NÜKLEER SANTRAL GÜVENLİĞİ 1. BÖLÜM 'TMI RAPORU'

NÜKLEER SANTRAL GÜVENLİĞİ I. BÖLÜM

•TMI RAPORU"

Metin BEYNAM Elk.Yük.Miih.

ÖNSÖZ Ülkemizde bir nükleer elektrik santralının kurulması çalışmaları ile birlikte, nükleer santral lan n güvenliği konusu da gündeme gelmiş bulunmaktadır. Gerek ka muoyu, gerekse mühendislik ve elektrik mühendisliği topluluğu, bu konuda yeterince aydınlanmış bulun mamaktadır, özellikle Üç Mil Adası (TMI) olayından sonra, nükleer reaktörlerin güvenlik ve güvenilirliği yo ğun eleştirilere hedef olmuştur. TMI, nükleer elektrik santralları konusunda bir dö nüm noktası oluşturmaktadır. O kadar ki, bu konuda ki tartışmalar TM I öncesi ve sonrası olarak, iki aşama da sürdürülmektedir. Üç Mil Adası'nda ne olmuştur? Su konu neden bu kadar önem taşımaktadır? Reaktör güvenliği sorununa etkisi nedir? Reaktörlerde TMI dı şında başka kazalar da olmuş mudur? Bunlar ne dere ce ciddidir ve ne şekilde değerlendirilmelidirler? Bu ve başka soruların şimdiye dek yeterince tanıtılmış olduğu kuşkuludur. Konunun güçlüğü, bir noktada başvuru kitaplarının yokluğundan kaynaklanmaktadır. Kaza ve arızalarla ilgili bilgiler, genellikle süreli yayınlar içinde çeşitli yerlere serpilmiş bulunmakta ve bir arada, derlitoplu elde edilmeleri kolay olmamaktadır. Bu yazıda bu eksikliğin giderilmesi amaçlanmıştır. Geniş bir literatür taraması ile elde edilen bilgiler, ko nu ve önemleri çerçevesinde sunulmağa çalışılmıştır.

Kuşkusuz, böyle bir yazı kapsamı içinde gelmiş geç miş bütün reaktör kaza ve arızalarına değinilmesi bek lenemez. Bunların ancak en önemlilerine değinilebilir. Bunları da genellikle kısaca özetleme zorunluluğu var dır. Ancak, önemi ve ünü nedeniyle TMI olayına de rinlemesine inmek gereği doğmuştur. Yalnız bu, " t i pik bir örnek" biçiminde algılanmamalıdır. TMI tipik bir örnek değil, şimdiye kadarki en ciddi nükleer sant ral kazasıdır. Ayrıca, hiç kazaya uğramadan işletmede kalabilmiş örnekler de bilinmektedir. Örneğin ABD' de Massachussets eyaletinde Rowe'daki 185 MVV'lık reaktör, 1961 yılından bugüne dek hiç kaza atlatma dan çalışabilmiştir.

Yurdumuzda nükleer santralların gündeme geldiği bir dönemde, konuyu sadece kazalarla sınırh tutmak, k.ı muoyunu aydınlatma görevini yerine getirmemek olurdu. Bu nedenle artıklar, üretken reaktörler ve masraflar gibi bazı yan konulara da değinilmiştir.

Yazı, iki ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, TMI olayının ayrıntılı bir incelemesine ayrılmıştır: Olayın kısa bir özetinden önce, buradaki reaktör türü ile ilgili temel bilgiler verilmekte, bunları TMI olayı nın saniyesi saniyesine gelişmesini anlatan ayrıntılı bir bölüm izlemektedir.

Ayrı bir makale şeklinde hazırlanmış olan ikinci bö lüm, dört altbölümden oluşmaktadır. Bunlar sırasıyla TM I öncesi kazaları, TM I'dan sonra süregelen kazaları ve nükleer santrallerde karşılaşılan diğer sorunları in celemektedir. Son alt bölüm ise değerlendirme ve so nuçlara ayrılmıştır.

Tüm eksikliklerine rağmen yazının, nükleer elektrik santralleri konusundaki güncel tartışmalara, çok ol masa da bir parça ışık tutacağı ve konunun değerlen dirilmesine yardımcı olacağı ümit edilmektedir.

GİRİŞ

Bugüne dek nükleer enerjiden elektrik elde etme ko nusunda çeşitli çalışmalar olmuş, çeşitli teknikler ve reaktör türleri geliştirilmiştir. Kanadalılar, doğal uran yum ve ağır su kullanan bir reaktör türü, İngilizler do ğal uranyum ve grafit kullanan gaz soğutmalı reaktör ler geliştirmişlerdir. Ancak bugün dünyadaki reaktör lerin % 80'i, "hafif su reaktörü" (LWR)* denilen ve Amerika'da geliştirilmiş olat> reaktör tipidir. LVVR'Iar da ikiye ayrılır: Kaynar su reaktörleri (BWR) ve ba sınçlı su reaktörleri (PWR). Amerika'da BWR tekno lojisini General Elektrik firması geliştirmiştir. PWR ti pi reaktörleri ise VVestinghouse, Babcock and Wilcox ve Combustion Engineering şirketleri yapmakta olup, aynı teknoloji Sovyetler Birliği, Fransa (Framatome)

İngilizceden yapılan kısaltmalar, ikinci bölümün sonun da açıklanmıştır.

ve Almanya (Siemens KWU) tarafından da benimsen miştir. İsveç ise (Asea Atom) BWR'ı geliştirmiştir. Hafif sulu reaktörlerin özelliği, doğal değil de % 3 oranında zenginleştirilmiş uranyum kullanmalarıdır.

Ancak PVVR'ların ilk çıkışına bakacak olursak, bunla rın başlangıçta nükleer elektrik santralleri için özel olarak tasarımlanmadıklarını görürüz. İlk PVVR, 1955' te ilk atom denizaltısı olan Nautilus için üretilmişti. Amerikalı Amiral Hyman Rickover önderliğindeki re aktör programı, nükleer uçak gemilerinin yapılmasını da kapsamış ve nitekim, Shippingport, Pennsylvania' daki elektrik üreten ilk ABD nükleer santrali, doğru dan doğruya bir uçak gemisi reaktörünün tasarımını devralmıştı. Bundan önce ise Haziran 1954"te Sovyet ler, dünyanın ilk nükleer elektrik santrali olan 5 MWe' lik AM 1 santralini Obinsk'te kurmuşlardı. Bu, basınç borulu bir reaktördü. Sovyetler, 1964'te Novovoronej' de kurdukları ilk basınçlı su reaktörü ile standartlaş mış basınçlı su reaktörü üretimine geçtiler. Zenginleştirilmiş Uranyum

PVVR'lar, % 3 oranında zenginleştirilmiş uranyum kul lanırlar. Doğada uranyum, iki izotop halinde bulunur: U 235 ve U 238. Ancak bu izotoplardan yalnız U 235 fizil'dir (yakıt olarak kullanabilir),fakat U 235 doğada çok daha fazla bulunan U 238 içinde binde 7 oranında mevcuttur. LVVR'lar için bu oranın, zengin leştirme tesislerinde % 3'e çıkartılması gereklidir. Ma denlerden çıkarılan uranyum, böyle bir tesise getirile rek burada işlenir. Önce uranyumun doğal biçimi olan U3OR, uranyum heksaflorür'e (UF6) çevrilir. Sonra, gaz biçiminde olan UF6, bir gaz yayınım(dif fusion) süreci içinde binlerce çok ince zardan geçiri lir. U 235, U 238'den % 1 oranında daha hafif oldu ğu için, bu izotopa sahip moleküller biraz daha hızlı hareket ederler ve sonuçta gaz kütlesi, etkin biçimde ayrıştırılmış olur. Bir gaz yayınım tesisi, binlerce kilo metre boyunda borulara sahiptir; 1973 fiyatlarıyla 2 milyar doları olan herkes, bir gaz yayınım tesisi satın alabilir (ABD, SSCB, Çin Halk Cumhuriyeti, Fransa ve İngiltere'de böyle tesisler vardır). Reaktörlerde kul lanılan uranyum, askeri amaçlarla kullanılabilecek de recede zenginleştirilmiş değildir. Bu tür uranyumun tesiste çok daha uzun süreli olarak işlenmesi gerekli dir ve % 9 3 4 oranında zenginleştiğinde, "silah ayarı uranyum" haline gelir. Doğal uranyum fiyatı 65 do lar/kg (1981 fiyatı) ise, U 235'in fiyatı onbinlerce do lar/kg'ı bulabilir. Santrifüj yoluyla da izotop ayırımı denenmiş, fakat pek başarılı olmamıştır. Son yıllarda laser'le izotop ayırımı geliştirilmeye çalışılmaktadır.

% 3 oranında zenginleştirilmiş uranyum, dönüştürme tesislerinde uranyum oksit'e (UO2), ya da metalik uranyuma çevrilir. Genellikle santrallarda, uranyu mun oksit biçimi (UO2) kullanılır.

Şimdi, 1000 MVV elektrik, yani 1 Gigawatt (1GWe) üreten bir basınçlı su reaktörünün nasıl çalıştığını in celeyelim. 1 GVVe'lik PVVR

1000 MVV'lık bir basınçlı su reaktörünün kalbi, 3.6 m çapında 3.6 m boyunda silindirik bir bloktur. Bu blok, ince uzun oluklardan oluşur ve bu olukların içi ne, zirkonyumun bir alaşımı olan Zircaloy 2'den ya pılmış yakıt çubukları sokulur. Yakıt çubuklarının her biri 3.6 m boyunda, kurşun kalem kalınlığındadır ve her çubuğun içinde 200 yakıt bilyeciği bulunur. Bir yakıt bilyeciği birkaç milimetre çapındadır, sera mik bir matris içinde UO2 barındırır ve içindeki ener ji, 1 ton kömüre ya da 4 varil ham petrole eşittir. Her biri 200 ton kömüre eşdeğer olan yakıt çubukların dan, 1000 MVV'lık bir reaktörde yaklaşık 40000 tane vardır. Ancak, kalpteki olukların hepsine birden yakıt çubu ğu sokulmaz. Belli bir geometri çerçevesinde, bor ya da kadmiyumdan yapılmış denetim çubukları da so kulur. Belli bir düzeyde sürekli enerji alınabilmesi için, denetim çubukları gereklidir. Daha da önemlisi, reaktörün kapatılabilmesi ya da söndürülebilmesi için zorunludurlar. Reaktöre "tüyme" emri verildiğinde, denetim çubukları derhal sonuna kadar kalbin içine sokulur bor ve kadmiyum, nötron emici özelliktedir. Nötronların emilmesi, reaksiyonu durdurarak reaktö rü söndürür.

1000 MVV'lık bir reaktörde 100 ton UO2 yakıtı vardır. Bu reaktör yılda 30 ton yakıt harcar. Yakıt çubukları riın ömrü 3 yıl kadardır ve yakıtın tazelenebilmesi için, reaktörün genellikle yılda 1 ay kapalı kalması ge reklidir. Reaktörün yararlı ömrü 30 yıldır.

