler hale gelmektedir.Aslında, nükleer enerjinin elektrik üretimi için kullanılması 2030 yılına kadar % 20 oranında artması bekleniyor.