Fukushima Daiichi'de Kalan Reaktör Yakıtı Kalıntıları, Güvenli Bir Şekilde Temizlenebilir mi?
Bu haber 3 ay öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Özet
Reaktörlerde yüksek oranda radyoaktif yakıt kalıntıları kalıyor.
Fukushima Daiichi Nükleer Santrali'nde (FDNPP) hizmetten çıkarma ve temizlik çalışmaları devam ediyor. Ama birçok sorun çözümsüz bırakılıyor. Bu sorunların başında, yakıt kalıntılarının toplanması ve yönetimi geliyor. Yakıt kalıntısı, erimiş nükleer yakıtın ve şu anda hasarlı reaktörlerin (reaktör Üniteleri 1 - 3) temelinde yer alan diğer malzemelerin katılaşmış karışımına verilen addır. Bu malzeme oldukça radyoaktiftir ve ardışık nükleer fisyon reaksiyonlarını tetiklemek için yeterli nötron üretme potansiyeline sahiptir (uranyum-235, nötronları yakaladıktan sonra iki elemente ayrılır, muazzam miktarda enerji, radyasyon ve daha fazla nötron yayar). Ardışık fisyon reaksiyonları, ciddi bir güvenlik ve malzeme yönetimi riski oluşturmaktadır.
Nükleer reaktörlerde uranyum-235 ile etkileşime giren nötron sayısını azaltabilen malzemelerden biri de bor karbürdür (B4C). Bu, FDNPP reaktörlerinde kontrol çubuğu malzemesi olarak kullanılır ve yakıt kalıntısı içinde kalabilir. Eğer kalırsa da, yakıt kalıntısı içindeki fisyon olaylarını sınırlayabilir.
Yakıt Kalıntıları Güvenli Bir Şekilde Temizlenebilir mi?
11 Mart 2011'de, depremden hemen sonra fisyon reaksiyonlarını durdurmak için kontrol çubukları FDNPP reaktörlerine yerleştirildi; ancak sonraki tsunami, reaktör soğutma sistemlerini yok etti. Yakıt sıcaklıkları kısa sürede reaktörün erimesine neden olacak kadar yüksek (>2000 °C) hale geldi.
Şu anda, reaktörlerdeki yakıt kalıntısı malzemesi soğutulmuş ve stabildir. Bununla birlikte, yalnızca radyoaktif element envanterleri değil, aynı zamanda bir nötron soğurucusu olan bor içeriği de dahil olmak üzere, bu malzemelerin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi, yakıt enkazının çıkarılması sırasında art arda fisyon reaksiyonlarının ve ilişkili nötron akışının meydana gelip gelmeyeceğini belirlemek için gereklidir.
Geriye birçok önemli soru kalıyor: Erime sırasında kontrol çubuklarından çıkan bor, yüksek sıcaklık nedeniyle mi kayboldu? Eğer öyleyse, bu malzeme içindeki ardışık fisyon reaksiyonlarını sınırlamak için yakıt enkazında yeterli bor kalıyor mu? Reaktörleri hizmetten güvenli bir şekilde çıkarabilmek için, bu soruların yanıtlanması gerekir.
Kontrol Çubukları Buharlaşmış Olabilir!
Bu konunun önemine rağmen, FDNPP kontrol çubuğu malzemesinin durumu ve güvenilirliği şimdiye kadar bilinmiyordu. Bununla birlikte, Journal of Hazardous Materials dergisinde yayınlanan bir çalışma, kontrol çubuğu boronunun çoğunun hasarlı FDNPP reaktörlerinden en az ikisinde (Birim 2 ve/veya 3) kaldığını gösteren önemli kanıtlar sunmaktadır.
Yayınlanan makale; Japonya, Finlandiya, Fransa ve ABD'den bilim insanlarını içeren uluslararası bir araştırmaya dayanıyor. Kyushu Üniversitesi'nden Dr. Satoshi Utsunomiya ve yüksek lisans öğrencisi Kazuki Fueda çalışmayı yönetti. Ekip, elektron mikroskobu ve ikincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS) kullanarak, radyoaktif sezyum açısından zengin mikropartiküllerden (kısaca "CsMP'ler") bor ve lityum örnekleri topladı ve kimyasal analizini yaptı.
Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.Kreosus
Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.Patreon
Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.YouTube
YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.Diğer Platformlar
Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.Giriş yapmayı unutmayın!
Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Erimeler sırasında FDNPP'nin 2 ve/veya 3 reaktör üniteleri içinde CsMP'ler oluştu. Bu mikroskobik parçacıklar, daha sonra çevreye yayıldı. Bu parçacıklar, erime süreçlerinin kapsamı ve türleri hakkında önemli ipuçları taşıyor. Ekibin boron-11/boron-10 izotop oranları (~4.2) hakkındaki yeni sonuçları, CsMP'lerin içindeki borunun çoğunun diğer kaynaklardan değil de FDNPP kontrol çubuklarından türetildiğini açıkça göstermektedir. Dr. Utsunomiya şöyle diyor:
CsMP'lerde bor varlığı, kontrol çubuklarının uçucu hale geldiğine dair doğrudan kanıt sağlıyor ve bunların erimeler sırasında ciddi şekilde hasar gördüğünü gösteriyor.
Reaktörlerde Bolca Bor Bulunuyor Olabilir!
Ekip ayrıca yeni verilerini CsMP emisyonlarına ilişkin geçmiş bilgilerle birleştirdi. Bundan yola çıkarak, FDNPP reaktörlerinden salınan toplam bor miktarının muhtemelen çok küçük olduğunu tahmin edebildiler: Sadece 0.024-62 gram kadar... Helsinki Üniversitesi'nden makalenin ortak yazarı olan Prof. Gareth Law şöyle diyor:
Bu, reaktörün genel bor envanterinin çok küçük bir kısmıdır ve bu, esasen kontrol çubuğu boronunun tamamının reaktörlerin içinde kaldığı anlamına gelebilir.
Ekip, bunun yakıt enkazındaki aşırı fisyon reaksiyonlarını önlemesini umuyor. Utsunomiya şöyle diyor:
FDNPP'nin hizmetten çıkarılması ve özellikle yakıt kalıntılarının uzaklaştırılması, kapsamlı fisyon reaksiyonlarının meydana gelmemesi için planlanmalıdır. Uluslararası ekibimiz, FDNPP erimeleri sırasında B4C'nin uçuculuğunun ilk doğrudan kanıtını başarıyla sağladı; ancak kritik olarak, yeni verilerimiz, nötronları adsorbe eden büyük miktarlarda borun muhtemelen yakıt döküntüsü içinde kaldığını gösterdi.
Stanford Üniversitesi'nden bir ortak yazar olan Prof. Rod Ewing, bu yeni bulguların önemini kabul ediyor ve şöyle diyor:
Ekibin ölçümlerinin şimdi, bor türlerinin oluşumu ve dağılımının çok çeşitli enkaz parçaları boyunca karakterize edilmesi gereken takip çalışmalarında genişletilmesi gerekiyor.
SUBATECH, Nantes, Fransa'dan çalışmanın ortak yazarı olan emekli Prof. Dr. Bernd Grambow şöyle diyor:
Çalışma, ekibin ilerideki çalışmalar için bir şablon sağlayan yöntemleriyle FDNPP'de hizmetten çıkarma sırasında enkaz alımının güvenlik değerlendirmesini iyileştirmenin yolunu açıyor.
Utsunomiya ise sözlerini şöyle bitiriyor:
FDNPP felaketinin üzerinden neredeyse 11 yıl geçti. FDNPP'deki mühendislerin yorulmak bilmeyen çabalarına ek olarak, hizmetten çıkarma sırasında karşılaşılacak büyük zorlukların üstesinden gelmek için bilimsel katkılar giderek daha önemli hale geliyor.
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
İlginizi Çekebilecek Sorular
- Maxwell Denklemlerinde elektrik ve manyetik alanlar neden birbirini dengelemek zorunda? Neden biri diğerine baskın olamıyor?
- Neden canımız bir anda, uzun zamandır yemediğimiz bir şeyi ya da hiç tatmadığımız bir şeyi çekebiliyor?
- Şempanze ile insan arasındaki farklı olan %2'lik kısmı şempanzeye aktarırsak insan oluşur mu?
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 25/05/2022 03:23:46 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11425
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.