Reaktör kalbi, 4 metre çapında, 10 12 metre yüksek liğinde silindirik bir reaktör kazanı içinde barındırılır. Bu kazan, 20 30 cm. kalınlığında çelikten yapılmıştır ve beton bir temele dayalıdır. Ağırlığı 400 tondur. İçinde herhangi biranda 100 ton civarında su bulunur. PVVR'lar başlıca iki tane su çevrimine sahiptir. Bunlar dan ilki, "birincil soğutucu çevrimi"dir. Bu çevrimde su, reaktör kazanının bir tarafından girer, kalbin için de dolaşarak nükleer reaksiyonlardan oluşan ısıyı alır, 25O 3OO°C'ye kadar ısınır ve kazanın diğer tarafından çıkar. Bu su, kalple doğrudan temasta bulunmuş ol duğu için radyoaktiftir. 1 metre çapında borularla iki tane "buhar üreteci"ne iletilir ve burada "İkincil so ğutucu çevrimi" ile ilişkiye girer. Buhar üreteçlerinde binlerce incecik boru içinden geçirilen birincil soğu tucu, tıpkı bir radyatörün bir odayı ısıtması gibi, sı caklığını ikincil soğutucu suyuna devrederek onu bu harlaştırır. Bu buhar bir türbini, türbin de bir jenera törü çevirmek suretiyle, elektrik enerjisi elde edilmiş olur.

ELEKTRİK MÜHESDİŞLİĞİ

Burada dikkat edilecek nokta, birincil soğutucunun hiçbir zaman buharlaşmadığı hep su olarak kaldığıdır. Termodinamik nedenlerden ötürü yüksek verim, an cak 100°C'nin üstündeki sıcaklıklarda elde edilebilir Böyle sıcaklıklar ise ancak suyun yüksek basınç altın da, sıvı halde tutulmasıyla mümkündür. Bunların so nucu olarak eğer basınç kazara yitirilecek olursa, bü tün soğutucu kısa sürede kaynayıp buharlaşabilir ve reaktör kalbini soğutmasız bırakabilir. Bundan sonra olacaklara da birazdan göreceğimiz gibi, "kalp erime si" adı verilir. Suyun basınçlı olması hem reaktör tasa rımını zorlaştırır, hem de soğutma sistemini karma şıklaştırır.

Reaktör kazanı, güvenlik nedenleriyle bir koruma bi nası içine yerleştirilir. Örneğin TMI 2'nin binası 58 m yükseklikte, 43 m genişliktedir. İç yüzeyinde karbon çeliğinden bir zırh, bunun dışında ise 1.2 m kalınlı ğında beton vardır ve en şiddetli ışımayı bile kesebi lir.

Kullanılan teknolojinin arzettiği tehlike nedeniyle, santralın çok dakik olarak inşa edilmesi gereklidir. "Dev bir İsviçre saati" gibi yapılmak zorunda olan böyle bir santralda yüzbinlerce parça, binlerce sayaç, 25 bin kaynaklı 82.5 kilometrelik boru, 1400 kilo metrelik elektrik kablosu, 11500 ton inşaat çeliği ve 53 bin m3 beton vardır. 6 8 Tehlikeler

PWR da içinde olmak üzere, bir nükleer santralde meydana gelebilecek üç büyük tehlike vardır: 1) Kaza, 2) Sabotaj, 3) Düşman saldırısı.

Kaza olasılığını aşağıda, "kalp erimesi" başlığı altında inceleyeceğiz. Bu, herhangi bir kasıt olmaksızın karşı laşılabilecek olan tehlikedir. Bunun yanında, kasıtlı saldırıları da hesaba katmak gerekmektedir. Ocak 1982'de Fransa'nın Süper phenix üretken reaktörüne yapılan sabotaj, başarısızlıkla sonuçlandı; çünkü terö ristlerin kullandıkları silahlar 1968 öncesine aitti, re aktör ise modern teknolojiye ve güvenlik standartları na uygun biçimde inşa edilmiş olup, bir uçak düşme sine dayanabilecek tasarımdaydı. Ancak daha iyi dü zenlenmiş bir sabotajın etkili olamayacağını kimse söyleyemez.

Haziran 1981'de İsrail'in Irak'taki Temmuz 1 reaktö rüne düzenlediği bombardıman, bir reaktöre düşman saldırısının ilk örneğini vermiştir. Ancak İsrailliler sal dırılarını, reaktöre yapılacak ilk yakıt yüklemesinden birkaç hafta önceye ayarladıkları için, zarar yalnız re aktöre verilenle simli kalmıştır. Kuşkusuz, başka ko şullarda zarar çok daha büyük olabilecek, can ve mal kaybına yol açabilecektir.

Üretken olmayan bir reaktörün hiçbir şekilde patla ması söz konusu değildir. Çünkü kullanılan zenginleş

tirilmiş uranyum, silah ayarı değildir. Ne var ki, kal bin herhangi bir saldırı sonucu açığa çıkması ve bun dan yayılacak radyoaktif artıklar, birazdan göreceği miz gibi büyük yıkıma yol açabilirler.

Bir düşmanın yapabileceği en kötü şey, bir nükleer santrala gene nükleer (ya da termonükleer) olan bir bomba ile saldırmaktır. Böyle bir durumda ortaya çı kacak zarar, tek başına bir reaktör kazasının ya da tek başına bir bombanın verebileceğinden kat kat fazla olur, çünkü reaktör kalbindeki radyoaktif maddeler, çok daha geniş bir alana yayılır. S.A. Fetter ve Kosta Tsipis, bir nükleer reaktörde bir atom (ya da hidrojen) bombası patlamanın bir ülkenin büyük bölümünü ya şanmaz hale getirebileceğini ve böyle bir tek patlama nın, uygun hava ve rüzgar koşullarında Avrupa'nın önemli kısmını yaşanmaz kılacağını saptamışlardır. 9

Işıma Birimleri

Bu yazıda değişik ışıma (radyasyon) birimleri cinsin den değerler verilmekte olduğundan, bu birimlere de kısaca değinmekte yarar vardır:

Küri (Curie: Ci): 1 gram radyumun radyoaktivitesine eşdeğer olup, saniyede 37 milyar bozunmaya eşittir. İnsan bedeni, tehlikeli izotopların milyonda bir küri miktarından daha fazlasını kaldıramaz. (Bazı izotoplar İçin bu düzey, 0,1 ve 0.01 mikroküri düzeyine kadar iner).

Röntgen (R): Işıma şiddetinin bir ölçüsüdür.

Rad: "Emilen röntgen dozu" anlamına gelir ve orga nik dokuların ışımadan aldıkları enerjiyi gösterir. 1 rad, 100 erg/gr.'a eşittir.

Rem: "İnsanda röntgen eşdeğeri" anlamına gelir. De ğişik ışıma çeşitlerinin organizmalara verdikleri yıkım farklı farklıdır. Örneğin belli bir röntgendeki X ışınla rı, aynı şiddetteki a ışınlarının verdiğinin 1/20'si ka dar organik yıkım yapar. Öte yandan radyoaktif mad delerden her çeşit ışıma yayılmaktadır. Bu nedenle bunların organizma üzerindeki toplam etkisini belirt mek için "rem" birimi kullanılır. 5 rem'in altındaki dozlar genellikle zararsız kabul edilmektedir, ölümcül doz ise 450 600 rem'dir.

Pratikte ve bu yazıda, rad, röntgen ve rem birimleri, kabaca eşdeğer sayılmaktadır.

Kalp Erimesi

Artık, nükleer endüstrisinin korkulu rüyası olan konu ya gelebiliriz. Bir reaktörün kalbi, soğutucu kaybı so nucu açıkta kalırsa ne olur?

Herhangi bir kaza olasılığı belirdiğinde, reaktöre he men "tüyme" emri verilir ve denetim çubuklarının tamamı, sonuna kadar kalbin içine sokulur. Böylece

ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

zincirleme reaksiyon durdurulmuş olur. Uranyum böylelikle zararsız hale getirilmiştir.

Ne var ki sorun, bununla bitmemektedir. Çünkü ana yakıt olan uranyum, nükleer reaksiyon sırasında "ya narken", bir yandan bölünme (fizyon) sonucu oluşan kripton, zenon, stronsiyum ve iyot gibi daha küçük çekirdekli elementlere indirgenir, öte yandan da ışın lanma sonucu, amerisyum, plütonyum ve teknetyum türünden daha ağır çekirdekli (uranyum ötesi: transu ranik) elementlere dönüşür. Esas tehlike, işte bu ürün lerdedir. Bunların hepsi son derece radyoaktiftirler ve etkinlikleri yüz milyonlarca yıla varır. Bölünme ürün lerinden radyoaktif stronsiyum ve iyotun yarı ömür leri onlarca, diğer bölünme ürünlerinin yarı ömrü bin lerce yıl; plütonyumunki 24 bin yıl, amerisyum ve teknetyum gibi uranyum ötesi ürünlerin yarı ömürle ri ise 1 100 milyon yıl arasıdır. Hepsi bir arada ele alındıklarında, bu zaman sürelerinin üstüste binmesiy le etkinlikleri, ancak jeolojik çağlarla ölçülebilecek bo yutlara varır. Yani hem kısa, hem orta, hem de uzun dönemde etkindirler, fakat değişik dönemlerde etkin liğin kaynağı farklı farklı elementlerdir. Bunların için den plütonyum, radyoaktivitesi yetmiyormuş gibi ay rıca dünyanın en toksit maddesidir. Kobra zehirinden daha tehlikelidir; gözle görülmeyen 1 miligramı, ci ğerlerde fibrozis yaparak insanı öldürmeğe, 1 mikro gramı bir insanda kemik kanseri yapmağa, greyfrut büyüklüğündeki bir parçası da (toz haline getirilip iyi serpilirse) yeryüzündeki bütün insanları öldürmeğe ye terlidir.

1000 MWIık bir reaktör kurulduktan bir yıl sonra, kalbinde 10 milyar küri'lik bir radyoaktif madde en vanteri oluşmuştur ve bu sayı, ortalama bir reaktör için 15 milyar küri'dir. Bu envanterin uzun ömürlü izotoplara ait bölümü, Hiroşima'ya atılan atom bom bası gibi bin tane bombanın doğuracağı ışımadan da ha çoktur.

Bütün bunların sonucu olarak, şöyle bir durumla kar şılaşıyoruz: 1 GVV'lık bir reaktörün kalbindeki jot 131 envanterinin onda biri, bütün Türkiye'ye yerden 10 km yüksekliğe kadar, izin verilen en yüksek dozajın (MPC) iki katı düzeyde kirletebilir. Ya da stronsiyum 90 envanterinin yarısı, aynı bölgeyi aynı yüksekliğe kadar, MPC'nin 60 katı düzeyinde kirletmeğe yeterli dir. 12

İşte kalpteki esas tehlike, bu yanma ürünlerinden gel mektedir. Kalbin erimesi tehlikesi değene bu ürünler den kaynaklanır. Çünkü denetim çubukları uranyum daki zincirleme reaksiyonu söndürdüğü halde, yakıt çubuklarındaki uranyum ötesi (transuranik) ürünlerin spontan bozunmalarını durduramaz. Bu bozunmalar sonucu \0O0 JVIVV'fıfc bir reaktör söndürüldüğünde, içinde 200 MVV'lık bozunma ısısı kalır. Bu ısı çok ya

vaş kaybolur ve soğutma devam ettiği takdirde, aylar ya da yıllar sonra normal bir düzeye iner.

Peki, ya soğutma sürdürülemezse, örneğin soğutucu yitirilir ve kalp açıkta kalırsa ne olur?

