Teknolojiler ve Güvenlik

Rus Teknolojilerinin Avantajları

Akkuyu NGS, Novovoronezh NGS-2 (Rusya, Voronej Bölgesi) projesi esas alınarak geliştirilen seri nükleer güç santrali projesidir. Projede, her biri 1200 MW kapasiteli 4 güç ünitesi öngörülmektedir. Bu teknolojinin seri üretimi ve başarılı çalışması (Novovoronej NGS, Leningrad NGS-2) güvenilirliklerini doğrulamaktadır.

Rosatom Devlet Atom Enerjisi Kuruluşu, uluslararası enerji pazarında 70 yıldan fazla deneyime sahip olup, (12 ülkede farklı yapım aşamalarındaki 36 güç ünitesi ile) yurtdışı proje portföyü büyüklüğü bakımından dünyanın 1 numarasıdır. Kuruluş, nükleer yakıt pazarının %17’sini oluşturmaktadır.

Rosatom Devlet Kuruluşu, nükleere dayalı elektrik üretiminde Rusya’da 1, dünyada 2. sırada yer alırken, uranyum rezervleri açısından dünyada 2. uranyum üretim hacmi bakımından 4. sırada bulunmaktadır.

Rosatom Devlet Kuruluşu, dünyanın birçok ülkesiyle işbirliği yapmakta ve nükleer sektörün güvenlikle ilgili tüm ihtiyaçlarının karşılanması için öncü çözümler sunmaktadır. Rosatom Devlet Kuruluşu’nun faaliyet alanına nükleer tıp için gereken ekipman ve izotop üretimi, bilimsel araştırmalar yapma, malzeme mühendisliği, süper bilgisayar ve yazılım üretimi, çeşitli nükleer ve nükleer dışı inovasyon ürünleri üretimi girmektedir. Rosatom Devlet Kuruluşu’nun stratejisi, rüzgar enerjisi de dahil olmak üzere temiz enerji üretim projeleri geliştirmektir. Rosatom Devlet Kuruluşu’nun bünyesinde 300’den fazla işletme ve iştirak bulunmaktadır.

VVER-1200

Evrimsel reaktör tasarımı olan VVER-1200, Rosatom Devlet Kuruluşu’nun enerji çözümü ürünlerinin amiral gemisidir. 1990’lı ve 2000’li yıllarda yabancı iş sahipleri için inşa edilen VVER-1000 reaktörünün farklı modelleri esas alınarak geliştirilmiştir: Busher NGS (İran), Kundakulam NGS (Hindistan), Tianwan NGS (Çin). Reaktörün her bir parametresi geliştirilmeye ve böylece herhangi bir kaza ve komplikasyonları halinde sızdırmaz reaktör kabının dışına radyasyon salınımı olasılığının azaltılmasını sağlayan bir dizi ek güvenlik sisteminin uygulanmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır.

Genel itibarıyla VVER-1200 şu özellikleriyle öne çıkmaktadır:

- Yüksek güç,

- 60 yıl hizmet ömrü,

- Kapasite yönetilme imkanı,

- Kurulu güç kullanımında yüksek oran (%90),

- Yakıt ikmali yapılmadan 18 ay çalışma imkanı,

- Diğer iyileştirilmiş göstergeler.

VVER teknolojisinde termal nötronlu reaktöre sahip iki devreli, nükleer buhar üreten gövde düzeneği kullanılmaktadır. Normal basınçlı su; soğutma sıvısı ve yavaşlatıcı görevini görmektedir.

Tasarım; buhar jeneratörü, ana sirkülasyon pompası, basınçlandırıcı, buhar boru hatları tahliye ve acil durum vanaları, acil durum kor soğutma sistemi tankları bulunan dört soğutma çevrimi içermektedir.

Böylece VVER-1200, Fukuşima kazası sonrası belirlenen gereklilikler göz önünde bulundurularak geliştirilen aktif ve pasif güvenlik sistemleri ile beraber uzun süre önce doğrulanmış mühendislik çözümlerinin güvenilirliğini bünyesinde birleştirmektedir.

VVER-1200’de kullanılan teknik çözümler şunlardır:

- Sızdırmaz kap içindeki kullanılmış yakıt bekletme havuzu,

- Koruma kapları arasındaki havalandırma alanının çıkışındaki filtreler,

- Nötralize malzemenin bulunduğu benzersiz “kor tutucu” düzeneği,

- Benzeri bulunmayan pasif soğutma sistemi. Tüm bu özellikler, VVER-1200’ü III+ nesil reaktör olarak adlandırma imkanı sunuyor.

