Nükleer Enerji ve Canlanan Ümit

İnanç ve ümit insanının nazarında (yok) yoktur. Odunun bittiği yerde kömür, kömürün bittiği yerde petrol, derken nükleer enerji.... Yokluklar hep varlıklarla kutuplaşır gider. Böyle bir bakışa göre, ölüm ikinci bir hayatla kolkola, dünya bir başka âlemle omuz omuzadır.

İnsanlığın en mühim ihtiyaçlarından biri de "enerji"dir. Hayatî faaliyetlerin sürdürülebilmesi için, hücre içerisinde bir takım kimyevî reaksiyonlar, neticesi meydana getirilen enerji kullanılır. Evimizde ısınma için, ekseriyetle odun, kömür veya petrolün yanmasıyla açığa çıkan enerjiden faydalanırız. Motorlu bir vasıtanın hareketini de sıvı yakıtların yanmasıyla açığa çıkan enerji sağlar. Bir barajda toplanan suyun potansiyel enerjisi, türbin kanatlarında mekanik enerjiye, jeneratörlerde de elektrik enerjisine döndürülerek istifademize sunulur.

1950'den bu yana, dünyada enerji tüketimi hızlanmış olduğundan ilim adamları mevcut petrol ve kömür rezervlerini, yakıt tüketimindeki hızlı artış İle karşılaştırdıkları zaman, 100 yıl gibi yakın bir gelecekte insanlığın bir "yakıt kıtlığı" felaketiyle karşılaşacağı neticesine ulaştılar. Bîr gün insanoğlu, bittiğini zannettiği fakat yarısının bile çıkarıldığı şüpheli olan eski petrol yataklarıyla karşılaşacaktır. Kuyulara sıcak buhar gönderme veya yatakları elektrikle ısıtma gibi yeni metodlarla, petrolü son damlasına kadar çıkarıp kullanacaktır. Lakin bu çalışmalar, enerji sıkıntısını uzun zaman önleyemeyecek. Otomobillerin ve lokomotiflerin, depolarında hiç yakıt kalmamış olarak bekleyecekleri ve dizel motorlu gemilerin limanlarda pas tutacakları bir günün gelmesi er-geç muhakkakdır.

Belki, kömürden bazı sıvı yakıtlar yapılacak, ama kömür yatakları da sonunda bitecektir. Yanma kabiliyetine sahip herşey, makinaların ateş kazanlarını besleyecek ve böylece bütün rezervler bitirilip, madenî yakıtlar üzerine kurulmuş olan medeniyet tarihe gömülecek; birkaç parça kömür belki de ancak müzelerde görülebilecektir.

İlim adamlarının bu karamsar düşüncelerini, biz iyimser bir tahminle, bulunabilecek muhtemel kömür ve petrol rezervlerini de düşünerek, bunu iki veya üç katına çıkarsak bile, yine de yerdeki kömür ve petrol rezervleri sınırsız değildir. Birgün mutlaka sonu gelecektir.

Gayemiz, insanlığı "enerji açığı" ile korkutmak değildir. Beşer, asırlarca kömürden ve petrolden habersiz yaşamıştı. Bilinmediği için ihtiyaç da değildi. Günümüzde yaygın olarak kullanılsa da öyle bir zaman gelecektir ki, ne kömür, ne de petrol Önemli bir enerji kaynağı sayılmayacaktır. İstikbalde İse, birinci enerji kaynağının atom çekirdeği olması kuvvetle muhtemeldir.

Acaba niçin atom enerjisi; rüzgar, med-cezir ve yerin dibindeki jeo-termal enerjinin yahut güneş enerjisinin daha üstünde sıraya girmiştir.

10 m/sn hızla esen bir rüzgârda rüzgârla çalışan bir jeneratörden güç çıkışı metrekare başına 5,6 kw (kilowatt) kadardır.

Güneş enerjisi ile çalışan bir elektrik santralı metrekare başına en fazla 1 kw verebilir.

Bir kilogram petrolün ısıtıcı değeri, yaklaşık 10500 Kcal (Kilokalori); bir kilogram kömürün ısıtıcı değeri yaklaşık 5000 Kcal'dir.

Çoğu reaktörde kullanılan uranyumun (U235) bir kilogramı, (yaklaşık 1000 MW gücündeki bir santralin, bir günde kullanacağı yakıt) 23.000 000 kw-saatlik bir enerji verebilir. Daha iyi bir nükleer yakıt, kilogramı başına 117 500 000 kw-saatlik enerjisi İle hidrojendir. Ancak, hidrojenden elde edilebilecek olan füzyon; birleşme enerjisi (termonükleer enerji) şimdilik kullanılabilecek durumda değildir.