Ne yazık ki reaktör fiziği ve kimyasının bazı yönleri hakkında bilgisizliğimiz, hâlâ çok yoğundur, öyle ki, farklı bilgisayar yazılım modelleri birbirlerinden tama men farklı sonuçlar verebilmektedir. Reaktör suyun daki borik asit ile sezyum iodürün etkileşerek, çok ça buk buharlaşabilen radyoaktif iyot türleri yarattıkları ise daha yeni öğrenilmiş bulunmaktadır.ı0

Ancak önümüzde, kalbin dörtte birinin erimesiyle so nuçlanmış olan TM I gibi bir örnek vardır. Dolayısı ile olacaklar, kabaca bilinmektedir. Soğutma sürdürülme diği taktirde bozunma ısısı denetimsiz ve doğrusal bir biçimde artarak, kalpteki yakıtın hepsini akkor düze ye kadar ısıtır. Yakıt tek bir akkor kütle oluşturacak biçimde ergir ve bu kütle, reaktör kazanının dibine düşer. Erimiş kalbin kazanın dibini eritmesi yarım sa at sürer. Kazan aşıldığında altında, böyle bir tehlikeye göre tasarımlanmamış beton bir zemin vardır. Kütle, buradan da kolaylıkla geçerek toprağın içinde yoluna devam eder. Dünyanın öbür ucunda Çin'den çıkacağı düşüncesiyle, kalıp erimesi olayına "Çin Sendromu" adı verilmiştir. (TMI olayından iki hafta önce de Jane Fonda'nın başrolünü oynadığı aynı isim' ve konulu bir film, Amerika'da gösterilmeye başlanmıştı). Tabii akkor kütle Çin'e kadar gidebilecek değildir; ancak eğer bir yeraltı su kaynağına rastlarsa, binlerce km'yi kaplayabilecek radyoaktif bir buhar sütunu fışkırtabi lir. Ayrıca bu olmasa bile, soğutucunun buharlaşması ile radyoaktif maddeler çevreye yayılacaktır. Bu hem BWR, hem de daha az ölçüde PVVR'lar için geçerlidir. Eğer koruma binasına zarar gelmezse, bu gazlar gazla zarar vermeyebilirler; fakat koruma binasında bir çat lak, sızıntı ya da patlama olursa, bölgenin 160 kilo metre uzaklığa kadar boşaltılması gerekebilir.

Dolayısıyla bir kalp erimesi, 10 bin insanın 10 100 km mesafelere kadar ölümü ve 20 milyar dolarlık mül ke zarar gelmesiyle sonuçlanabilir. Olay büyük bir yerleşim merkezi yakınında yer aldığı takdirde hangi önlem alınırsa alınsın, birkaç bin kişinin kanserden öl mesi kaçınılmazdır. 1975'te Amerikan hükümeti tara fından yaptırılan resmi bir araştırma, olasılık hesapla rına dayanarak, bir kalp erimesi kazası için şöyle bir bilanço çıkarmıştır: 3300 ölü, 45.000 akut ışıma ya ralısı, 5000 gizli kanser ölümü, 240 bin tiroid tümörü, kazadan sonraki ilk kuşakta 5000 kalıtsal bozukluk olayı ve toplam 14 milyar dolarlık maddi zarar. Kuş kusuz bu sayıların hiçbiri kesin değildir, fakat bir kalp erimesinin ne demek olduğu hakkında bir fikir ver mektedirler. 8 12

ELEKTRtK MÜHENDİSLİĞİ 309 310

Artık dikkatlerimizi TMI olayına çevirebiliriz.

TM I Olayının Ö z e t i 3 4

Amerika'nın Pennsylvania eyaletinin Harrisburg ken tinden 18 kilometre uzaklıkta, Susquehanne Irmağı üzerinde küçük bir ada vardır. Karayolunu izleyerek bu adanın yakınından geçerseniz, üzerinde şimdi ter kedilmiş olan bir nükleer santralın soğutma kulelerini görürsünüz. 115 metre yüksekliğindeki bu soğutma kulelerini, Harrisburg'dan da görmek mümkündür. Adanın ismi Üç Mil Adası'dır. (Three Mile Island: TMI). Aynı adı taşıyan santralın ikinci reaktör ünitesi 1979 yılında tarihe geçmiştir.

TMI 2, 1974 yılında tamamlanmış ve o tarihten itiba ren sürekli olarak sınanmıştı, 30 Aralık 1978'de dev reye sokulmuştu ve kaza meydana geldiğinde, sadece 5 haftadır tam kapasiteyle çalışmaktaydı.

28 Mart 1979 Çarşamba sabahı, TMI 2 %97 kapasi teyle ürettiği 880 MVV'lık elektriği 346.000 müşteriye sağlamakla meşguldü. Saat sabahın dördünde su besle me pompaları devreden çıktılar. Daha önce, 6 Şubat' ta da böyle yapmışlar ve bunun nedeni anlaşılama mıştı. Bunun üzerine türbin, normalde olması gerekti ği gibi devreden çıktı, fakat reaktörün birincil soğutu cu çevrimi normal, çalışma koşullarının (305°C, 151 Newton/cm2) üzerine tırmanmağa başladı.

Basınç 165 N/cm2lye ulaştığında, reaktör "tüydü". Aynı zamanda birincil soğutma sistemindeki basınç düşürme vanası da atarak, fazla basıncın azaltılmasını sağladı. Ancak vana, basıncın etkisiyle sıkışmıştı ve operatörler uzaktan kumanda ile "kapama" komutu gönderdikleri zaman kapanmadı. Fakat operatörler bunu öğrenemediler ve vanadan dışarıya, iki saatten fazla bir süreyle birincil soğutucu akmaya devam etti. Basınç düşürme vanasından dakikada 880 litrelik ka yıp olduğunu algılayan koruma sistemleri, yüksek ba sınçlı püskürtme pompalarını çalıştırdılar. Bu pompa lar dakikada 4000 litrelik su basabiliyorlardı ve kaybı rahatlıkla karşılayabilecek güçte idiler. Fakat basınç düşürme vanasının sıkıştığının farkında olmayan ve aşırı basınç oluşmasını <önlemek isteyen operatörler, kısa bir süre sonra bu pompalan iptal ettiler. Bunun sonucu olarak birincil soğutucu suyu, önce bir su deposuna pompalandı, o taşınca koruma binası dışındaki bir ek binaya aktarıldı. Bu sırada soğutucu kaybı nedeniyle çevrimde kalan soğutucu da aşırı ısınmış bir buhar kütlesi haline geliyordu.

Aynı gün ve ertesi gün, santralden çevreye 32 kilomet re uzaklığa kadar radyoaktif buhar yayıldı. Reaktör binası içinde ışıma, 30 000 rem düzeyine erişti, ölüm cül doz, 450 600 rem olduğundan, binanın içindeki

ışıma, bir insanı anında öldürmeğe yeterli idi. Yan ta raftaki ek binada bile, ana binadan çelik bir zırh ve 1.2 m betonla ayrılmış olduğu halde, bazı yerlerde dozaj, öldürücü dozun iki katı olan 1000 rem'i geçi yordu.

Olayın başlangıcından 3 saat sonra sahada acil durum, bundan yarım saat sonra da genel acil durum ilan edil miş olmasına karşın, olayın ciddiliği, ancak 30 Mart Cuma günü kamuoyuna yansıyabildi. Oysa kaza, baş langıcından 16 saat sonra atlatılmış bulunuyordu. Va linin de çağrısı ile çevrede yaşayan 650 bin insandan 140 bini, geçici bir süre için evlerini terkederek başka şehirlere gittiler. Bunların en önemli bölümünü, ışıma dan kolayca zarar görebilecek hamile kadınlarla ço cuklar oluşturuyordu.

1 Nisan Pazar akşamı kriz atlatılmış bulunuyordu. Kalp erimesine yarım saat kala olay engellenmiş, an cak gene de kalbin bir kısmının yıkımı önlenememiş ti.

Kamuoyunu ençok ürküten konu, olay yerine gelen uzmanların da, nelerin cereyan etmekte olduğunu ve ne yapacaklarını bilememeleriydi. Uzmanlardan biri nin deyişiyle, "daha önce eğitimini görmemiş olduğu muz bir durum" ile karşı karşıya kalınmıştı. Uzman lar özellikle, reaktör kazanının içinde oluşan ve üst kısmına biriken hidrojen gazının patlayacağı ve radyo aktif maddeleri her tarafa yayacağından korkmuşlar dı. Ancak sonradan, kazanın içinde oksijen bulunma dığı için böyle bir tehlike olmadığı anlaşıldı.

Şimdi, TMI olayının saniyesi saniyesine gelişmesini inceleyelim.

Olayın Gelişmesi 1

28 Mart 1979 sabahı saat 4'te Three Mile Island'daki (TMI) 2 numaralı reaktör biriminde herşey normal görünüyordu. Reaktör kalbinin (1) (Bkz. Şekil 1) içinden su pompalanıyor, kaynamaması için de yük sek basınç altında tutuluyordu. Buradan iki adet bu har üretecine (2) geliyor, ısı alışverişi yoluyla ikincil soğutucu sistemindeki su buharlaşıyor ve bu buhar, türbini (3) çeviriyordu. Isısı düşmüş olan birincil so ğutucu, tekrar reaktör kalbine dönüyordu. İkincil so ğutucu ise enerjisini türbine bıraktıktan sonra, soğut ma kulesi (4) ve yoğunlaştırıcı (5) içinden dolaşan üçüncü bir çevrimdeki çok soğuk su tarafından, tek rar su haline getiriliyordu.

Saat 4'ten önce TMf 'da üç tane sorun vardı. İlk sorun, basınç kazanından (6) dışarı bir sızıntı olmasıydı. Bu sızıntı, ya elektromatik basınç düşürme vanasından (7) ya da basınç kazanı güvenlik vanalarından (8) kay naklanıyordu. Kaçak sıvı, reaktör soğutucu boşaltım sarnıcına (9) birikiyordu. Gerek güvenlik vanalarının,

gerekse basınç düşürme vanasının görevi, isimlerinden de anlaşılacağı gibi, soğutma sisteminde anormal yük seklikte basınçların oluşmasını önlemekti. Yüksek ba sınçta güvenlik vanaları, reaktör soğutma sisteminin patlamasını önlemek için açarlar. Basınç düşürme va nası ise güvenlik vanalarının istem dışı ve gereksiz açıl malarını önler.

Bu sızıntıya karşın basınç kazanındaki su düzeyi ve reaktör soğutma sistemindeki basınç, operatörler ta rafından normal düzeylerde tutuluyordu. Ancak sızın tı, sıcaklık göstergelerinde belirsiz gösterimlere yol açarak, daha sonraki ciddi sızıntının farkedilmesini önledi.

