Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?

Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir? The Conversation
6 dakika
11,113
Tüm Reklamları Kapat

Uranyumda birbirinden atom kütlelerine göre ayrılan üç izotop vardır. Yeni kazılmış bir uranyumun:

  • %99,3'ü uranyum-238'den (U238),
  • %0,7'si uranyum-235'ten (U235),
  • %0,01'inden azı ise uranyum-234'ten (U234) oluşur.

Bu izotopların kütlesi, uranyumdaki proton sayısı ve bu izotoplardaki nötron sayısı ile belirlenir. Uranyumda 92 proton; U238'de 146, U235'te 143, U234'te 142 nötron vardır. Eğer uygun şartlar sağlanır ve uygun malzemeler kullanılırsa, bu izotopları birbirinden ayırmak mümkündür; çünkü boyları ve ağırlıkları atomik düzeyde birbirinden farklıdır.

Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?

Uranyumun nükleer reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilmesi için önce cevherindeki U235 yoğunluğunun artırılması gerekir. Yoğunlaştırılmış (ya da "zenginleştirilmiş") U235, hafif su (yani sıradan su) kullanılan reaktörlerde parçalara ayrılabilir. Atom çekirdeğinin ikiye ayrıldığı böyle bir nükleer fisyon sonucunda ortaya ısı yayılır ve yeni nötronlar çıkar. Bu sırada uygun koşullar oluşursa, komşu atomlarda da fisyon görülür ve nükleer reaktörler böylece sürdürülebilir şekilde çalıştırılabilir.

Tüm Reklamları Kapat

Nükleer reaktörlerin içinde kontrollü bir şekilde nükleer reaksiyon sağlanırsa, bu sürecin sonunda ortaya çıkan ısıyla elektrik üretilebilir. U235, çıkarılan madenin sadece %0,7'lik kısmını oluştursa da bu oran, ticari amaçlı kullanımlarda %3 ile %5 aralığına çıkarılır ve daha sonra nükleer yakıt üretmek için işlemden geçirilir.

Uranyum oksit, zenginleştirme tesislerinde kullanılmadan önce uranyum hekzaflorüre dönüştürülür (UF6). Bu işlemde UF6'nın tercih edilmesinin iki sebebi vardır:

  • Florun doğal olarak oluşan sadece tek bir izotopunun bulunması, zenginleştirme sırasında kolaylık sağlar; zira florun varlığı, U235, U238'den ayrılırken ek bir ağırlık farkı oluşmaz.
  • UF6, işlemden geçmeye elverişli bir sıcaklık seviyesinde gaz halinde bulunabilir.

Zenginleştirme tesislerinde tehlike yaratan iki temel unsur bulunur. Bunlardan biri UF6 salınımından kaynaklanan kimyasal riskler, bir diğeri zenginleştirilmiş uranyumun taşıdığı kritiklik riskidir.

Uranyumun Zenginleştirilmesinde Hangi Yöntemler Kullanılır?

Zenginleştirme sırasında kullanılan yöntemler ise ülkeden ülkeye değişiklik göstermekle beraber gaz difüzyonu, gaz santrifüj ve lazerle ayırma olarak üç ana başlıkta toplanır.

Tüm Reklamları Kapat

Gaz Difüzyonu

ABD'deki ilk ticari santraller, uranyumu zenginleştirmek için ilk olarak difüzyon yöntemini kullanıp yüksek miktarlarda elektrik harcamıştır. Bu santraller, santrifüj yönteminde kaydedilen ilerlemelerle birlikte yerini ikinci nesil teknolojiyi kullanan ve uranyumu çok daha az elektrik harcayarak ayırabilen santrallere bırakmıştır.

Sürecin İşleyişi

Gaz difüzyonu yönteminin kullanıldığı santrallerde uranyum hekzaflorür (UF6) gazı, filtreden geçirilirdi. Bunun için geçirgen olacak şekilde tasarlanmış özel zarların bulunduğu borular kullanılır ve UF6 bu borulara pompalanırdı. Ancak aşağıdaki şemadan da anlaşılabileceği üzere bu zarlardaki delikler, gaz moleküllerinin neredeyse sığamayacağı kadar küçüktü.