NGS Güvenlik Sistemleri

Modern Rus nükleer güç santrallerinin güvenlik sistemi, iyonlaştırıcı radyasyonun ve radyoaktif maddelerin çevreye yayılmasını önleyen dört bariyerden oluşmaktadır:

Birinci bariyer, fisyon ürünlerinin yakıt zarfı dışına salınımını önleyen yakıt paletidir.

İkinci bariyer, fisyon ürünlerinin ana sirkülasyon çevriminin soğutma ortamına geçmesini engelleyen yakıt zarfının kabıdır.

Üçüncü bariyer, fisyon ürünlerinin koruyucu kap altına salınmasını önleyen ana sirkülasyon çevrimidir.

Dördüncü bariyer, fisyon ürünlerinin çevreye yayılmasını önleyen koruma kabıdır (binasıdır). Reaktör bölümünde herhangi bir durumun meydana germesi halinde, tüm radyoaktivite bu kabın içinde kalır. VVER tipi tüm modern Rus nükleer reaktörlerde koruma binası vardır. Bu binanın tasarımında uçak çarpması, kasırga, hortum veya patlamalar gibi olaylar dikkate alınmıştır. Koruma binası, 5 kg/cm2’lik iç basınca ve 30 kPa basınç oluşturan kasırga dalgasına ve 5 ton ağırlığındaki uçağına düşmesine dayanıklıdır. Koruma binasının hacmi 75 bin metreküp olup, içinde patlama tehlikesi yaratacak seviyede hidrojen birikme riski Fukuşima-1 NGS’ye kıyasla çok daha düşüktür. Kaza durumunda, koruma kabı içindeki buhar basıncının düşürülmesi için güç ünitesinin kubbesinin altından bor çözeltisi ve radyoaktivitenin yayılmasını önleyen diğer maddeleri püskürten bir sistem kurulmuştur. Tam o noktada bu gazın birikmesinin önüne geçen ve patlama olasılığını ortadan kaldıran hidrojen birleştiricileri vardır.

Çok aşamalı koruma prensibi, tasarım dışı kazaların sonuçlarını kontrol araçlarının bulunmasını öngörmekte olup, radyoaktif maddelerin sızdırmaz kap içerisinde tutulmasını sağlar. Bunlar aşağıdakilerdir:

- Hidrojen tahliye sistemleri (pasif birleştiriciler ile),

- Birinci devre aşırı basınç koruma sistemleri,

- Buhar jeneratörleriyle ısı tahliye sistemi,

- Koruma kabından ısı tahliye sistemleri (santralde elektriklerin tümüyle kesilmesi de dahil olmak üzere herhangi bir acil durumda uzun süreli ısı tahliyesi sağlar),

- Kor tutucu, reaktör altında bulunan ve reaksiyonu anında sonlandırma imkanı sunan maddeyle doldurulmuş tanktır (korun etkisiz hale getirilmesini sağlar ve her durumda korun sızdırmaz kabın dışına çıkma olasılığını ortadan kaldırır).

Reaktör İşletme Güvenliğinin Sağlanması

VVER reaktörlerinde “kendi kendine korumayı” ve “kendi kendine kontrolü” sağlayan bir reaktör kor bileşimi kullanılmıştır.

Eğer nötron akışı artarsa, reaktörde sıcaklık artar ve buhar oranı yükselir. Ancak reaktör düzenekleri öyle tasarlanmıştır ki, reaktör bölümünde buhar oranının artması, nötronların hızlıca emilmesini ve zincir tepkimenin sonlanmasını sağlar. Uzmanlar bu etkiyi olumsuz tepkime “katsayısı” olarak adlandırmaktadır.

Zincir tepkimenin hızlı ve etkili biçimde durdurulması için yayılan nötronların emilmesi gerekir. Genellikle emici olarak bor karbür kullanılmaktadır. Çubuklar bir emiciyle reaktör koruna sokulur, nötron akışı emilir, tepkime yavaşlar ve durur. Çubukların her koşulda reaktör koruna girmesi için Rus santrallerinde çubuklar reaktörlerin üzerine asılır ve elektromıknatıslarla sabitlenir. Bu düzenek, güç ünitesinde elektrik kesilse bile çubukların indirilmesini garanti eder. Elektromıknatıslar devre dışı bırakılır ve çubuklar yerçekimi etkisiyle reaktör koruna girer (herhangi bir ek personel komutu olmadan). Bu, Japonya’da Fukuşima-1 NGS’de kullanılan Amerikan projeleri (çubuklar aşağıya koyuldu) ile Rus projelerini birbirinden ayıran özelliktir.

