Radyoaktiflik Hakında Merak Edilen Temel Bilgiler!!!

Önceki başlık Sonraki başlık Aşağa gitmek

Radyoaktiflik Hakında Merak Edilen Temel Bilgiler!!!

Mesaj tarafından Yönetici Bir Cuma Eyl. 26, 2008 11:14 am

Uranyum Zenginleştirme ve Atom Bombaları


Zenginleştirme

Zenginleştirmenin amacı, uranyum içindeki, nükleer fisyon sırasında en iyi sonucu veren, fisil U235 atomlarının miktarını artırmaktır.

Nükleer reaktörde kullanılacak uranyumun, yüzde 2 ila 3 oranında U235 atomu içerecek şekilde zenginleştirilmesi gerekir. Silahlarda kullanılan uranyum ise yüzde 90 ya da daha fazla oranda U235 içerir.

Uranyum zenginleştirmede en sık kullanılan sistem, gaz santrifüjleridir. Uranyum heksaflorid gazı (HF6) sesten hızlı dönen santrifüjlere doldurulur.

Yoğun U238 izotopu, daha hafif olan U 235'ten ayrışır.

Yoğun izotoplar, santrifüjün tabanına çökerken, merkeze yığılan hafif U235 parçacıkları da ayrı bir yere toplanır.

Zenginleştirilmiş U235, ardından bir kaç defa daha farklı santrifüjlerde kimyasal işlemlerden geçirilir.

Tüm U235'in çıkarılması ardından, kalan U238, tüketilmiş uranyum - DU adını alır. Tüketilmiş uranyum, ağır ve biraz da radyoaktif bir metaldir, mermi yapımında ve diğer cephanelerde kullanılır.

Diğer bir zenginleştirme yöntemi, bir gazın havada veya başka bir gaz içinde yayılması, yani difüzyon olarak adlandırılıyor. Uranyumun içerdiği iki izotoptan U235 gözenekli bir bariyerden çok daha hızlı yayılır. Santrifüj yönteminde olduğu gibi bu işlem de pek çok kez tekrarlanır.

Zenginleştirme de kendi içinde üçe ayrılır:



* Çok hafif zenginleştirilmiş uranyum (slightly enriched uranium / SEU), yüzde 0,9 ile 2 arasında U-235 içerir. Böylece uranyum zenginleştirme masrafların azaltılmış olur, ama bu tip uranyumu yakıt olarak kullanan (bir zamanlar Akkuyu talibi olan CANDU, bu konuda dünyada tek) ortaya nükleer reaktörde kullanılacak suyun ağır su olması gerekiyor (döteryum oksit, D2O); bu da kurulum maliyetini artırıyor.



* Hafif zenginleştirilmiş uranyum (lightly enriched uranium / LEU), yüzde 2-20 arasında U-235 içerir. Ancak dünyadaki birçok hafif su reaktörü, yüzde 3-5 arasında U-235 içeren uranyumu kullanmayı tercih eder. Bu, yalnızca maliyet ile ilgili bir tercih değil; politik de bir tercihtir; çünkü yüzde 10'dan sonrası silah teknolojisine girmeye başlar.



* Yüksek ölçüde zenginleştirilmiş uranyum (highly enriched uranium / HEU), ikiye ayrılır: yüzde 85 ve üzeri U-235 içeren uranyum, silah uranyumu olarak anılır, halbuki yüzde 20, hatta daha aşağısında U-235 oranının -silahın kütlesi büyümek kaydıyla- atom bombası yapmaya yettiği söylenir.

Reaktör

Nükleer santrallerin çalışma sistemi şöyledir:

Nükleer fisyon sırasında ısı açığa çıkar, bu ısı, suyu ısıtarak türbinleri çalıştıracak buhara dönüştürür.

Tipik bir nükleer reaktör yaklaşık 2, 5 cm çapında silindirciklerden zenginleştirilmiş uranyum yani yakıt pelletleri kullanır. Bu pelletler, uzun yakıt çubukları içine yerleştirilir. Bu çubuklar toplu halde basınçlı reaktör çemberinde saklanır.

Pek çok enerji santralinde, bu çubuk demetleri soğuk kalmaları için su altında tutulur. Diğer bir soğutma yöntemi de karbondioksit ya da sıvı metal içinde saklamaktır.

Santralde işleyebilmesi için uranyum filizinin süperkritik kütle halinde olması gerekir. Bunun için, uranyumun, devamlı zincirleme reaksiyona imkan verecek ölçüde zenginleştirilmiş olması gerekiyor.

Bu işlemler için reaktör çemberi için kontrol çubukları yerleştirilir. Bu çubuklar, genellikle kadmiyum olmak üzere reaktör içindeki nötronları emen bir maddeden yapılır.

Çubuklara az nötron girişi olursa, zincirleme reaksiyonun sayısı da az olur, bu da fisyon sürecini yavaşlatır.