ABD Nükleer Regülasyon Komisyonu

Bu yine de uranyumu zenginleştirmeye engel olmamıştır; çünkü U234 ile U235 atomları olan UF6 molekülleri, U238 atomlu moleküllere kıyasla daha hafiftir ve daha kısa sürede difüze olur. Salınan UF6 gazının yeteri kadar filtrelenebilmesi, başka bir deyişle, yeteri kadar U235'e sahip olabilmesi için bir değil yüzlerce zardan geçmesi gerekmektedir. Nükleer yakıtta kullanılacak UF6, filtreden geçtikten sonra borulardan geri çekiliyor, sıvı hale gelecek şekilde yoğunlaştırılıp konteynerlere aktarılıyor, burada soğumaya bırakılıp katılaştıktan sonra yakıt imalat tesislerine gönderiliyordu. Aşağıdaki şemada gaz difüzyon yönteminin nasıl işlediği gösterilmektedir.

ABD Nükleer Regülasyon Komisyonu

Tarihteki Örnekleri

ABD'de Paducah’da (Kentucky), Piketon'da (Ohio) ve Oak Ridge'de (Tennessee) bulunan santraller geçmişte gaz difüzyonu yöntemini kullanmıştır. Amerikan hükümeti, Piketon ile Paducah’daki santrallerin ruhsatları için ABD Federal Düzenlemeler Kanunu’nun 10. Başlığının 76. Bölümü esas alınmış, 4 Mart 1997 tarihinde Birleşik Devletler Zenginleştirme Kurumuna (USEC) kiralanmıştı. Bu santrallerin ikisi de ticari amaçlarla faaliyet gösteriyor ve Nükleer Regülasyon Komisyonu (NRC) tarafından görevlendirilmiş bir veya iki müfettiş tarafından fiilen denetleniyor, bu denetimlere zaman zaman bölgesel ofislerden ve merkez ofisten müfettişler de katılım gösteriyordu.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

NRC tarafından yürütülmüş denetimlere ilişkin belgeler, aşağıdaki bağlantılarda bulunabilir. Santrallerin güvenliğinden sorumlu Enerji Bakanlığı, bu iki tesis çalışmayı durdurduktan sonra ruhsatlarını geri aldı. Enerji Bakanlığının Portsmouth/Paducah projesi için açtığı siteden de faaliyeti durdurulmuş bu santrallerin günümüzdeki durumu hakkında bilgi edinilebilir.

Paducah
Portsmouth

Oak Ridge’deki santral ise NRC tarafından hiç denetlenmemiş, ilgili denetimler santralin çalışır durumda olduğu dönemde de, çalışmayı durdurduğu dönemde de Enerji Bakanlığı tarafından yürütülmüştür.

Gaz Santrifüj

ABD'de uranyum ticari olarak sadece gaz santrifüj yöntemiyle zenginleştirilmektedir. Bu yöntemde UF6 gazı bir gaz santrifüj silindirinde yüksek hızda döndürülür. Bu devinimin açığa çıkardığı merkezkaç kuvvetinin etkisiyle U238 atomunu barındıran UF6 molekülleri daha ağır olmalarından ötürü silindirin kenarında; U235 atomunu barındıran moleküller daha hafif olmalarından ötürü silindirin merkezinde toplanır. U235 yoğunluğu azalan ve gücünü yitiren akım, bir alt kademeye yedirilir.

Gaz santrifüj tesislerinde çok sayıda silindir bulunur. Uzun hatlara yayılan bu silindirlerin birbirine ardışık ve paralel şekilde bağlanması kaskat olarak bilinir. UF6 molekülünün istenilen zenginliğe ulaşması, akımın çekildiği son noktada gerçekleşir.

ABD'de gaz santrifüj ile ticari üretim yapan tek tesis, ruhsatını Louisiana Energy Services (LES) olarak almış URENCO USA'dir (UUSA). UUSA günümüzde Eunice'de (New Mexico) faaliyet göstermektedir. Nükleer Regülasyon Komisyonu, ticari amaçlı kullanılması için iki gaz santrifüj tesisinin kurulumuna daha ruhsat vermiştir. Bunların güncel durumu, bu grafikten takip edilebilmektedir.