İkinci sorun, blokaj vanalarının (10) kapalı oluşu idi. İki gün önceki normal bakım sırasında vanalar kapalı konumda unutulmuştu. Oysa açık olmaları gerekliydi ve santral operatörlerinin bu durumdan haberleri yok tu.

cü sorun, operatörler tarafından iyi bilinmektey di, kazadan onbir saat öncesinden beri bunu çözüm lemeğe çalışıyorlardı. Besisuyu (İkincil soğutucu) siste mindeki suyun arı olması gereklidir. Bunun için suda biriken minerallerin, reçineler tarafından süzülüp tu tulması gerekir. Kullanılmış reçineler, hava ile çırpıla rak yeniden kullanılır hale gelirler. Mineral giderme iş lemi mineral giderici'de (12), reçineyi tekrar kullanılır hale getirme de reçine tazeleyici'de (şekilde görülmü yor, fakat mineral gidericiye bağlı) gerçekleştirilir. Ancak mineral gidericiden reçine tazeleme birimine reçine aktarımı sırasında, bir reçine blokajı olmuştu ve giderilmeye çalışılıyordu. Bunun ara sıra olması normaldir ve TMİ 2'de de daha önce iki kez olmuştu. Ancak bu kez,reçine blokajı, suyu mineral giderici ile yoğunlaşmış su pompaları (13) arasında bulunan bir tecrit vanasından içeri itti. Bu tersine akış tecrit vana sını kapattı, bu ise yoğunlaşmış su güçlendirme pom palarını tıkayarak devreden çıkmalarına neden oldu. Bunun sonucu olarak saat 4'ü tam 36 saniye geçe, biri hariç bütün yoğunlaşmış su pompaları da normal bi çimde durdular. Bunun sonucu jeneratörlere giden su tamamen yitirildi ve ana türbin, olması gerektiği gibi hemen devreden çıktı. Böylece TMI'deki kaza, saat 4'ü 37 saniye geçe başladı. Bu kaza aşağıda anlatılan lardan oluşmaktadır.

400:37

0 saniye : Ana besi suyu ikincil soğutucu pompaları (13) devreden çıkarak, türbinin ( 3) devredışı olması na yol açıyor. Üç tane yedek besisuyu pompası (15) normal biçimde çalışmaya başlıyor. Birincil soğutu cu, ısısını besisuyuna aktaramadğından, basınç kaza nındaki (16) su seviyesi ile birincil soğutucudaki ba sınç hızla yükselmeğe başlıyor.

®

REAKTfiR KORUMA BİNASI

Şekil 1 (Three Mile Island) Üç Mil Adası 2 Numaralı Reaktör Biriminin Basit Şekli

/. sn Türbinler duruyor ve 500 kV kesiciler açıyor. Yedek besisuyu pompalarının basıncı yükselmeğe baş lıyor. Amaç, yitirilen ana besisuyunu tazelemektir, fakat daha önceden kapalı biçimde unutulmuş olan blokaj vanaları, taze suyun gelmesini önlüyor.

3 6 sn. İsınan reaktör soğutucusu genleşerek, basın cın artmasına yol açıyor. Basınç 158 Newton/cm2lye çıktığında, basınç düşürme vanası (7) açılıyor. (Vana, 3.7 saat açık kalacaktır.)

8 sn Reaktörde yüksek basınç oluşması üzerine reak tör, gerektiği gibi otamatik olarak "tüyüyor". Reaktö rün 69 denetim çubuğu, 36816 yakıt çubuğu ile çalı şan kalbin içine düşerek nükleer reaksiyonu durduru yor ve reaktörü bir saniyede kapatıyorlar. Artık bütün mesele, geride kalan bozunma ısısını gidermektir. İki operatörden biri, bütün denetim çubuklarının dibe değdiğini doğruluyor.

13 sn Açılan vanadan suyun çıkması ile basınç, ba sınç düşürme vanasının kapanma ayarına kadar (155 N/cm2) düşüyor. Vanayı kapatan denetim düzeneği nin (solenoid) enerjisi kesiliyor ve denetim odasındaki operatörlere, "kapalı" işareti veriyor. Vananın bu sı rada kapanmış olması gereklidir, fakat sıkışmış oldu ğundan 80 kiloluk, 30 bin dolar değerindeki bu vana kapanmıyor.

İşte kaza'nın dönüm noktası, burasıdır. Denetim oda sındaki gösterge lambası, vananın gerçekten açık olup olmadığını değil, onu açıp kapayan düzeneğin çalışıp çalışmadığını göstermektedir. Bunun sonucu olarak operatörler, çok sonraya kadar basınç düşürme (BD) vanasının açık olduğundan habersiz kalıyorlar. Eğer haberleri olmuş olsaydı, basınç kazanı blokaj vanasını (16) el kumandasıyla kapatarak, soğutucu kaybını ve dolayısıyla, kazayı önleyebilirlerdi. Bunu yapmadıkla rı için 2 saat 22 dakika süreyle BD vanasından dışarı soğutucu akarak, sonunda kalbi soğutmasız bırakıyor. 14 sn. Yedek besi pompaları anma basınçlarına erişi yorlar.

15 sn. Basınç kazanı su düzeyi tepeye ulaşıyor.

38 sn. Birinci buhar üreteci (2) su düzeyi, yedek besi suyu vanalarının açıldığı 75 cm çizgisine ulaşıyor, an cak yedek besisuyu blokaj vanaları kapalı konumda unutulmuş olduğu için besisuyu gelmiyor.

40 sn. İkinci buhar üreteci su düzeyi 75 cm'e ulaşıyor, ancak bundaki yedek besisuyu vanaları açılmıyor. Blokaj vanaları kapalı olduğu için zaten su gelmemek tedir.

1 4 dakika: Basınç kazanındaki su düzeyi hızla yük selmektedir. Normalde bu düzeyin artması, soğutma sistemindeki suyun miktarının arttığını gösterir. An cak soğutma sistemi göstergeleri, basınç kazan ındaki

düzey ile soğutucu kütlesi arasındaki olağan dışı bir ilişki bulunduğunu göstermektedir. 2 3 dakika için soğutma sisteminin dengelenmesi, boşluk oluşmasına işaret etmektedir. Ancak ölçü aletleri, bu dengelenme konusunda operatörlere çelişkili bilgi sunuyorlar. Operatörler, dengelenmeyi gerçek ve sürekli kabul edip durumu kurtardıklarına hükmediyorlar.

Soğutucu basıncı düşmeğe devam ediyor, fakat ba sınç kazanındaki su düzeyi yeniden yükselmeğe başlı yor. Bu beklenmedik bir olaydır, çünkü basınç ve ka zan düzeyi birlikte yükselip alçalmalıdırlar.

Beklenmedik durum, birincil soğutucu sisteminde ve/ veya reaktör kazanında, ani basınç düşmesinden do ğan boşluklardan kaynaklanmaktadır. Bu basınç dü şümünün dört nedeni vardır: 1) Basınç kazanının ener jisinin önemli bir bölümü, açık kalan BD vanasından yitirilmektedir, 2) Reaktörden basınç kazanına gelen su göreli olarak soğumuştur, 3) Sistemdeki basınç kaybı nedeniyle basınç kazanındaki su kaynayarak kaybolmaktadır, 4) Isıtıcıları devredışı kaldığından basınç kazanı geçici bir süre için kendini ısıtamamak tadır.

Reaktör soğutucusu boşaltım sarnıcının (9) basıncı ve sıcaklığı, açık kalan vanadan gelen suyun etkisiyle yükselmeğe başlıyor. Durum denetim odasındaki gös tergelerde sergileniyor, ancak operatörler sıcaklık artı şını, BD vanasının ilk açılışına yoruyorlar. Boşaltım sarnıcı göstergesi ise, bütün kritik değerlerin sergilen diği iki metre boyundaki ana kontrol panolarının ar kasında kalan bir panodadır. Eğer operatörler sıcaklık artışının BD vanasının açık kalmasında doğduğunu teşhis edebilseler, ya da basınç göstergesini görebilse lerdi, basınç kazanı blokaj vanasını (16) açarak doğa cak olayları önleyebilirlerdi.

/ dk. 45 sn. Birinci ve ikinci buhar üreteçlerindeki su, tamamen buharlaşmış bulunmaktadır. Artık reaktör ısısı, sadece BD vanasındaki sızıntı ile dışarı taşınmak tadır.

2 dk. 2 sn. Reaktör soğutma sisteminin basıncı, 112 N/cm2 'ye düşüyor ve buna ayarlı olan yüksek basınçlı püskürtme (YBP) pompalarını harekete geçiriyor.

Her reaktör, birincil soğutucu sisteminde bir arızalan mayı ve kalpte soğutucu kaybını önleyecek şekilde tasarımlanmıştır. TMI 2'de hem yüksek, hem de alçak basınçlı birer acil kalp soğutma sistemi (AKSS) vardı. Alçak basınçlıya 7s. 30 dk.'da geleceğiz. Yüksek ba sınçlı sistem, bir su depolama sarnıcı (21) ile üç tane YBP pompasından (22) oluşuyordu. İsimlerinden de anlaşılacağı gibi bu pompalar, acil soğutucuyu doğru dan doğruya reaktör soğutma sistemine püskürtebili yorlardı. Pompalar, görevlerini tam olarak yerine ge tirdiler ve soğutma sistemine su basmağa başladılar.

Eğer bu pompaların görevlerini yapmalarına izin veril seydi, TMI olayı gene önlenebilirdi. 3 dk. 12 sn. Reaktör soğutucusu boşaltım sarmanda ki basınç düşürme vanası, 8,5 N/cm2'lik ayarı aşıldı ğından açıyor. Buradan taşan su, koruma binasının dibindeki çukurda (19) birikmeğe başlıyor. 3 dk. 13 sn. Yüksek basınç AKSS'nin normal biçimde çalışmağa başladığını saptayan operatörler, onu el de netimine geçiriyorlar.

3 4 dk. Basınç kazanındaki su seviyesi hızla yükseli yor. 4 dk. civan. Operatörler, olayın kaderini değiştirecek olan ikinci hatalarını yapıyor, acil YBP pompaların dan birindeki akışı kısıyor, diğerini ise tamamen ka « patıyorlar. Operatörlerin bunu yapmalarının sebebi, basınç kaza nındaki su seviyesinin artmakta oluşu idi. Basınç ka zanının üst tarafındaki sıkışmış BD vanasından, önce kazandaki buhar kaçmakta, bunun yerini kalp soğut ma sisteminden gelen su doldurmaktaydı ve biraz son ra, 6. dakikada basınç kazanı, tamamen su ile dola caktı. Reaktör operatörleri arasında buna "dolu ka zan" deniyor ve sakıncalı bir durum olarak biliniyor du. Çünkü herhangi bir nedenle oluşabilecek ani bir basınç fırlaması, reaktör soğutma sistemini patlatabi lir, soğutucu kaybına yol açabilirdi. Bu ise en isten meyen durumdu.

Bir soğutucu kaybına yol açmamak için, BD vanasının açık kaldığından habersiz olan operatörler, basılan acil suyu kestiler. Oysa bunu yapmaları, korktukları na uğramaları ile sonuçlandı. Operatörler farkında de ğildiler ama, sistem soğutucu ile dolu değildi. Kaza' nın ilk anlarında soğutucu yokluğu ve bundan doğan aşırı ısınma, soğutucunun buharlaşarak, sistemde boş luklar ya da büyük "kabarcıklar" oluşturmasına yol açmıştı. Bu boşluklar, sistemin soğutucu ile dolu ol duğu izlenimini yaratıyorlar ve basınç kazanındaki su düzeyini yüksek tutuyorlardı. Oysa bu sırada reaktör soğutma sistemi, doygun, aşırı ısınmış bir buhar küt lesine dönüşmekteydi.