Böylece, rektörün fiziği doğal geri bildirimlere dayalı olarak kendine koruma sağlar (“olumsuz tepkime”).

Rusya’daki nükleer santrallerde iki devreli düzenekler kullanılmaktadır. Bu düzeneklerde ısı, harici su tedarik kaynakları olmadan doğrudan havaya tahliye edilebilir. İki devreli düzenek, Japonya’da kullanılan tek devreli düzenekten daha güvenli, zira tüm radyoaktif maddeler koruma kabının (koruma binasının) içinde yer alır, birinci devrede buhar yoktur, yakıtın temas ve aşırı ısınma riski temelde daha düşüktür. Bunun yanında VVER reaktörlerinde dört buhar jeneratörü vardır. Isı tahliye sistemleri çok çevrimlidir, yani içlerinde önemli miktarda yedek su vardır. Eğer yedek borular üzerinden su iletilmesi gerekirse, santralde ayrı acil durum soğutma pompaları (her boruya bir pompa) bulunmaktadır.

Basınçlı su reaktörlerinin (VVER) bulunduğu Rus nükleer santrallerinde üç bağımsız güvenlik sistemleri kanalı öngörülmüş olup, bunların her biri tüm sistemin görevlerini yerine getirebilir.

Güvenlik sistemleri, en büyük tasarım kazalarını önleyecek şekilde tasarlanmıştır.

Su rezervleri de çok katmanlı olarak planlanmıştır: İlk başta su, güç ünitesi içine kurulan rezerv tanklarından gelecek, daha sonra bu su yetersiz kalırsa, üç yedek tanktan su akışı başlayacaktır.

Tüm rezerv pompaların beslenmesi bağımsız olarak sağlanır. Her biri kendi dizel jeneratörüyle çalışacaktır. Tüm jeneratörler farklı binalarda bulunmakta olup, bu durum onların aynı anda devre dışı kalmasını engeller.

Bu kanallardan her biri (diğerlerinin arızalanması halinde) ısının tümüyle tahliye edilmesini sağlar.

Sadece en büyük tasarım kazasının meydana gelmesi durumunda, bu koruma sistemlerinin birlikte çalışmasına gerek duyulacaktır. Reaktöre boşaltılan tüm su, özel toplama ve soğutma sistemiyle biriktirilir. Sistem, biriktirilen suyu yeniden çekirdeğe iletecek, yani yeniden sirkülasyon sağlanacaktır.

Elektrik Enerjisi Üretim Prensibi

Nükleer santrallerde elektrik enerjisi üretim prensibi, normal bir termik elektrik santralindekine benzer:

- Uranyum çekirdek kaynaşmasından elde edilen enerjiyi kullanan nükleer reaktör, birinci devredeki suyu ısıtır.

- Isınan su buhar üreticisine girer, orada ikinci devredeki suyla ısı değişimi yapar.

- Buhar jeneratöründen gelen ikinci devre buharı, jeneratörü çalıştıran türbine girer.

- Jeneratör, tüketicilere ulaşan elektrik hatlarına iletilen elektriği üretir.

Çevre Güvenliği

Günümüz teknolojileri, çevre ve nükleer santrallerin yakın çevresinde yaşayan insanlar için enerji güvenliğini sağlamayı mümkün kılmıştır. Nükleer santraller, bitkilerin ve su ortamının güvenliğini tehdit etmeyecektir. Dikkat edilmelidir ki, NGS etrafındaki çevrenin kirlenmesine dair cezalar, diğer elektrik elde etme kaynaklarına nazaran daha yüksektir. Bu nedenle, nükleer santral çevresindeki çevresel durum, diğer kuruluşların uzmanları tarafından sürekli olarak izlenmekte olduğundan, diğer bölgelere göre çok daha iyi durumdadır. İnşa edilen nükleer santrallerin yakınında turistik dinlenme alanları ve plajlar kurulması mümkündür. Bu durum, insan sağlığı için risk oluşturmaz. İspanya’da bulunan ve yanında insanların rahatça tatil yaptıkları ve denize girdikleri ‘Vandelos II’ NGS bunun bir örneğidir.

Termik elektrik santrallerinin aksine nükleer teknolojiler:

- Oksijen tüketmez,

- Atmosfere ve su kütlelerine zararlı kimyasal maddeler göndermez,

- Sınırlı miktarda bulunan organik yakıtların tüketiminde ciddi tasarruf sağlar.

