Nükleer (Radyoaktif, Atom) Enerji

Tarih: 30 Ağustos 2012  |   Bölüm: Bilim  |   Yorumlar: 1 yorum  |   Yazar:

nükleer radyoaktif enerjiNükleer enerji üzerindeki çalışmalara 19. asrın ortalarından itibaren başlandı, ilk defa Alman Max Planch bu konudaki bazı esasları tespit etti, Ingiliz fizikçisi E.R. Ford, 1911’de atom enerjisi hakkında ilk deneyi gerçekleştirdi ve 1919’da atom enerjisinin mevcudiyeti kesin olarak ortaya konuldu. EİNSTEİN, atom enerjisinin önemini ve büyüklüğünü ortaya koyduktan sonra çalışmalarını hızlandırıldı ve atomu parçalama girişimlerini yoğunlaştırdı. Daha sonra Alman Otto HAHN, uranyum atomunu parçalamayı başardı. Amerikalılar da atom üzerindeki çalışmalarını sürdürerek ENRİCO FERNİ 1942’de Chicago’daki metalürji laboratuvarında atomu parçalama tekniğini ortaya çıkardı. Sonuçta 1945’de ilk atom bombası imal edilerek Nagazaki ve Hiroşima’ya atıldı.

Başlangıçta askerî amaçlara yönelik olarak kullanılan atom enerjisinden günümüzde, ayrı bir enerji hâlinde elektrik enerjisi üretilmeye başlandı.

Nükleer Yakıtlar ve Reaktörler

Modern nükleer güç tesislerinde, sıcaklık ve elektrik üretmek için nükleer füzyon kullanılır. Ana nükleer yakıtı uranyum 235 izotopu oluşturur. Uranyum 235 çekirdeği nötronla bombardıman edildiğinde parçalanma veya ayrılmayı sağlayan füzyon olayı gerçekleşir. Başlangıçtaki reaksiyonda iki veya üç nötron açığa çıkar. Bu nötronların herbiri ilave çekirdeklerin füzyonunun yani parçalanmasını sağlar. Bu tip nükleer reaksiyon, zincirleme reaksiyon olarak isimlendirilir.

Nükleer reaktörün çalıştırılması için uranyum, uranyum 235 ile konsatre edilerek küçük plakalar halinde sıkıştırılır. Her plakanın boyutu kolaylıkla bir elin avcuna sığacak kadar küçüktür, fakat bunun enerji karşılığı 1 ton kömüre eşittir. Bir nükleer reaktörde zenginleştirilmiş uranyum 235 plakaları, yakıt çubuğu (fuel rot) denilen 2 metre uzunluğundaki bir boruya yerleştirilir. Tipik bir nükleer santral, herbiri 200 çubuktan oluşan 50 bin yakıt çubuğu ihtiva eder. Nötron absorbe eden alaşımlardan oluşan kontrol çubukları, yakıt çubuklarının arasına yerleştirilir.

Kontrol çubukları, reaktörün çalışmasını ayarlar. Eğer reaktörde, birçok nötron diğer uranyum atomlarına çarparak hızlı bir parçalanma olursa, operatör kontrol çubuklarını aşağıya doğru indirerek daha fazla nötronun absorbe olmasını sağlayarak reaktörün çalışmasını yavaşlatır. Eğer çok miktarda nötron absorbe edilmesiyle reaktörde yavaşlama olursa operatör kontrol çubuklarını yukarıya doğru yükseltir. Bir kaza olursa veya reaktör sistemde bir arızalanma meydana gelirse, kontrol çubukları reaktörün merkezine itilirerek füzyon durdurulur.

Hidroelektrik Enerjisi

Tarih: 30 Ağustos 2012  |   Bölüm: Bilim  |   Yorumlar: Yok.  |   Yazar:

hidroelektrik enerjisiAkarsulardaki potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüştürülmesi ile mekanik olarak türbinler yani elekrik akımı elde eden dinamoların çalıştırılmasıyla elektrik enerjisi üretilir. Su gücünün elektrik enerjisi hâline dönüştürülmesi ve bunun istenilen mesafeye nakledilmesi ile dünyada enerji üretimi ve dağıtımı artmıştır.