ö t e yandan operatörler YBP pompalarını kapatmamış olsalar bile, bu iş otomatik denetim sistemi tarafından yapılacaktı. Çünkü bu sistem, basınç kazanı su düzeyi soğutucu sisteminin dolu olduğunu gösterdiğinde, YBP pompalarım durduracak şekilde tasarımlanmıştı. Böylece aynı hatayı otamatik sistem de yapacaktı.

5 dk. 15 sn. Operatörler, buhar üretecini besleyen be sisuyu pompalarını tekrar çalıştırabilmek için, normal yoğunlaşmış su ve besisuyu akışı sağlamaya çalışıyor lar. Bu arada bir operatör, YBP akışını en düşük düze ye kadar kısıyor. Amacı, basınç kazanındaki yüksel menin önüne geçmektir. Gerçekten de pompaların kı sılmasıyla kazan düzeyi, 15 saniye için bir düşme gös teriyor.

6 dk. Basınç kazanındaki buhar kabarcığı yitiriliyor. Sistem artık "dolu"dur. Reaktör kazanı boşaltım sar mandaki basınç hızla tırmanmaya başlayarak, bura daki basınç düşürme vanasının üst sınırı olan 10.5 N/ cm2fye yaklaşıyor. Basınç kazanının dolu hale gelme si ile artan soğutucu basıncı, operatörleri dolu bir sis temle karşı karşıya bulunduklarına inandırıyor.

7 dk. 29 sn. Çukur (19) ile yan binadaki radyoaktif artık depolama sarnıcı (20) arasında bulunan çukur pompası çalışmağa başlıyor. Çukurdan sarnıca daki kada 560 litre su pompalıyor, fakat bu sarnıcın zarı patlamış olduğundan radyoaktif sular yan binanın ze minine yayılıyor.

8 dk. Operatör, buhar üretecenin "kuru" olduğunun ve blokaj vanalarının kapalı olduğunun farkına varı yor. Bu ana kadar vanaların durumunu belirleyen gös tergelerden biri, başka bir vana göstergesinden sarkan bir etiketle kapatılmış durumdadır. Diğer vananın gösterge lambası ise panonun üzerine eğilen operatö rün bedeni tarafından gizlenmiş olabilir. Operatör va naları, uzaktan komuta vererek açıyor. Kurumuş olan buhar üretecine, nisbeten serin su gelmeğe başlıyor. Reaktör soğutucusunun giriş ve çıkış sıcaklığı düşü yor. Soğutucu basıncı da buna bağlı olarak düşüyor.

8 dk.'dan sonra. Buhar üreteçlerinde, üreteçlere su yun geldiğini gösteren hızlı bir basınç artışı gözleni yor.

8 dk. 30 sn. Reaktörden çıkan soğutucunun sıcaklığı, hızla düşmeğe başlıyor.

10 dk. Reaktör soğutucu sistemi basıncı doyma nok tasındadır.

10 dk. 19 sn. Çukurdaki su düzeyi 1.3 m yi geçtiğin de, ikinci çukur pompası çalışmağa başlıyor. Çukur şimdi, 1120 litre/dk. hızla boşaltılmaktadır.

10 dk. 48 sn. 1.4 m düzeyine varıldığında reaktör bi nası çukur alarmı çalmağa başlıyor. Bundan bir süre sonra çukur, 1.8 düzeyine gelinince taşıyor ve radyo aktif su, koruma binası zeminine yayılmağa başlıyor.

10 11 dk. Buhar üreteçleri tarafından emilen ısı, re aktör soğutucu çevriminde sıcaklığı düşürdüğünden, basınç kazanı göstergesi normal sınırlar içine girerek hızla düşüyor.

14 dk. Reaktör soğutucu boşaltım sarnıcı zarı (18), 13.5 N/cm2 basınca erişildiğinde gerektiği gibi patlı yor ve sarnıçtaki basınç 36 sn.de 0.7 N/cm2'ye düşü yor, Basınç kazanı BD vanası tarafından hâlâ sızdırıl makta olan radyoaktif su, önce sarnıca, sarnıçtan re aktör binası zeminine, buradan çukura birikiyor ve oradan da yan binaya taşıyor. Bu arada sarnıç basıncı, denetim odasında kaydedilmemektedir. Sarnıç para metreleri ana kontrol panosunun ardında gösterilmek

tedir. Sarnıç alarmlarının çalmakta olduğunu sezebil mek için de operatörlerin, o anda hep birden çalmak ta olan ana pano alarmlarının hepsini susturmaları ge rekmektedir.

15 17 dk. Artık doyum sıcaklığına ulaşılmış bulun maktadır. Bu demektir ki sistemin herhangi bir yerin de kaynama olabilir ve boşluklar oluşabilir. Reaktör binasında basınç artışı gözleniyor. Artık sistemde ke sinlikle boşluklar vardır ve etkileri, reaktör soğutucu pompasında da (23) gözlenmeğe başlamıştır. Sistem pompalarından yeterli soğutucu geçmediğini gösteren soğutucu pompası alarmı ile, tam hız alarmları çalma ğa başlıyor, Bu arada akış hızı yavaş yavaş düşmekte, bu da buharlı su pompalandığını göstermektedir. Bu noktadan itibaren belirli zamanlarda düşük akış alarmları çalmağa devam ediyorlar.

18 dk. Artık eksoz göstergeleri, küçük radyoaktif iyot artışları ve reaktör binası eksozu, radyoaktif gaz çıkı şında on kat artış gösteriyor. Ancak bu gösterge, ar kadaki panonun en dibindedir ve ana pano gerisinde duran bir kimse tarafından görülmesi kolay değildir. Gaz çıkışı da sarnıç vasıtası ile olmaktadır.

20 60 dk. Reaktör basıncı, soğutucu sıcaklığı ve ba sınç kazanı düzeyi değişmiyorlar.

32 dk. 30 sn. Kalıp sıcaklığı, gösterge menzilini aşı yor.

36 dk. Bir tane yedek besisuyu pompası operatör ta rafından kapatılıyor.

38 dk. Birincisi 31, ikincisi 28 dakikadır çalışmakta olan reaktör binası çukur pompaları, operatör tarafın dan kapatılıyor. Bu süre boyunca pompalar, yan bina ya 33 bin litre su taşımışlardır. Pompaları durdurmak, çıkış borularını tecrit etmiyor ama, görünüşte yan bi naya tüm radyoaktif su taşınması duruyor.

Eğer bu aşamada operatörler BD vanasının açık oldu ğunu bilmiş olsalardı, sorunu çözebilirler miydi? Evet. Blokaj vanasını (16) kapatır, yeniden basınç ve rir. YBP sistemini son güçte çalıştırır ve reaktör soğu tucu pompalarını işletebilirlerdi. Bu işlem bütün boş lukları ortadan kaldırırdı, sistemleri de "dolu" olmak la birlikte, tehlikede olmazdı.

50 dk. Operatörler, artık işlerin ters gitmekte oduğu nun farkındadırlar. Resmi amirleri ile işletme mühen disini odaya çağırıyorlar.

1 saat 11 dk. Reaktör binası ısınmış olduğundan, ır maktan alınan su ile soğutulmağa başlıyor.

/ s. 14 dk. Reaktör soğutucu çevrimindeki akış, nor malin % 60'ına inmiştir. Operatörler endişelenmeğe başlıyorlar. Pompaları bu kadar az soğutucuyla çalış tırmak, onları tehlikeye atabilir. Eğer hava sızdırmaz

bir ek yeri tahrip olursa, büyük bir soğutucu kaybı ka zasına yol açılmış olabilir. Bu arada reaktör soğutucu pompalarından, artan titreşim belirtileri gelmektedir. Operatörler, dört reaktör soğutucu pompasından iki sini devreden çıkarıyorlar, titreşimler hemen azalıyor. Operatörler, üçüncü büyük hatalarının yarısını gerçek leştirm işlerdir.

1 s. 27 dk. İkinci buhar üreteci tecrit ediliyor. Reak tör binası basıncında artış gözleyen operatörler, bu üreteçteki basıncın diğerinden 21 N/cm2 daha düşük olduğunu saptamış bulunduklarından, bu üreteçten binaya buhar sızmakta olduğunu sanmaktadırlar. Bina basıncı düşüyor, üretecin basıncı artıyor, operatörler de üçüncü acil besisuyu vanasını üretece bağlıyorlar.

1 s. 41.'dan önce İki soğutucu pompasının kapatılma sından 5 10 dakika sonra, pompa titreşimleri yeniden artmaya başlıyor. Operatörler bunu göstergelerden iz leyebildikleri gibi, denetim odasından da hissedebili yorlar. Çevrim akışı yavaşlamağa devam ettikçe, yeni oir akış dengesizliği belirmiştir. 1 s. 41 dk. Operatörler, geri kalan iki soğutucu pom pasını da söndürüyorlar ve böylelikle TMI, dönüşü ol mayan noktayı aşmış oluyor. Operatörler, üçüncü bü yük hatalarını da tamamlamış bulunmaktadırlar. Bu ana kadar bir kazayı önlemek için yapılabilecek dört şey vardı: 1) Operatörler, blokaj vanasını (16) kapatarak soğutucu kaybına son verebilirlerdi; 2) Yüksek basınç püskürtme pompalarını (22) kısıtla yabilirlerdi; 3) Kısmış olsalar bile, yeniden çalıştıra bilirlerdi. 4) Reaktör soğutucu pompalarını durdur mayabilirlerdi.

Soğutucu pompaları buhar su karışımını dolaştırma ğa devam ettiği sürece, kalp, aşırı ısınmış olsa bile faz la zarar görmeyecekti. Fakat pompalar kapanınca bü tün dolaşım durdu ve bundan sonraki 50 dakikada, kalbin önemli bir bölümü açığa çıktı. Bu ise yakıt çu buklarına zarar verdi ve radyoaktif bölünme ürünlerini dışarı salarak, uzmanları ve kamuoyunu o kadar kor kutan hidrojen kabarcığını oluşturdu.

Soğutucu kaybettiklerinin farkında olmayan opera törler, reaktör içinde kaldığını sandıkları soğutucu nun doğal dolaşımının (konveksiyon akımları), kalbi soğutmaya yeteceğini ummuşlardı. Ancak pompaları koruma çabaları, umduklarından çok farklı sonuç verdi.

1 s. 41 dk. sonra. Operatörler, YBP pompalarını biraz açıyorlar. Soğutucu sistem basıncında artış gözleni yor.

2 s. Denetim odası teknik denetçisi ile santral dışında ki birkaç üst düzey yöneticisi arasında telefon konfe ransı kuruluyor ve 38 dakika sürüyor. Konferansa ka tılanlar, ortada olağandışı bir şeyler döndüğünün far

kına varıyorlar, çünkü soğutucu pompaları kapalı ol duğu halde basınç kazanında buhar kabarcığı oluşma maktadır. Zar patlaması ve zemindeki radyoaktif su anormal karşılanmıyor, çünkü bunlar daha önce de görülmüştür. Denetim odasında bazı kişiler, blokaj va nasının durumunu sorduklarında kapalı olduğu yanıtı nı alıyorlar, fakat bu gerçekte kapalı değildir. Konuş macılar soğutucu pompasını yeniden çalıştırmağa ve denetim odasında toplanmağa karar veriyorlar.