Termik santraller (TES) 19. yüzyılın sonlarında Rusya, ABD ve Almanya'da hemen hemen aynı anda ve diğer ülkelerde de yakın zamanda ortaya çıkmıştır. Elektrik santrallerinin konumu, yakıt ve enerji kaynaklarına ve enerji tüketicilerine bağlıdır, bu nedenle bu yakıtın uzak mesafelere nakledilmesi karlı olmadığından düşük kalorili yakıtla çalışan termik santraller yakıt istasyonlarının bulunduğu bölgelerde konumlanır. Eğer elektrik santralleri, uzun mesafeli nakliyeye dayanabilen doğalgaz gibi yüksek kalorili yakıtlar kullanıyorsa, bu santraller elektrik tüketilen yerlere daha yakın yerlerde inşa edilir. Termik enerjinin çevre üzerinde büyük etkisi vardır, su ve atmosfer havasını kirletir. Kömürle çalışan bir santralin işletilmesi için yılda 1 milyon ton kömür, 150 milyon metreküp su ve 30 milyar metreküp hava gerekmektedir.

Nükleer santraller doğayı kirletmez. Nükleer santrallerin çevre ve nüfus üzerindeki radyasyon etkisi, atmosfere zararlı ürünleri yayan petrol, kömür ve akaryakıtlardaki enerji santrallerine kıyasla çok daha azdır. Nükleer enerji, karbondioksit emisyonlarını dünya genelinde yılda 3 milyar ton azaltma imkanı sunar. Bu alanda lider, faal nükleer santrallerin yılda 1 milyar tonluk karbondioksit emisyonunu önleme imkanı sunan Avrupa ülkeleridir.

Nükleer güç santrali kapalı bir teknolojik çevrim işletmesidir. Bu, kullanılan yakıtın santral içinde kaldığı anlamına gelmektedir. Soğutma için kullanılan su, kimyasal, fiziksel veya radyolojik etkiye maruz kalmaz.

Yenilenebilir enerji kaynaklarının (güneş ışığı, rüzgar, su enerjisi) aksine, nükleer teknolojileri kara alanlarını korur.

Küresel karbondioksit emisyon hacmi yılda yaklaşık 32 milyar ton olup, bu rakam artmaya devam etmektedir. 2030 yılına kadar karbondioksit emisyon hacminin yılda 34 milyar tonu aşacağı tahmin edilmektedir. Bu sorunun çözümü, küresel ekonominin en genç ve en dinamik şekilde gelişen sektörlerinden biri olan nükleer enerjinin aktif olarak geliştirilmesi olabilir. Günümüzde giderek artan sayıda ülke, barışçıl atom geliştirmeye başlamaya ihtiyaç duymaktadır.

Dünyadaki kurulu nükleer gücün kapasitesi 397 gigavattır. Tüm bu güç kömür ve gaz kaynaklarından üretilseydi, atmosfere yılda 2 milyar ton karbondioksit daha salınacaktı. Hükümetlerarası iklim değişikliği uzmanları grubunun tahminlerine göre, tüm kutup altı ormanlar (kuzey yarımkürede bulunan tayga ormanları), yılda yaklaşık 1 milyar ton CO2, gezegendeki tüm ormanlar ise 2.5 milyar ton karbondioksit emmektedir. Yani, atmosferdeki CO2 seviyesi üzerindeki etki bir kriter olarak ele alınsa, nükleer enerji gezegenin tüm ormanlarının “ekolojik gücü” ile kıyaslanacak seviyededir.

Nükleer enerjinin avantajları nelerdir?

Kullanılan Yakıttaki Enerji Yoğunluğunun Büyüklüğü

Nükleer yakıtta kullanılan %4’e kadar zenginleştirilmiş 1 kilogram uranyum, tamamen yandığında yaklaşık 100 ton yüksek kaliteli taş kömüre veya 60 ton petrole eşdeğer oranda enerji yayar.

Yeniden Kullanılabilirlik

Fisyona uğrayan malzeme (uranyum-235) nükleer yakıt içinde tamamen yanmaz ve (kül ve organik yakıt cürufundan farklı olarak) yeniden işlemeden sonra tekrar kullanılabilir. Gelecekte, kapalı yakıt döngüsüne tam bir geçiş mümkün olup, bu da neredeyse hiç atık oluşmaması anlamına gelir.

Sera Etkisinin Azaltılması

Nükleer enerjinin yoğun bir şekilde gelişmesi, küresel ısınmayla mücadele araçlarından biri kabul edilebilir. Örneğin; Avrupa’daki nükleer santraller her yıl 700 milyon ton daha az CO2 salınımı gerçekleşmesine olanak sağlamaktadır. Rusya’daki işler haldeki nükleer santraller, her yıl atmosfere yaklaşık 210 milyon ton karbondioksit salınmasını engellemektedir. Bu veriye göre Rusya, dünyada 4. sırada yer almaktadır.

