SOVYET MUHABERE SATELİTİ "MOLNYA 1"

UDK: 621.811.2. (43 15). (4)

KAHL ATOM SANTRALI

1965 yılının Nisan ayında Almanya'ya yaptı ğım bir seyahat sırasında A.E.G. Müessesesinin Frankfurta 40 Km. mesafede KAHL kasabasında bir tecrübe mahiyetinde Rheinisch Westfalisch.es Elektrizittâsvverk kısaca R.W.E. namı hesabına yaptığı 16 MW'lık Uranyumla çalışan atom elekt rik santralını görmem de mümkün oldu. Bizim iğin yeni ve mahiyetini ancak literatürden takip edebildiğimiz bu tip termik bir santralda gör düklerimi siz meslekdaşlarıma mümkün olduğu kadar kısaca yazmağa çalışacağım.

Bilindiği gibi bilhassa 1950 1954 yılları zar fında atom çekirdeğinin parçalanmasından elde edilen enerjinin elektrik üretiminde kullanılması hususunda büyük adımlar atılmıştır. Bu sahada Amerikan ve İngiliz firmalarının faaliyetleri ön de gelmektedir. Bu bakımdan A.E.G bu firma ların bu sektörde elde ettikleri bilgilerden isti fade ile, bunlarla müşterek çalışma imkânını bul muş ve büyük rizikolara girmeden, hafif su ile yani içtiğimiz su ile çalışır KAHL atom santra lını kurmuştur. Bu santral A.E.G.'ye tecrübe top lamak ve bllâhara büyük kapasitede santrallara geçabilmek amaciyle tesis edilmiştir.

Hafızalarımızı tazelemek maksadiyle biraz da atomdan bahsedilmesi faydalı olacaktır.

Bir atomun ortasında, yani çekirdeğinde (nü vede) protonlar ile nötronlar (bunların ikisine nükleon denir) ve etrafında da tıpkı güneşin et rafındaki gezegenler gibi elektromlar bulunmak tadır.. Protonlarla nötronlar bir çok bakımdan yekdiğerine benzemektedirler. Nötronlar yüksüz, protonlar ^ elektronlar ise yüklüdürler. En ha fif olan hidrojen atomunun çekirdeğinde yalnız bir proton/ buna mukabil bütün atomların çekir deklerinde müteaddit proton ve nötronlar bulun maktadır. 238 U'da 92 proton ve 238 92 = 146 nötron vardır.

Bir tel ısınırsa elektronların hızı artar ve tel sıcaklığı muayyen bir dereceye vardığı zaman elektronlar, kendi protonlarının kumandasından kurtulup, telden dışarı çıkmak isterler. Bir ilet kenden 1 amperlik bir elektrik akımının geçme si demek, o telden saniyede 6,24 triliyon elekt ronun geçmesi demektir.

Şimdi, biraz da çekirdeğin parçalanmasını an latalım. Parçalanma bilhassa ağır çekirdekli atomlarda meydana gelir. Toriyumdan sonraki

Yazan: Celâl SOLAKOGLU

Y. Müh. iller Bankası madenlerin atom çekirdekleri, kendi kendine par çalanmaya meyyaldirler. Atom fiziğinde enerji bi rimi olarak daha fazla elektronvolt tabiri kul lanılmaktadır. Uranyum 235 çekirdeğinin parça lanmasından 202 Me V değerinde yani büyük çapta enerji husule gelmektedir. Bundan 168 Me V hareket enerjisi olarak ikiye parçalanan kısım lara, beşi nötronların hareket enerjisine, yine be şi parçalanma esnasmdaki gama ışınlarına, 24'ü parçalanan kısımlardaki beta, gama ve neutrion ışınlarına gitmektedir. Bu değerlerden atom sant ralında kıymetlendirdiğimiz kısım, birincisi yani 168 Me Vdir. Bu enerji beher çekirdeğin par çalanmasından doğar ve nihayet hararet olarak kendini gösterir.

Atom Çekirdeğindeki nötronların parçalan masından tekrar nötronlar meydana gelmektedir. Şöylekl, her parçalanmadan sonra 2 ilâ 3 nöt ron doğar ve bunlar da tekrar parçalanarak yeni nötronları meydana getirirler. Buna atom fiziğin de «zincirleme reaksiyon» denir.