2 s. 28 dk. Operatörlerden biri, blokaj vanasını kapat mak suretiyle basınç düşürme vanasını tecrit ediyor. BD vanasının boru sıcaklığı, diğer vanalarınkinden 20°C daha sıcak olduğu için, bu vananın su sızdır makta olduğu kabul ediliyor. Blokaj vanasının kapa tılmasıyla operatörler, reaktör binasında basınç düşü mü gözlüyorlar. Vana kapatılınca soğutma sistemi ba sıncı 46 N/cm2flik bir miminundan 91 N/cm2'ye tır manıyor. Bu süre boyunca (üç saate kadar) basınç ka zanının düzeyinde değişim görülmüyor. Bundan önce soğutucu sisteminden bor örneklemleri alınıyor, fakat ışıma düzeyinde bir sorunla karşılaşılmıyor. (Bor, nötronları emdiğinden reaksiyon "zehirlevicisi"dir.)

Blokaj vanasını kapatma, kalbi tekrar denetim altına alma yolunda ilk adımdır. Bundan sonra 13 saat bo yunca operatörler, dengeli soğutmaya yeniden geçe bilmek için çeşitli girişimlerde bulunacaklardır. An cak sistemde, soğutmayı sağlamaya yetecek kadar so ğutucu kalmadığı için, iş işten geçmiştir.

2s. 22 dk. Denetim odasına girmiş olan TMI 1'in ope ratörü, on dakika içinde BD vanasından sızıntı oldu ğunu saptayarak, durumu operatörlere bildiriyor.

2s. 29 dk. Kalbin üzerindeki soğutucu buharlaşmaya ve kalp, açılmaya başlıyor. Sıcaklık hızla yükseliyor. Ancak reaktör soğutucusu sıcaklık göstergesi, reaktö re giren ve reaktörden çıkan boruların sıcaklık ortala masını almaktadır. Bu nedenle aslında 1093°C olan reaktör çıkış sıcaklığı, denetim odasında 300°C (nor mal) olarak okunuyor. Operatörler bu yüzden, kalbin açılmakta olduğunun farkına varmıyorlar. Sıcaklık göstergesi çok yavaş olarak yükseliyor ve sadece 12 s. 30 dk. çizgisinde, 327°C'lik üst sınırını aşıyor. Oysa 4 ve 5'inci saatler arasında sayısal bir voltmetreyle ya pılan ölçümler, sıcaklığın 1371°C'ye yükselmiş oldu ğunu gösterecektir.

Kalbin açılması, farklı sonuçlar veren iki aşamada oluyor. Birinci aşamada, 100 dakikadan itibaren yakıt çubuklarının "kabuğu"nu oluşturan zirkonyum alaşı mı, aşırı ısınmış buhar ile oksitlenerek bozuluyordu. Bu etkişmeden ortaya zirkonyum oksit ve hidrojen çıkıyor. Bu hidrojen, reaktör kazanının tepesine yük selerek herkesi korkutan kabarcığı oluşturuyor. Bu kabarcık patlarsa reaktör kazanı yarılabilecek, kalp

doğrudan doğruya hava ile temasa geçebilecektir. An cak reaktör kazanının içinde, böyle bir patlamayı sağ layacak oksijenin bulunmadığı, sonradan anlaşılıyor. Üçüncü saatten itibaren bu hidrojen fazlalığı büyük boyutlara ulaşıyor. Bir kısmı reaktörün tepesinde bir kabarcık olarak kalıyor, bir kısmı soğutucu çevrimin de buharla birlikte dolaşarak normale dönüşü zorlaş tırıyor, bir kısmı da reaktör koruma binasının havası na geçiriliyor. Birazdan görüleceği gibi, havaya geçen bu hidrojen bir süre sonra oksijenle birleşerek zararsız bir patlama yaratıyor. (Aslında sistemde, normal tasa rım gereği az miktarda hidrojen vardır. Bu, soğutucu daki oksijenle birleşip su oluşturmak ve metal yüzey lerin oksitlenerek paslanmasını önlemek amacıyla dü şünülmüştür. Ancak kalbin açığa çıkacağı ve sonra olacaklar, bu hesaba katılmış değildir.) Şimdi kalbin açığa çıkması sürecinde ikinci aşamaya geliyoruz. Yakıt çubuğu kabuklarının bozulmasıyla, çevrimde dönmekte olan buhar su karışımı, kalpteki radyoaktif bölünme ürünleriyle temasa geçiriyor. Kalpteki 140 milyon kürilik zenon 133'ten 10 milyon kürisi, 100 milyon kürilik iyot 131'in ise ancak 15 24 kürisi atmosfere çıkıyor. Zenon, iyottan çok daha zararsızdır. Eğer zenonla ay nı miktarda iyot açığa çıkmış olsaydı, T MI bir fela ketle sonuçlanabilecekti. Eğer toplam iyot miktarının % 5'i bile açığa çıkmış olsaydı, 3 350 gecikmeli ölüm ve 200 2700 tiroid tümörü vakası görülecek, 68 bin km2'lik bir bölgede süt ve diğer ürünlere karşı tarım sal kısıtlamalar uygulanması gerecekti. Ancak asal gaz lar kimyasal etkileşime girmediklerinden, gerçekteki nin 6 katı kadar asal gaz salınmış olsa bile kanser ölümleri 1 25 civarında kalacaktı. Ortaya fazla iyot çıkmaması, kalpteki yıkımın daha çok kabuklara sınırlı kalmasından ileri geliyordu. Asal gazlar bu etkişmeden doğarlar, iyot ise yakıt bilyecik lerinin yıkımıyla ortaya çıkar. Ayrıca iyotun çoğu, su kaçağı içinde eridi. Bu emilmeyi arttırmak üzere suya katılan NaOH'ın da faydası oldu. Bir kısmı ise kömür lü havalandırma filtrelerinde asal gazlardan ayrıldı. Ancak ne su, ne de filtreler, zenon ve diğer asal gazla rın havaya karışmasını önleyemediler. 2 s. 38 dk. Soğutma sistemindeki bir gösterge, ışıma da 100 katı bir artış olduğunu belirliyor. 2 s. 54 dk. Operatörler, doğal dolaşımın sağlandığın dan emin olamadıkları için, bir tane reaktör soğutucu pompasını çalıştırıyorlar.

2 s. 56 dk. Teknisyen, soğutucu borularında radyas yonun 600 Röntgen/saat düzeyinde olduğunu bildiri yor. TMI 2'de saha acil durumu ilan ediliyor.

2 s. 57 dk. Işıma düzeyi tırmanmağa devam ediyor. Bu arada odaya 60 kişi doluşmuştur. Odanın içi ana baba günüdür ve krizin çözümlenebilmesi için

her kafadan bir ses çıkmaktadır.

3 s.ten sonra Basınç kazanı göstergesi, üst sınırını aş mıştır. Operatörler kazanda yeniden bir buhar kabar cığı sağlamağa çalışıyorlar.

3 s. 30 dk. Genel acil durum ilan ediliyor. Operatörler "birçok" basınç kazanı ısıtıcısının hizmet dışı oldu ğunu bildiriyorlar.

3 s. 32 dk. Acil su deposu sarnıcında ışımanın 3 R/s ve yan bina bodrumunda radyoaktivitenin havaya karışmış olduğu bildiriliyor. Göstergelerde ışıma artışları kaydediliyor.

3 s. 40 dk Koruma binasında basınç 0,28 n/cm2'ye çıktığında, yüksek basınçlı püskürtme pompaları oto matik olarak harekete geçiyor, ancak operatörler on ları yeniden kapatıyorlar.

4 s. 20 dk. Koruma kubbesi ışıma göstergesi, 600 R/s kaydediyor.

4 s. 30 dk. Operatörler, soğutma sistemine yüksek miktarda soğutucu püskürtmek için YBP pompalarını çalıştırıyorlar, fakat artık iş işten geçmiştir.

4 s. 40 dk. Koruma kubbesi ışıma göstergesi 1000 R/s kaydediyor.

4 s. 46 dk. Basınç kazanı ısıtıcılarından ikisi devredışı kalıyor ve kaza'nın sonuna kadar bir daha çaltştırı lamıyor. Kazan'ın sadece 10 ısıtıcı grubu çalışmakta dır.

5 s. Koruma kubbesi ışıma göstergesi 6000 R/s'e fırlı yor.

5 s. 35 dk. Henüz saha dışında ışıma saptanmadığın dan, bölgenin boşaltılması düşünülmüyor.

6 s. w dk. Denetim odasındaki ışıma düzeyi, zorunlu personel dışında herkesin burayı boşaltmasını gerekti riyor.

6 s. 17 dk. TMI 2 personeli, ışımadan korunmak için maske takıyorlar.

6 s. 27 dk. Zorunlu personel dışında herkes, TMI Tin denetim odasına geçiyor.

6 s. 52 dk. TMI 2 denetim odasının kapısı otomatik olarak kapanmıyor. Odadan çıkanlar kapıyı tam ka patmayı ihmal ediyor ve kapalı devre havalandırma sisteminin koruyuculuğunu tehlikeye düşürüyorlar.

7 s. Denetim odasında maskelerdeki solunum aygıtla rı, iletişimi engelliyor. Bu anda yan binada ışıma artı ğı panosunda 10 r/s görülmektedir, suyun akıp gitme si gereken yerlerde su birikmektedir ve yan bina çu kurları dolmuştur. Operatörler, titreşimlerin doğaca ğı, bunun sonucu boruların ek yerlerinin açılacağı ve bir soğutucu kaybı kazasıyla karşılaşacakları korkusu ile, reaktör soğutucu pompasını çalıştırmak istemi

yorlar. Sistemde buhar kabarcıklarının varlığının far kındadırlar. Reaktör kalbinin suyla örtülü olduğunu zannetmektedirler ve olasılıkları gözden geçirirken, kalbi açıkta bırakmayı da hesaba katmaktadırlar. Per sonelden bir kısmı, iletişim sağlayabilmek için solu num maskelerini çıkarıyorlar. Daha önce kapatılmış bulunan blokaj vanasını basınç düşürmede kullanma kararı alınıyor.

7 s. 30 dk. Operatörler bu kez, sistemin basıncını dü şürmeğe çalışıyorlar. Bir operatör blokaj vanasını açı yor. Basıncın reaktör binasına açılmasıyla binadaki basınç, 0,014 N/cm2 'den 0,175 N/cm2 'ye çıkıyor.

Burada yapmağa çalıştıkları şey, büyük bir soğutucu kaybı kazasını taklit etmektir. Soğutucu sisteminde basınç 28 N/cm2'ye kadar düşerse, kalp boca sarnı rondaki (24) su kütlesi, bir anda kalbin üzerine boca edilecektir. Bu ise Susquehanna Irmağı'ndan gelen su ile, kalp soğutucusunun sıcaklığını bir ısı alışveriş bi riminde giderecek diğer bir soğutma sistemini tetikle yecektir. Ancak bu sistem, radyoaktif sıvıları taşıya cak biçimde yapılmamıştır, pompa eklerinin de yan binaya radyoaktivite sızmasını önleyebileceği kesin likle bilinmemektedir. Sonuçta operatörler, yeterince düşük basınç elde edemeyeceklerini anlayınca bu pro jeden vazgeçmek zorunda kalıyorlar.

7 s. 40 dk. Elektrik şirketi, çevreye radyoaktivite ya yılmayacağı şeklindeki görüşünü bildiriyor.