Gelişmiş Ekonomiler

Nükleer santral inşası, ekonominin büyümesini ve yeni istihdam alanları oluşmasını sağlamaktadır. Nükleer santra yapımındaki bir pozisyon, yan sektörlerde 10’dan fazla pozisyon yaratmaktadır. Nükleer enerjinin gelişimi, bilimsel araştırmaların, üretim hacimlerinin ve ileri teknoloji ürünleri ihracatının artmasını sağlamaktadır.

Dünyanın önde gelen ekonomilerinin birçoğu nükleer teknolojiyi tercih etmiştir. Örneğin; çevre dostu Fransa. Fransa’daki nükleer santrallerde elektrik üretimi, toplam üretimin %70’ini aşmakta ve 6 nükleer santral başkent Paris’e 200 kilometreden daha kısa bir mesafede yer almaktadır. İspanya'da, Madrid'e 200 kilometreden daha az bir mesafede 3 nükleer santral işletilmektedir. Bredvel NGS Londra’ya 70 km mesafede bulunmaktadır.

Nükleer Santrallerin Çevre Güvenliği Alanındaki Görev ve Faaliyetleri

Çevre güvenliği; nükleer santral yapımının tüm aşamalarında temel prensip ve nükleer sektörünün gelişimi için ön koşuldur.

Nükleer santral projesinin uygulanması kapsamında çevre güvenliği alanında aşağıdaki öncelikli görevler belirlenmiştir:

- Türkiye Cumhuriyeti, Rusya Federasyonu, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) ve AİK (EUR) gibi uluslararası kuruluşların tüm yasalarına, kurallarına ve yönetmeliklerine uyum,

- Akkuyu NGS inşaatı için Türkiye Cumhuriyeti’nin yetkili kurumlarından gerekli tüm izinlerin zamanında alınması,

- Nükleer santralin güvenli işletilmesi ile ilgili tüm gerekliliklerin ve standartların koşulsuz olarak yerine getirilmesi,

- Akkuyu NGS’de ve çevresinde sürekli çevre radyasyon izlemesinin yapılması,

- Çevre güvenliği ile ilgili yıllık rapor yayınlanması,

- Nükleer santralin personele, halka ve çevreye etkisi hakkında düzenli olarak bilgilendirme yapılması.

Projenin gerçekleştirilmesi sırasında, çevrenin durumunu kontrol etmek için aşağıda belirtilen çevre koruma önlemleri öngörülmüştür:

- Toprağın ıslahı ve inşaattan dolayı bozulmuş arazilerin yenilenmesi,

- Santralin normal işletme koşullarında radyoaktif ve kimyasal atıkların çevreye bırakılmasını önleyen koruma tedbirleri,

- Gaz atıkların çevreye bırakılmadan önce işlenmesi ve radyoaktif maddelerin tutulması,

- Radyoaktif nüklidlerin su ile çevreye bırakılmasını önleyen koruma tedbirleri,

- Çevre ile teması olmayacak şekilde atıkların güvenli depolanması,

- Radyoaktif olmayan ama kirletici maddelerin çevreye atılmasının önlenmesi,

- Sürekli ve kapsamlı olarak çevrede radyasyon izlemesinin yapılması.

Akkuyu NGS çevresindeki ekolojik durumun kontrol edilmesi ve çevrede sürekli radyasyon izlemesinin yapılması için özel birimler kurulacak ve aşağıda belirtilen durumlar sürekli olarak izlenecektir:

• Hidrolojik durum,
• Hava durumu,
• Yüzey ve yeraltı sularının seviyesi, sıcaklığı ve kimyasal bileşimi,
• Sismik durum,
• Temellerin çökmesi ve yapıların deformasyon durumu,
• Yerkabuğunun hareketleri ve yerçekimi durumu,
• Radyasyon durumu,
• Çevrede yaşayan halkın sağlık durumunun izlenmesi.

Akkuyu NGS Projesi, yukarıda belirtilen öncelikli hedeflere uyacak şekilde santralin güvenilir ve emniyetli işletilmesini sağlayacak, çalışan personele, halka ve çevreye etkisini mümkün olan en alt seviyeye indirecek şekilde gerçekleştirilecektir.

Akkuyu NGS inşaatı ve işletmeye alınması sırasında çevresel boyut yönetimi (pptx)