KAHL santralının reaktör kısmındaki binanın çapı 13,7 m.,yüksekliği ise 46 m'dir. Reaktör ışın larından santral personelini ve dışarıyı korumak gayesiyle bu binanın bütün duvarları 21 mm. ka lınlığında çelik bir saçlakaplanmıştır. Bu saçtan sonraki duvarların beton kalınlığı da 70 cm. dlr.

Uranyumun bulunduğu yerdeki duvarların be ton kalınlığı da 2,70 m dlr. Bu cins inşaat çok pahalıya mâlolduğundan, burada bulunması ica beden maklna ve cihazlar denizaltında olduğu gi bi, çok sıkışık vaziyettedirler.

1 No. lu resim reaktör kazanının kesitini gös termektedir. Kazanın 3/4'ü su ile doldurulmuştur, kısma, çekirdek de denir. Burada Uranyum 235 ince çelik borular içindedir.

Boruların uzunlukları 157 cm., çapı 14.4 mm. olup et kalınlığı da 0,84 mm'dir. Bu boruların 36 adedi bir yakıt demetini teşkil etmektedir. Reak törde bu demetlerden 88 adet bulunmaktadır. Bu boruların içinde 12,6mm. çapında ve 15,9 mm. yüksekliğinde uranyum dlokslt tabletleri bulun maktadır. Yakıt elemanlanndaki yani boruların içindeki tabletlerin özgül ağırlığı 10,6 gr/cm^'dir. Tabletler toz halindeki UO2'din prese edilmesiyle (*) Konu : A.E.G. firması tarafından KAHL (Frankfurt) kasabasında yapılıp 1960 yı lında işletmeye açılmış bulunan atom san tralı.

70.1 «rö/tı« \fh/tn c*

ŞekU:

RIAKTOH KAZ AH I

— Reaktör kazanının kesiti.

meydana geürilmigtir. Bu boglukta uranyumun parçalanmasiyle husule gelen bilhassa Kanon gazı burada toplanır ve gazın tazyiki dışarıdaki buhar basıncı İle kompanse olur yani boru içindeki taz yik daima 130 atmosferden küçüktür. Boru içinde ki diğer asal gazlar toz halindeki kristallerin arasında saklanırlar. Uranyum dolu olan bu bo ruların kazandaki suya verdiği ısı yoğunluğu cm^de 24 wattır. Amerikan normları 60 watta kadar müsaade etmektedir. Beher borudaki uran yum miktarı 108 Kg. olup, reaktördeki toplam uranyum ağırlığı 5545 Kg.'dır. 16 MW gücünde olan bu santralı bu uranyum 8 yü müddetle ça lıştırabilecek niteliktedir, iki senede bu demet lerin ortadakileri değiştirilmekte ve bu şekil de 8 yılda bir bütün çekirdek yenilenmiş olmaktadır.

Bu paketlerin, reaktör kazanından çekilen gü ce göre agağı ve yukarı çekilmesine yarar ve pas lanmaz bor çeliğinden veya kadmiyumdan mamul ve haç şeklinde 21 adet kumanda çubuğu bulun maktadır. Bu çubuklar sayesinde uranyum atom larındaki çekirdeğin parçalanmasiyle husule ge len nötron akımı ayarlanmaktadır. 21 çubuğun reaktör içine 29 cm. girmesiyle reaktör kritik hâ le getirilmiş olur. Bundan evvel reaktör dışarı dan İkazlanır, bunun çeşitli usulleri vardır; her biri reaktöre enerji verilmesi prensibine daya nır. Bu çubuklarda, fazla olan nötron akımım ab

sorbe etmek kabiliyeti olduğundan, zincirleme reaksiyon dolayısiyle infilâk şekline geçme isti: dadını gösteren kazan derhal kontrol edilebilir hâle İrca edilir ve yük kolayca ayarlanır. Ayar çubuklanndan sadece 4 adedinin strokünu % 25 75 arasında .değiştirmekle, reaktör gücünü % 30 100 arasında ayarlamak mümkün olmaktadır Normal olarak bu çubuklar elektrik motoru İle âcil hallerde de basınçlı hava ile hareket ettiril mektedir. Saniyedeki hareket kabiliyetleri 25 cm. dir. Ayar çubuklarının kumandası yani İs tenildiği gekllde hareketleri sağlanamadığı tak tirde, reaktörü derhal söndürmek, zehirlemek ge rekir. Bunu temin maksadiyle reaktöre'saatte 5 7 ma. natrium pentabörat mahlülü zerkedîlir' Û&h lul içindeki bor, reaktör kazanındaki su İle ka rışır ve reaktörü kritik altı hâle getirir. "" ' . Bu hazırlayıcı izahattan sonra, santralın ça lışma şekline de bir göz atalım. Kazandaki suyun içindeki bütün tuzlar alınmıştır. Reaktör çekir değindeki zincirleme reaksiyonu dolayısiyle'Jaçi ğa çıkan enerji, suyu ısıtır, buhar"^ hâline getirir Elde edilen doymuş buhar türbine ve görevini ifa ettikten sonra da kondenseye ve oradan da tekrar reaktöre dönmektedir.