Santrifüj yönteminde kullanılan silindirlerin iç yapısı
Santrifüj yönteminde kullanılan silindirlerin iç yapısı
ABD Nükleer Regülasyon Komisyonu

Lazer Ayırma

Uranyumu izotoplarını ayırarak zenginleştirmek için kullanılan bir diğer yöntem, günümüzde gelişmeye devam eden lazer yöntemidir. Lazer ışını altındaki moleküller, ışık uyarımı ile uyarılmış hale getirilir. Belli bir izotopun elektronlarındaki enerji artışı sonucunda bunları birbirinden ayırmaya müsait bir ortam oluşur.

Tüm Reklamları Kapat

Bu yöntemde lazer sistemleri, optik sistemler ve ayırıcı modül sistemi olmak üzere üç ana sistem kullanılır. Ayarlanabilir darbeli lazerler aracılığıyla büyük ölçüde monokronik sayılabilecek bir ışık (tek renkli ışık) elde edilebilir. Bu ışıklar sayesinde diğer izotop türleri sabit kalırken, yalnızca belli bir izotop türünde foto iyonlaşma sağlanabilir. Bu işlemden etkilenen izotop türünde kimyasal değişim gözlemlenir ve söz konusu materyal, bu değişim sayesinde ayrılmaya elverişli hale gelir. Lazerle ayırma işlemi için geliştirilen teknolojilerde birbirinden farklı materyaller kullanılabilir. Enerji Bakanlığının geliştirdiği teknoloji uranyum metal alaşımı ile beslenirken, İzotopları Lazer Uyarımı ile Ayırma (SILEX) metodunda UF6 kullanılır.

ABD'de faal durumda olan tesislerin hiçbiri uranyumu zenginleştirmek için lazer kullanmaz. Ancak General Electric - Hitachi, Wilmington'daki (Kuzey Carolina) tesisinde bu teknolojiye yönelik araştırma ve geliştirme çalışmaları yapmak için başvuruda bulunmuş, bu başvuru Nükleer Regülasyon Komisyonu tarafından 12 Mayıs 2008 tarihinde onaylanmıştır. GE Electric bu onayı aldıktan sonra izotopların SILEX metoduyla nasıl ayrılabileceğini gösteren başarılı bir test gerçekleştirmiş, bu tesisi kurmak ve faaliyete geçirmek için NRC'den 25 Eylül 2012 tarihinde ruhsat almıştır. Tesisle ilgili güncel bilgiler bu bağlantıda bulunabilir.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
25
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 12
  • Tebrikler! 8
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 6
  • Umut Verici! 3
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Muhteşem! 2
  • İnanılmaz 2
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 24/04/2024 22:02:39 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11554

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Psikoloji
Aslan
Kuyruksuz Maymun
Yas
Evrimsel Tarih
Kırmızı
Kök Hücre
Önyargı
Tehdit
Lazer
Süt
Ufo
Dilbilim
Yapay Zeka
Ateş
Balıklar
Oyun
Sinir
Mikrobiyoloji
Sahtebilim
Elektrik
Koaservat
Şüphecilik
Pediatri
Periyodik Tablo
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
U. N. R. Commission, et al. Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?. (1 Nisan 2022). Alındığı Tarih: 24 Nisan 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/11554
Commission, U. N. R., Sakmar, Ö., Karagözoğlu, M. (2022, April 01). Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?. Evrim Ağacı. Retrieved April 24, 2024. from https://evrimagaci.org/s/11554
U. N. R. Commission, et al. “Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?.” Edited by Mert Karagözoğlu. Translated by Ömer Sakmar, Evrim Ağacı, 01 Apr. 2022, https://evrimagaci.org/s/11554.
Commission, U.S. Nuclear Regulatory. Sakmar, Ömer. Karagözoğlu, Mert. “Uranyum Zenginleştirme Ne Demek? Uranyum Nasıl Zenginleştirilir?.” Edited by Mert Karagözoğlu. Translated by Ömer Sakmar. Evrim Ağacı, April 01, 2022. https://evrimagaci.org/s/11554.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close