Yapılan hesaplara göre, bir uranyum parçasının bütün çekirdekleri parçalansa, ortaya çıkacak enerji, aynı kütledeki dinamitin patlamasıyla açığa çıkan enerjinin yaklaşık "bir milyon" katıdır.

Atomun içerisine dercedilmiş olan bu müthiş enerjiyi anlayabilmek için atom çekirdeğini ve nükleonları birazcık tanımaya çalışalım. Atom, merkezde aşırı derecede yoğun bir çekirdekle, etrafında hareket eden elektronlardan ibarettir. Çekirdekte proton ve nötronlar vardır. Bunların her birine nükleon denir. Son incelemeler, çekirdekte 20 den fazla, elemanter tanecik olduğunu ortaya koymuştur. Atomun elektron sayısı değişirse, kimyevî hususiyetleri değişir. Proton sayısındaki değişmeler ise onun çekirdek yapısını değiştirir. Elektron ve proton dışındaki bütün parçacıklar kararsızdır. Elektrik yükü bakımından "nötr" olan atomda, elektron ve proton sayıları birbirine eşittir. Bir atomun kütlesi bu atomu meydana getiren nükleonların kütleleri toplamına eşit değildir. Bu kütle farkının enerji karşılığına "bağlanma enerjisi" denir. Atom kurulurken kütle kaybı olmuş; enerjiye dönüşen bu kütle (nükleer kuvvetlerden dolayı) taneciklerin toplam potansiyel ve kinetik enerjisini oluşturmuştur.

Atomun parçalanması: 1932'de J. Chadwick tarafından nötron keşfedilince, ilim adamları bununla atom çekirdeğinin bombardıman edilebileceğini düşündüler. Çünkü nötronun elektrik yükü yoktur. Bombardıman esnasında çekirdekler, umumiyetle bu nötronları absorbe ederler ve alfa, beta, gamma parçacıkları yayarlar. Neticede farklı çekirdekler meydana gelir. Parçalanan çekirdeğin kütlesi, meydana gelen yeni çekirdeklerin kütleleri toplamından büyüktür. Aradaki bu fark, kütle-enerji denklemine göre (E = mc²) enerjiye dönüşür. Bu enerjiye fisyon (bölünme enerjisi) denir. Tatbikatta umumiyetle, uranyum, toryum ve plutonyum kullanılır. Bir reaktörde, çekirdeğin parçalanması, açığa çıkan nötron sayısı, her an kontrol altındadır. Isı şeklinde açığa çıkan enerji, elektrik jeneratörlerini çalıştıran türbinler için lüzumlu su buharının elde edilmesinde kullanılır. İlmi açıklamasının bu kadar basit olmasına rağmen, nükleer enerjinin güvenilir bir şekilde kullanılması, son derece karmaşık bir mühendislik tekniğinin tatbikatını gerektirir.

En mühim mesele reaktörün soğutulmasıdır Reaktörleri soğutmak için, sıvı sodyum, CO₂ (karbondioksit) ve He (Helyum) gazları, ağır su (döteryum veya trityum ihtiva eden) veya normal su kullanılır. Alınan çok büyük güvenlik tedbirlerine rağmen kaza ihtimalleri ilim adamlarını endişelendirmiştir. Her şeyden evvel bir nükleer kuruluşun, bomba gibi patlayabilmesinin asla mümkün olamıyacağı bilinmelidir. Çünkü, reaktörde kullanılan uranyum 235, bir nükleer patlamayı gerçekleştirebilecek zenginlikte değildir. Öyleyse akla gelen en mühim kaza, soğutucu sıvıyı "reaktör kalbine"(reaksiyon kabına) ulaştıran borulardan birinin kırılması olabilir. Böyle bir durumda, tesisin faaliyetinin durdurulması meseleyi halletmez. Reaktörün durdurulması hâlinde bile, yakıt çubuklarındaki radyoaktif bölünme mahsûlleri, parçalanmaya ve ısı yaymaya devam ederler. Soğutucu sıvı olmadığından birkaç saat zarfında, sıcaklık çok yükseleceği için, göbek malzemeleri eriyerek reaktör kabının dibine çöker. Kabın içindeki bölümlerde meydana gelen yüksek basınç; cidarları parçalayıp radyoaktif gazın, dış dünyaya taşmasına sebep olur. Böyle bir kaza, canlıların yüksek nisbette ölümüne, yeraltı sularının ve havanın kirlenmesine belki de yüzlerce kilometrekarelik toprağın yıllarca kirli kalmasına yol açar. Nükleer tesisler kurulurken, bu gibi kaza ihtimâlleri düşünülmüştür. Reaktör kalbinin soğuk tutulması, esas problem olduğundan, bir reaktör, ana sistemin dışında beş-altı yan soğutma sistemi ile donatılır. Ana soğutma sisteminde bir aksaklık olduğunda, yan soğutma sistemlerinden biri ânında devreye girer.