Resim yanında santralın çalışmasına alt pren sip şeması görülmektedir. Reaktörden elde edilen' doymuş buhar evvela bir buhar çeviricisine sev '

29.35 \ 1

\|

ZA.7S

22.50 20.25

15.75

KÖMÜRLÜ

^

i

futu otu 1

~

"

13 5 0

.

11 2 5

^M

I3S9

Şekil: 2 — Senelere göre çeşit yakıtlı buhar fiati.

kedilmektedir. Burada buhar radyoaktivitesi ol mayan bir sekonder buhar haline dönüşür. Bura daki buhann basıncı primer devredeki buhar ba sıncından biraz azdır. îşte türbine bu, yâni radyo aktivitesi alınmış buhar gitmektedir. Birinci dev redeki buharın, buhar çeviricisinde toplanan suyu kondenseye gider ve bu da buhar çeviricisini bes leyen ikinci devre suyunu ısıttıktan sonra, reak tör kazanına girer. Buhar çeviricisi 2,3 m. çapın da ve 10 m. uzunluğunda hususî çelikten mamul bir kazandır.

Atom santralının çalışma prensibinden sonra, birazda santralda meydana gelen radyo aktif döküntü maddelerinden bahsetmek isterim. Bu tip atom enerjisi endüstrisinde radyo aktif dö küntüler gaz, sıvı ve katı olarak üç hâlde bulu nurlar. Çekirdeğin parçalanmasiyle büyük çapta husule gelen bu döküntülerin yokeldümesi büyük bir problemdir, santral ve civarda bulunan insan ların hayatı ile yakinen ilgilidir. Emniyet bölgesi olarak ikâmet edilmemesi gereken saha şu formül le hesaplanmaktadır : 0,01 V P, «P» reaktörün harurî gücü KW. cinsinden, netice de mil cinsin dedir. Radyo aktif gazlardan Xenon, argon ve kriptonun santral dışına atılması şöyle sağlan maktadır. Evvela bu gazlar çelik tüplerde 10 gün müddetle toplanır, 9 gün depo edilir, gazların ak tlvltesi 6,8 Curle olduktan sonra normal atmos fer havasiyle (saatte 28800 m') karıştırılır ve 4. 10 6 juc/cm3. ile dışarı atılır.

Burada baca yüksekliği, hava ceryanlarının istikameti çok mühimdir. Gayri tabiî hallerde yâ ni bu gazların dışarı atılmasında kâfi derecede temiz hava ile karışım elde edilemezse, santralın durdurulması da bahis konusudur. Santralın dur duruluşundan 24 saat sonra reaktörün aktivitesi 75 milyon Curiedir. Bilindiği gibi 1 Curie saniyede 3,7 1010 adet çekirdeğin parçalanması demektir. Bu da 1 gr. radyom'un aktivitesine eşittir. Uran yumun parçalanmasiyle reaktör kazanından yo ğun şekilde intişar eden radyoaktif ışınlar suya, dolayısiyle buhara geçerler ve radyo aktif izo toplar meydana getirirler.

Su ile soğutmalı olan bu reaktör de suyun borulardan, pompalardan ve kondenselerden ge çişinde korozyon dolayısiyle radyo aktif madde ler suda erimiş halde bulunur. Bunlardan kurtul ma çaresi olarak iki yol vardır. Biri, devreden suyun bir miktarı iyon geçirilmek suretiyle tek rar ana devreye bağlamr, diğeri ise, soğutma dev resinden devamlı olarak bir miktar suyun dışarı atılıp, bunun yerine içinden tuzları alınmış, yeni su basılmasıdır. Santraldaki kati döküntüler, âyâr çubukları ve hava filtreleri gibi, kalın beton hüc relerde muhafaza edilmektedir.