Dünyada 400'den fazla nükleer enerji santrali bulunuyor. Bu santrallerde, dünyanın enerji ihtiyacının yüzde 17'si karşılanıyor. Nükleer reaktörler, denizcilikte ve denizaltılara enerji sağlamak için kullanılıyor.

Yeniden işleme

Yeniden işleme nükleer atıkları, içerdikleri kullanılabilir yakıtı çıkarmak için kimyasal işlemden geçirmektir.

Kullanılmış yakıt çubuklarının dış metal kaplaması, sıcak nitrik asitte eritilmeleri öncesinde çıkarılır. Bu sayede reaktörde yeniden kullanılacak uranyum (%96), yüksek oranda radyoaktif atık (%3) ve plütonyum (%1) üretilir.

Tüm nükleer santrallerde plütonyum üretilir, ancak askeri olanlarda daha fazla üretilmektedir.

Yeterli plütonyum üretilmesini sağlayacak bir yeniden işlem santrali ve bir reaktör, sıradan görünüşlü bir binanın içinde olabilir.

Bu durum, nükleer silah üretmek isteyen bir ülke için plütonyum üretmeyi denemeyi de cazip kılıyor.

Uranyum bombası

Zincirleme reaksiyonun devamlılığı, yeterli U235 atomu varsa sağlanır. Bu devamlılık için gereken ihtiyaç ise "kritik kütle" olarak adlandırılır. İşte nükleer bomba üretiminde çalışanların amacı da çok büyük miktarlarda ısı açığa çıkarabilecek bir zincirleme reaksiyon için gerekli "süper kritik kütle"ye ulaşmaktan geçiyor.

Bunun en basit yollarından biri, silah tasarımıdır.

Uranyum veya Plütonyumdan oluşan kritik kütleden alınan küçük bir parça (kurşun ya da mermi olarak adlandırılır) konvansiyonel bir patlayıcı ile büyük kütleye (küre ya da fıçı olarak adlandırılır) doğru ateşlenir. İki kütle bir araya geldiğinde süperkritik kütleye ulaşılır ve nükleer patlama gerçekleşir.

Bu işlem, bir saniyeden daha kısa bir sürede tamamlanır.

Uranyum bombası yapmak için önce yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyum heksaflorid, uranyum okside çevrilir, ardından uranyum metalden külçeler üretilir. Bunun için basit kimyasal ve mühendislik faaliyetleri yeterli.

En basit ve en güçlü fisyon silahı atom bombasıdır. 50 kilotonluk bir patlama gücüne sahiptir. Bu güç, nükleer füzyonun özelliklerini güçlendiren bir yöntemle bu güç daha da artırılabilir.

Füzyon sırasında küçük kütleli atom çekirdekleri birleşir ve daha büyük çekirdek oluşur. Bunun için çok yüksek sıcaklık ve basınç sağlanır. Hidrojen ve izotopları, 100 milyon santigrat derece çok yüksek sıcaklıkta füzyon uğrar. Bu sıcaklık için önce atom bombasına ihtiyaç vardır.

Nükleer füzyonla açığa çıkan nötronlar daha büyük bir patlamayı getirecek fisyona yol açar. Bu fisyon- füzyon-fisyon sistemiyle hidrojen bombasında karşılaşıyoruz.

Plütonyum bombası

Plütonyumun nükleer silahlarda uranyuma destek olan çeşitli avantajları vardır. Bir bomba yapımı için sadece 4 kilogram plütonyuma ihtiyaç vardır. Bu oranda plütonyum içeren bir cihaz 20 kilotonluk enerjiyle ateşlenebilir. Yılda 12 kg plütonyum üretmek için ise nispeten küçük bir yeniden işlem tesisi yeterli gelmektedir. Merminin patlayıcı taşıyan kısmı olan savaş başlığı, berilyum gibi bir maddeyle kaplı küre şeklinde plütonyumdan oluşur, nötronlar buradan fisyon işlemine itilir.Kritik kütleye erişilmesi ve reaksiyonun başlaması için daha az miktarda plütonyum yeterlidir. Bir terör örgütünün nükleer patlayıcı üretmek için zenginleştirilmiş uranyuma nazaran plütonyum kullanması daha kolaydır. Uzmanlar, terör örgütlerinin, ham plütonyum bombası üretmek için, 1995'te Tokyo metrosuna atılan sinir gazının ardındaki AUM tarikatından daha gelişmiş olmalarının gerekmediğine inanıyor. Böyle bir nükleer saldırı için 100 ton TNT kullanılması gerekiyor. Bu rakam, bugüne dek düzenlenen bombalı terör saldırılarının en büyüğünde kullanılandan 20 kat daha fazla.

Yönetici
Admin
Admin

Mesaj Sayısı : 422
Yaş : 97
Nerden : Dershaneden
Kayıt tarihi : 29/07/08

Kullanıcı profilini gör http://nevsehirugur.forum0.net

Sayfa başına dön Aşağa gitmek

Önceki başlık Sonraki başlık Sayfa başına dön

- Similar topics

 
Bu forumun müsaadesi var:
Bu forumdaki mesajlara cevap veremezsiniz