9 s. 50 dk. Koruma binasında birikmekte olan hidro jen, tutuşarak patlıyor. Binadaki basınç göstergesi 2 N/cm2 'ye fırlayıp tekrar düşüyor.

7/ s. 50 dk. Nükleer Düzenleme Komisyonu (NRC) görevlisi, operatöre telefon ederek, reaktör kazanında bir hidrojen kabarcığı bulunabileceğini bildiriyor. Ko misyon, aşırı sıcaklık gösteren ölçümlerin doğru ola bileceğinden kuşkulanmaktadır, bu takdirde ise kalp açığa çıkmış olabilir. Bu da kalbe su verilmesini ge rektirir.

12 s. 10 dk. Bilgisayar ya da ölçü cihazındaki bir arıza nedeniyle, sıcaklıklar okunamıyor.

12 s. 30 dk. Şirket, kalpte kabarcık olduğu kanısında değildir. Denetim odasındaki NRC müfettişi, borular da kabarcıklar olduğunu, fakat bunlardan bir tanesi nin ortadan kalkmış bulunduğunu bildiriyor. Basınç kazanındaki bir kabarcık kaybolmuştur ve boca sar nıçlarından bir miktar su, kalbin üzerine dökülmüştür. 13 s. 30 dk. Son 5 6 saat boyunca kriz, çözümlene memiştir. Ancak bu uzun süre boyunca sistemdeki dü şük basınç, soğutucu sisteminden yeni hidrojen gazı kaçaklarına izin vermiştir. Bu sayede operatörler, ilk başarılarını elde edecek ve reaktör soğutucu pompa sının çalışmasını sağlayabileceklerdir. Önce blokaj va

naşı kapatılıyor, soğutucu sisteminin basıncı arttırılı yor ve boşluklar ortadan kaldırılıyor ("kollaps" edili yor). Kaydediciler basınç artışını doğruluyor, fakat blokaj vanasının kapanıp kapanmadığını bildiremiyor lar. Ancak 13 s. 25 dk.'da, sıcaklıkların normale dön mekte olduğu saptanmıştır. Basınç arttırımından son ra denetim odası personeli, reaktör soğutucu pompa sını çalıştırarak çevrimdeki buharı temizlemeyi öneri yorlar.

14 s. 34 dk. Yapımcı firma temsilcisi, firmasına tele fon ediyor. Firma görevlileri de basıncın arttırılıp so ğutucu pompasının çalıştırılmasından yana oldukları nı bildiriyorlar.

14 s. 35 dk. Çevrimde hâlâ kabarcık bulunduğu bildi riliyor.

15 s. 45 dk Santral yetkilisi, operatörlere reaktör so ğutucu pompasını çalıştırmalarını söylüyor.

15 s. 50 dk Biraz soğutucu dolaşımı sağlanmış oldu ğundan operatörler, ikinci soğutucu pompasını çalış tırmayı başarıyorlar. Artık bütün sorun, sistemin ya vaş yavaş toparlanmasına kalmaktadır.

16 s. Pompalar çalışmaktadır. Soğutucu sıcaklığı 143 °C, basıncı ise 95 N/cm2'dir Basınç kazanı hâlâ doludur, sıcaklığı da 65 °C'dir. Operatörler hidrojen fazlalığını gidermeğe çalışmaktadırlar. Kalp baca sar nıçları açıktır. Operatörler normal soğutma uygula malarını yerine getirmektedirler.

Saat 20'yi 37 saniye geçmektedir. TMI'daki kaza sona ermiş, olayın soruşturması başlamıştır.

Sonraki Gelişmeler

Reaktör binası ve yan bina içinde 4.3 milyon litre radyoaktif su birikmişti. Reaktör binasındaki su, yer den 3.4 m yüksekliğe kadar çıkıyordu7. Bu suyun bo şaltılması için uzun ve yorucu çalışmalara girişildi. Suyun içindeki radyoaktif elementleri süzmek için, kimyevi yöntemlerle çalışan dev süzgeçler kullanıldı. Artıklar paslanmaz çelikten kapsüllere konuyor, suda ki radyoaktivitenin 40 50 yıl içinde suyun normal şe kilde dökülebileceği düzeye düşeceği hesaplanıyordu. Suyun boşaltılması, 4 yıl sürdü ve ancak 1983 yazında tamamlanabildi. İçeriye özel elbiselerle giren perso nel, kalbin içine bir televizyon kamerası sarkıttıkların da, kalbin bir bölümünün parçalanmış bir moloz yığı nı halinde yatmakta olduğunu gördüler. Planlara göre Ağustos 1984'te reaktörün kapağı açılacak, parçalan mış kalp ve geride kalan yakıt çubukları dışarı çıkar tılacaktı. Reaktör binası da radyoaktiviteden arındırıl dıktan sonra, reaktör ya tamir edilecek, ya da terkedi lecekti. Son bilgilere göre en az 2 ton yakıt maddesi nin birincil soğutma sistemi içine dağılmış bulunduğu hesabedilmekte, öte yandan reaktör binası zemininde

radyasyon düzeyi, bugün bile saatte 1000 rem'i bul maktadır11 .

Kalbin Durumu

31 Ekim 1983'te yapılan televizyon çekimleri, şimdi ye dek elde edilen en açık kalp görüntülerini resimle di (Bkz.Şekil 2). Plenum'da (kalp kapağı) bir vidayı sökerek denetim çubuklarından birinin boşluğuna eri şildikten sonra, 38 mm çapındaki bu delikten aşağı 12.2 m'lik bir kablo ile kapalı devre bir televizyon ka merası sarkıtıldı. Kalpte açılmış olan boşluğun zemi ninde yatan erimiş Zircaloy, moloz yatağının altında yeniden katılaşmış bir kütlenin bulunabileceğini gös teriyordu, öte yandan Zircaloy'un erimesi ve uran yum bilyecikleri ile birlikte ısınmış olması, bu bilye ciklerin normalde 2804 °C olan erime sıcaklıklarını da düşürmüş ve erimelerine yol açmış olabilirdi.

Ses öteki radar (sonar) kullanılarak kalp boşluğunun üç boyutlu bir haritası çıkarıldı. Boşluk, 34 m^'lük kalbin üst yarısında 93 rrH'lük bir hacim oluşturuyor du. Böylece kalbin %27.3'ünün, ya da ağırlık olarak 8 16 ton yakıtın yerinde olmadığı anlaşılıyordu, öte yandan bazı yakıt çubuğu demetleri, kopmamış du rumda bu boşluğun içine sarkmaktaydı. Boşluğun al tında kalan kalp bölümünün durumu ise henüz kesin lik kazanmış değildi.

Dönen bir boru ucuna takılmış midye kabuğu biçi minde bir tutma kısmından oluşan 14 metre uzunlu ğunda bir aygıtla, boşluğun dibindeki moloz yatağın dan örnekler alındı. 1 mm 2 cm boyutlarında olan maden parçaları, daha çok yakıttan ve biraz da Zirca loy'dan oluşmaktadır. Molozların taşımsı görünümü, aşırı ısınmış kalbe yeniden su eklendiğinde ani soğu ma sonucu yakıt çubuklarının parçalandığı görüşünü destekler niteliktedir.

Denetim çubuğu sürücü mekanizmasından sökülen 5.6 metre uzunluğundaki paslanmaz çelik vida üzerinde yapılan incelemeler, ışımadan arıtma işlemlerinin sa nılandan daha zor olacağını gösterdi. Vidanın yüze yinde ışıma düzeyi, saatte 30 60 Röntgen idi ve daha çok sezyum 137'den kaynaklanıyordu. Vidanın bo ratlı su ve başka 6 eriyik ile yıkanması, sonuç verme di; vidayı arıtmakta ancak nitrik hidroflorik asit etkili olabilirdi. Oysa sezyum, normalde suda kolaylıkla eri yordu, öte yandan bu asitin çok toksik ve pahalı ol ması, geniş çapta kullanılmasını önlüyor, paslanmaz çelikten yapılmış reaktör parçalarının nasıl arıtılacağı henüz tam olarak bilinmiyordu. Ayrıca sezyum 137' nin %90'ı vida yüzeyinin altına işlemiş olduğundan, vida yüzeyindeki stronsiyum 90'ın %85'ıni ve uran yum oksitin %90'ını arıtmakta başarılı oldukları hal de, mekanik ovma ve yıkama işlemlerinin içe işleyen sezyumu arıtmakta yetersiz kalacağı anlaşılmış olu yordu11 .

Kontrol çubuğu sürücüleri

Reaktör

Kontrol çubuğu sürüiü Icilavuz

Plenum (Kal( kapadı ve kontrol çub\*gu nekanlk

Kalp ae«t«k yapı»ı

A Plenun'un altındaki yakıt çubukları

Boşluktaki parçalanmı; '/akıt çubukları yatanının televizyon görüntüsü

Kalp boşlu^uhun Sonar'la eİde ediİni 9 topografisi ı.l.ı.l.ı.l.ıl.ı.>.ı.1.ı.l.ı.l.ı.l.ı.'.ı Vı ' • U.\., '••, Holoz yatanından alınmış parçaların görünümü

Şekil 2 (TM1) üç Mil Adasında Reaktör Kalbinde Oluşan Boşluk ve Diğer Ayrıntılar.

Alınan Dersler önceki Olaylar. Başka santrallerdeki benzer olaylar tarandığında görüldü ki, elektromatik basınç düşürme vanası, her 50 çalışmadan birinde sıkışmaktadır ve 1970'ten beri bu vanalardan 11 tanesi, başka santral larda açık konumda sıkışmıştır. Ayrıca benzer olay lar, daha önce de yaşanmıştı: 1974 yılında TMI'nin 1 numaralı biriminde aynı olaylar 2 3 kez olmuş, an cak sarnıçlar taşmamıştı. TMI olayının adeta bir pro vası, 24 Eylül 1977'de Ohio'da Davis Besse, 20 Mart 1978'de de California'da Rancho Seco reaktörlerinde yaşanmıştı. Ancak her iki reaktör de olaylar sırasında bakımda olup %3 kapasitede çalıştıklarından önemli sonuçlar doğmamıştı. Rançho Seco'da olaylar bir operatörün denetim panosu içine kazara küçük bir ampul düşürerek denetim sisteminde kısa devre yarat ması y la başlamıştı. Davis Besse'de de hem vana sıkış mış, hem de operatörler YBP pompalarını engellemiş lerdi. Fakat reaktör düşük güçte çalışıyordu ve sıkışık vana 20 dakikada keşfedildi. 1978 79 yıllarında bir NRC saha müfettişiyle TVA'da çalışan bir nükleer mühendisin bu konulardaki uyarılarına kulak asan ol mamıştı8. Son olarak TMI 2'nin kendisinde de, olay dan neredeyse tam bir yıl önce, 29 Mart 1978'de BD vanası açık konumda sıkışmıştı. Bu önceki olayların değerlendirilmemiş olması, bütün reaktörlerdeki dene yimlerden her reaktörün yararlandırılması gereğini or taya koydu. Ancak bugün bile, bu konudaki girişimle rin yeterli olmadığını savunanlar vardır.

Almanlar, BD vana sıkışmasını kalp erimesinin en ola sı üç nedeninden biri olarak gördükleri için, 1977 yı lında bütün Alman reaktörlerinde bu vana için teknik bir çözüm getirmişlerdi'.