Radyo aktif ışınlardan korunma bu nevi sant rallarda çok mühim bir hususiyet arzetmektedir.

Alfa ışınları ince madeni levhalardan, beta ışın ları 1 mm. kurşun veya 5 mm. kalınlığındaki alü

Elektrtk Mühendisliği 109

minyum .levhadan, gamajşjinları da l^çnj. Jcalınh ^ ğ ındaki kurşun levhadan geçememektedirler. Nor mal bir havada lalfa ışınları bir kag cm. beta ışın ları bir kaç metre, gama ışınları ise yüzlerce met ~ re ilerleyebilmektedir.

KAHL atom santralı anahtar teslimi olarak 35 milyon DM'a (78.175 milyon TL.) çıkmıştır. Bunun 8 milyon markı sadece Amerikadan ithâl edilmiş olan Uranyuma verilmiştir. Santral du mandan âzâde, adeta bir eczane gibidir. Enerjinin kilovatsaat maliyeti 0,1 DM.dir. Santralın inşaası

^^

....

'_

2 — sene sürmüş ve Î3/11/1960" tarihinde Işlet

meye açılmıştır. Tesisin randımanı, ana trafodan

çekilen enerjiye göre % 27,3 mertebesindedir.

KAHt/ atom santralının maliyeti her nekadar

KW başına 2200 DM. (4950 T.L.) ise de, bu sant

ral inşaatının ileride ikincLblr türbin grubunun

konacağına göre yapılmış olmasından Heri gel

C, 30 MW. göre. eb'aüandı

rılm'ıştır. Westinghaus'un bu nevi san triallar; için

verdiği fiatlar 150 £= 600 DM. (1350/T.L.)'rCİvi

nncfâ" olduğuna göre, AEG'nin fiatlah 1965 yilırî

da 750 1000 DM. (1687,5 2250 J?.L.) arasınd.a

dır.

J

v

2 No. lu şekildeki grafikte tetmik santraliarda

kömür, fuel ofle ve" nükleer" enerjisi ile buhar eldfe

edildiği takdirde, fiatlann ne* şekilde değiştiği gö

rülmektedir. Burada, nükleer enerji ile el'de edilen

buharın diğerlerine nazaran ucuzluğu açıkça gö

rünmektedir.

'**

>

Yurdumuzdaki muazzam hidco, elektrik sant râll^L,kurmâ imftanlârımız var iken santralımı zyi)(d?Sderini uranyum bulunan memleketlerin el ' lerine tevdi etmenin doğru olmayacağı kanısında yım; Su kuvvetlerimizden tamamen istifade ettik ten sonra,..çok ileriki yıllarda, atom santrallarının kurulması bahiskonusu olabilir.

ARAMIZDA

(Bagtarafı 8. sayfada)

Bu sebeple bir çözüm yolu olarak mensup olduğumuz meslek sınıfları 'kanunun birinci maddesinde belirtilen istisnalar arasında mütalâa edilmeli ve ayrı kanun hazırlanmalıdır.

ikinci çözüm yolu olarak :

a) 657 sayılı kanunun 1966 yılında meslek gruplarımıza uygulanması önlenmeli,

b) Sekiz Bakanlık Müsteşarı muhtırasında (Protokol) ve 6 odanın adı geçen kanun hak" *

kındaki görüşlerinde belirtilen sakıncaları giderecek yeni ve değişik hükümler ' ilave

edilmelidir.

•

'

Bu yıl'yıllık Genel Kurul toplantılarımız istanbul'da 7 Ocak 1966 saat 18.00 de İTÜ Kon

ferans Salonunda, Ankara'da 5 Şubat 1966 Cumartesi saat 15.00 de başlayıp 6 Şubat 1965 saat

10.00 da devam etmek üzere İmar ve İskân Bakanlığı salonlarında yapılacakta*.

' lr

Alâkanız, davalarımız için en iyi çözüm yolu olacaktır. Faaliyetlerimizi size zaman za man Dergimizde açıkladık. Sizlere; tam manasıyla hizmet edebildiğimizi İddia edemeyiz,, elde ve İmkânda olan yapılmıştır. Genellikle, amatörce yürütülen bu işler için çalişmalanzm insaf ve realite ölçüleri içinde bulunacağım ümit ederiz, mit ederiz.

Saygılarımızla YÖNETİM KURULU

Elektrik Mühendisliği .109