Çok mühim diğer bir problem ise, radyoaktif nükleer artıklardır. Son derece tehlikeli olan bu maddelerin, yaşayanlara ve gelecek nesillere zarar vermeyecek şekilde saklanması meselesi şimdiye kadar ihmâl edilmişti. Ancak son yıllarda bu husus üzerinde titizlikle çalışılmaya başlanmıştır.

Nükleer artıkları nereye saklanmalıdır? Acaba fezaya fırlatılabilir mi? Mütehassıslara göre düşük maliyetli roketler geliştirilmedikçe, bu ameliye çok pahalıya mal olur. Antartika'daki büyük buz kitlelerinin altına veya okyanus diplerine atılabilir mi? Bunlarında, beraberinde birçok mahzurları getireceği tesbit edilmiştir.

Bazı mütehassıslara göre, nükleer artıkların katı hâle getirilerek saklanması, en iyi çözüm şeklidir. Bu duruma getirilen artıklar, sızdırmaz bidonlar içerisine konulup; binlerce metre derinlikte uygun jeolojik tabakalar arasına gömülebilir. Nitekim bazı ülkeler, nükleer artıklarını bu şekilde saklamaktadırlar.

Demiri, altına döndürmeye çalışan simyacıları taklid etmek (yani, nükleer artıkları, atom altı parçacıklarla bombardıman ederek, kararsız radyoaktif element hâlinden, kararlı ve zararsız maddelere dönüştürmek) düşünülmüş; ne yazık ki, bu metodun pratik bir yolu bulunamamıştır. Bu fikir, göründüğü kadar hayâli değildir. Çünkü radyoaktif bozunma gerçekte bir "dönüşüm "şeklidir.

Bugün, nükleer enerji hakkında, birçok ülkede, pek çok araştırma yapılmaktadır. Tehlikenin nereden gelebileceği bellidir. Şimdi mühim olan bu tehlikeleri önlemektir. Tekniğin inkişafının pek çok problemi çözdüğü gibi bunu da çözmesi beklenir. Kaldı ki, diğer enerji tesisleri nükleer santrallerden daha az tehlikeli değildir.

Meselâ, 20 yıl kadar önce İtalya'nın Piave Nehri üzerinde, Vaiont Barajı yakınındaki bir dağda oluşan heyelan, baraj gölüne 254 milyon metreküp toprak boşalttı. Bunun neticesi, sular 262 metre yüksekliğindeki barajı aşarak peşinden harab olmuş köyler ve 2500 ölü bıraktı.

Bütün bu söylenenler, endişe verici bir tablo sergilemektedir. Burada pek rahatlatıcı olmamakla beraber söylenebilecek bir söz var: O da "Enerji"nin hiç bir zaman bugünkü kadar ucuz ve kolay elde edilebilir olmayacağıdır.

Gün geçtikçe artan elektrik enerjisi ihtiyacına halihazırdaki tesisler cevap veremediğinden, nükleer santrâllerin bir an önce kurulması elzemdir.

Her güzelin bir kusuru vardır. Ateş insana, ısınma ihtiyacı için bir nimet olarak verilmiştir. Ama bu, bir nimet olduğu kadar, bir nikmet de olabilir (Yangınlar gibi). Nükleer enerji denilince birçok kimsenin aklına atom bombası gelmektedir. Atom bombası, nükleer enerjinin bir tatbikatıdır. Ateş, insanı ısıttığı gibi yakabilir de... Aynen bunun gibi atomda saklı olan enerji de egoistçe bir anlayışın tezahürü olarak ele alınırsa, faciaları da beraberinde getirecektir. Nitekim hâlâ bu çeşit bir facianın izini taşıyan talihsiz, "Hiroşima" ve "Nagazaki" bunun en canlı misâlidir. Bizim ise, gönlümüzde derin bir sızı vardır. Bu masum insanların mahvedilmeleri üzerine, pek çok ilim adamı, kalemlerini kırarak, bir daha dönmemek üzere nükleer fiziği terketmişlerdir.

Bu müthiş enerjinin, insanlık için kullanılması esas gaye olmalıdır. Maddenin içinde gizli olan bu enerji, "kâinatın meyvesi" olarak yaratılan insanın hizmetine sunulmuştur. Elbette insanlar, bu enerjiyi nasıl ve nerede kullandıklarının hesabını bir gün mutlaka vereceklerdir.

Mak. Müh. Metin Avcıoğlu