Kalpteki Su Düzeyi. Olaya dıştan bakan bir gözlemci için en akıl almaz nokta, bugüne kadar reaktörlerde, kalbi örten suyun düzeyini açık seçik gösteren bir öl çü aygıtının bulunmayışıdır. Reaktörler için en büyük tehlike olan kalp erimesi soğutucunun yitirilmesinden doğduğu halde, bırakınız böyle bir aygıtı, en önemli '<aza parametrelerini kaydeden göstergeler bile TMI' de denetim odasının çeşitli yerlerine serpiştirilmişti ve kalitesiz bir gösterim sunuyorlardı. TMI'den önce bütün ders ve başvuru kitapları, basınç kazanındaki düzey ölçümü her durum için yeterli olacağından, kalp soğutucu düzeyini ölçmeğe gerek olmadığını açıkça belirtmişlerdi13.

Bu tür bir ölçü aleti, ancak yeni yeni geliştirilmeğe başlanmıştır. Fakat bu işi, reaktör kazanından sıcak lık ölçümü yapıp, basınç konusundaki bilgilerle birleş tirecek ve doyum eğrisini çizecek basit bir mikroiş lemci ile de yapmak mümkündür. Kuşkusuz bundan sonraki her çeşit uygulamada kalp su düzeyi gösterge si, bir zorunluluk haline gelmiş bulunmaktadır.

İnsan Mühendisliği. TMI'nin denetim odası, belki bir kaza'nın önlenmesi için gerekli bilgileri veriyordu, fa kat bu bilgilerin gösterim ve sunuluşu, operatörlerin işlerini kolaylaştıracak yerde, akıllarını daha da karış tıracak biçimdeydi. Birbiriyle ilintili kritik parametre ler, birbirinden kopuk ve ilgisiz yerlerde gösteriliyor du. Denetim odası tasarımına ergonomik açıdan bak ma ve makina/insan iletişimini en verimli şekilde sağ lama gereği,TMI'de çok açık bir biçimde ortaya çıktı.

Operatör Hatası. TMI konusundaki tüm incelemeler, operatör hatası olmaksızın kaza'nın önlenmesini mümkün olacağı konusunda birleşmişlerdir. Öyle ki, eğer sistemler otomatik olarak çalışmalarını sürdür müş olsalar ve operatör müdahalesi olmamış olsa, bel ki de hiçbir terslik çıkmayacaktı.

Çeşitli araştırmalar, nükleer santral kazaların önemli bir bölümüne insanların yaptıkları hataların yol açaca ğını ortaya koymuştur. 1979'da Almanya'da yapılan bir araştırma, kazalarda insan hatası payını %66 ola rak belirlemiş, başka araştırmalar da buna yakın so nuçlar vermiştir.

TMI'nin operatörleri, ABD'nin en iyi operatörleri ara sında idiler. Ancak genellikle santral operatörleri, lise mezunu kimseler oluyor, askerlikleri sırasında Deniz Kuvvetleri'nde reaktör deneyimleri olup olmadığına bakılıyordu. Operatörlerin eğitimi sırasında da, nükle er santralların işleyişi ve bozulabilme şekilleri, yani işin özü üzerinde değil, daha önceden geliştirilmiş ba zı kaza senaryolarında alınacak önlemler üzerinde du ruluyordu. Operatörler, bir nükleer santralın nasıl ça lıştığını doğru dürüst anlamıyorlar ve kitapta yer al mayan bir kaza zinciri karşısında kalınca ne yapacak larını şaşırıyorlardı. Hem operatörlerin daha iyi eğitil mesi, hem de daha bilgili bir yönetici denetiminde bu lunmaları gereği ortaya çıktı. Operatörlerin genellikle olaysız ve tekdüze geçen çalışma yaşamları da kazala rın doğmasında bir etkendi, fakat bunun nasıl çözüm leneceği açık değildi.

Halk Sağlığı. Bir reaktör kazası halinde çevre halkının sağlığının korunması için en güvenli yol, bölgenin bo şaltılmasıdır. Ancak TMI olayından sonra yapılan ça lışmalar, büyük kentlerin düzenli bir şekilde bir hafta dan önce boşaltılamayacağını ortaya koydu. İyot 131'in olumsuz etkilerine karşı daha etkili bir önlem olarak, halka potasyum iodür dağıtılması konusu gün deme geldi.

Bilindiği gibi iyot 131, normal iyot gibi insan bede ninde tiroid bezine giderek yerleşir ve burada tümör oluşumuna yol açar. Potasyum iyodür (Kİ), iyot için etkili bir blokaj maddesi olduğundan, iyot 131'in yerleşimini de önler ve böylece bu izotopun olumsuz etkileri büyük ölçüde azaltılmış olur. Bugün nükleer

santrallarda çevre halkına önceden potasyum iodür tabletleri dağıtmak yaygın bir uygulama olmamakla beraber, ABD'de TVA şirketinin çalışma bölgesi olan Tennessee eyaletinde, santrallerden 8 km uzaklığa ka dar, İsveç'te ise 12 km uzaklığa kadar oturmakta olan bölge sakinlerine bu tabletlerden dağıtılmıştır.

Denetim Sorunu. "Barış için Atom" programı ile bir likte 1950'li yıllarda kurulan ABD Atom Enerjisi Ko misyonu, hem reaktör güvenliğini sağlamak, hem de nükleer santrallerin propagandasını yapmak gibi, çe lişkili iki görev yüklenmişti. 1975 yılında bu komis yon ikiye bölündü ve güvenlik konusunu Nükleer Dü zenleme Komisyonu (NRC) üstlendi. Ancak bu ko misyonda da atasının kalıtsal özellikleri, varlıklarını sürdürdüler. Genellikle NRC, reaktör yapımcılarının güvenlik standartlarını yeterli görüyor, buna karşılık yapımcılar da NRC için yeterli olanın ötesinde güven lik önlemi alma gereğini duymuyorlardı. TMLden sonra NRC'nin tutumunda büyük değişiklikler oldu. Denetimlerini ve ihmaller için kestiği cezaları arttır mağa başladı, yeni güvenlik önlemleri getirdi. Ancak bu kez şirketler, bu önlemlerin, her türlü etkileşime , açık olan reaktör sistemlerinde ters teptiğini, getirilen kısıtlamaların güvenliği arttıracakları yerde, azalttığını savunmaya başladılar ve riziko analizi yapılmasını is tediler. Bir nükleer elektrik santralının yalnız o sant ralden ibaret olmadığı, coğrafi konumunun, fiziksel yapısının ve işletme personelinin dışında yönetsel ve bürokratik mekanizmaların da bir kazada rol oynaya bilecekleri, böylelikle anlaşılmış oldu.

Olayın Bilançosu

TMI 2'nin kuruluş maliyeti, 780 milyon dolardı. Ka za ile ilgili tüm resmi masrafların 900 milyon doları aşması beklenmektedir3. Olayda can kaybı olmadı, ancak bölge sakinleri geçirdikleri korku ile kaldılar.

TMI'nın nükleer endüstri üzerindeki etkisi, hem olum lu, hem de olumsuz oldu. Bir taraftan firmalar güven lik önlemlerini arttırdılar ve daha uyanık davranmaya başladılar, fakat öte yandan kamuoyunun nükleer enerjiye güveni, büyük bir darbe yedi. Nükleer karşıtı gruplar için TM I, bir demirbaş malzeme haline geldi. Nükleer endüstri, henüz içinden çıkamamış olduğu bir bunalıma sürüklendi. Pek çok santral siparişi iptal edildi. ABD'de, (42'si kuruluş aşamasında olan) nük leer santralların temsil ettiği 160 milyar dolarlık yatı rımın büyümesi ümitleri suya düştü. Dünyanın diğer ülkelerinde ise TMÎ'nin etkileri, nispeten daha hafif bir şekilde geçiştirildi.

Sonuç

TM I'den hemen sonra bütün reaktör operatörleri, ora da meydana gelen kazayı önleyecek biçimde eğitildi ler. Ancak bu eğitim ve alınan bütün önlemler, yalnız

ca TMI'deki olay zincirini kapsıyordu. Gelecekte ola bilecek kazalar farklı biçimde gelişebilir, çok farklı önlemlerin alınmasını gerektirebilirdi. Örneğin yedek besisuyunun 8 dakika süreyle yitirilmesi, kazayı fazla etkilememişti. Fakat başka kaza senaryolarında ye dek besisuyu, kalp erimesini önlemekte kritik bir rol oynayabilirdi.

Bu yetmiyormuş gibi, bütün santrallar için genelde ge çerli olacak bir uygulama geliştirmek de olanaksız gö rünüyordu. Bir reaktördeki boruların ortalama 3.2 km' lik bir kısmında sızıntı olabilir. Buhar üretecindeki in ce boruların yarılması da apayrı bir sorun oluşturur. Temel reaktör tasarımına, sızıntının yerine ve bir san tral, kalp erimesini engellemek için farklı bir önlemler demeti gerektirecektir. Bazı durumlarda YBP pompa larının söndürülmesi gerekebilir. Başka hallerde, ilk bakışta yapılacak en iyi şey BD vanasını kapatmak olarak göründüğü halde, doğru işlem, aşırı basıncı ön lemek için onu açmaktır. Bu ve benzeri nedenlerden ötürü, TMI sonrasında alınmış olan önlemler, benzer ya da daha kötü bir kaza'nın önlenmesini garanti et meğe yetmemektedir. Sonuç ne olursa olsun, görüle bildiği kadarıyla nükleer santraller varolduğu sürece, 1979'da TMI'de olanlar akıllardan silinmeyecektir.

KAYNAKLAR

Yararlanılan kaynaklardan başlıcalan şunlardır:

1. IEEE Spectrum, Kasım 1979, TMI özel Sayısı,s.30 111, özellikle s. 32 42.

2. IEEE Spectrum, Nisan 1981, "TMI 2" özel Raporu, s. 28 44.

3. Time, 9 Nisan 1979, s. 8 18; 13 Şubat 1984, s. 15.

4. Newsweek, 9 Nisan 1979, s. 8 23.

5. Jack Edwards, "Lessons from Three Mile Island", New Scientist, 13 Ocak 1983, s. 79 84.

6. Harold W. Lewis, 'The Safety of Fission Reactors", Scientific American, Mart 1980, s. 33 45.

7 John C. De Vine, "A Progress ReporttCleaningupTMI", IEEE Spectrum, Mart 1981, s. 44 9.

8. Daniel Ford, 'Three Mile Island". New Yorker, 6 Nisan 1981, s. 49 120; tbid. 13 Nisan 1981, s. 46 109. (Ford, Three Mile Island: Thirty Minutes to Meltdovvn, Balti more: Penguin, 1983).

9. S. A. Fetter, Kosta Tsipis, "Catastrophic Releases of Radioactivity ", Sci. Am., Nisan 1981, s. 33 40.

10. New Scientist. 24 Mayıs 1979 1979, s. 9.

11. IEEE Spectrum, Nisan 1984, "TMİ+5" özel Raporu, s. 26 55.

12. Amory B. Lovins, "VVorld Energy Strategies, Pt. I", BuUetin of the Atomic Scientists, Mayıs 1974, s. 28.

13. Frigyes Reisch, "Meeting the need for an unambiguous PVVR coolant level measurement", Nuclear Energy Inter national, Ocak 1984, s. 34 38.