Elektrik enerjisi üretimi, Faurneyron’un 1827’de su türbinini icadı ile başlamıştır. Bunu takiben Francis’in 1848’de, Pelton’un 1880’de yaptıkları buluşlarla bu icat mükemmelleştirilmiş ve akarsulardan büyük miktarda enerjinin elde edilmesi mümkün olmuştur. Ayrıca 1873’de Gramme tarafından dinamonun icadı, 1891’de de Oscar von MİLLER’in elektrik enerjisini uzak mesafelere nakleden buluşu, başta su gücü ile elektrik üretiminin geliştirilmesine ve yaygınlaşmasına neden olmuştur.

Hidroelektrik Enerji Üretiminin Coğrafî Şartları

Akarsulardan hidroelektrik temin etmek için, akarsuların debisinin bol olması yanında, baraj gövdesinin yapılmasına uygun dar bir boğaz ve gerisinde geniş ve derin bir vadinin olması gerekir. Böyle sahalarda milyonlarca, milyarlarca m3 suyu depolayacak rezervuar oluşur. Böyle şartlar, dağlık sahalardan geçen derin ve geniş akarsu vadilerinde yer alır. Başka bir anlatımla, ovalardan geçen akarsularda yatağın sığ olması nedeniyle baraj yapmak mümkün değildir; çünkü bu sahalarda akarsu vadisi sığ ve geniş olduğu gibi, yeterli suyu toplayacak rezervuar da yoktur.

Baraj yapımına uygun sahalar, özellikle dağlık alanlardan geçen akarsuların açtığı derin ve geniş vadilerdir. Alpler, Apeninler, Kayalık, İskandinavya, Himalaya dağları, ülkemizde Kuzey Anadolu ve Toros dağlarını kat eden akarsular üzerinde çok sayıda baraj vardır. Örneğin Yeşilırmak ve kolları üzerinde Alnus, Haşan Uğurlu, Suat Uğurlu, Fırat üzerinde Keban, Karakaya ve Atatürk barajları yapılmıştır.

Elektrik enerjisi üretimi yönünden yılda MW (Milyar kWs) olarak üretim yapan önemli bazı barajlar şunlardır: San Xia (Çin) 18 200, Itaipi (Brezilya Paraguay) 12 600, Guri (Venezuela) 10 000, Tucurui (Brezilya) 8370, Türkiye’de Atatürk 2400, Karakaya 1800, Keban 1330’dir.

Jeotermal Enerji, Rüzgar Enerjisi ve Biyogaz

Tarih: 30 Ağustos 2012  |   Bölüm: Bilim  |   Yorumlar: Yok.  |   Yazar:

Jeotermal Enerji

jeotermal enerjiYüzeyden yerin derinliklerine sızan su, magmaya yakın kesimde ısınarak fay hatları boyunca yeryüzüne sıcak su kaynakları ve buhar hâlinde çıkan enerjiye jeotemnal enerji denir. Böyle sahalar, yer kırıklarının geçtiği ve magmanın yüzeye yakın olduğu yerlerde bulunur. Ülkemizde Ege Böiümü’nde Gediz ve Büyük Menderes grabenlerinin kenarlarında, Kuzey Anadolu Fay Hattı’nın geçtiği sahalarda, Güney Marmara Böiümü’nde ve daha birçok yerde çok sayıda sıcak su kaynağı vardır. Sıcak su ve buhar çeşitli şekillerde kullanılır. Örneğin sıcak su seraların ve konutların ısıtılmasında, basınçlı sıcak buhar ise elektrik üretiminde kullanılır. Örneğin Yeni Zelanda, Tibet platosu ve İzlanda’da sıcak buharla elektrik üreten santraller kurulmuştur. Ülkemizde Buharkent (Denizli)’te çıkarılan sıcak buhardan elektrik üretilir. Balçova (İzmir), Simav (Kütahya), Gönen (Balıkesir) ve Diyadin kaplıcalarının sıcak suları konutların ve seraların ısıtılmasında kullanılır.

Rüzgar Enerjisi

Eski çağlardan beri insanlar rüzgâr gücünden faydalanarak Hollanda ve Ege kıyılarında olduğu gibi yel değirmenlerini kurmuşlardır. Rüzgârların şiddet ve esme frekanslarının yüksek olduğu bölgeler, rüzgârdan elektrik enerjisi üretmek için fevkalâde uygundur. Bu enerji, dünyada önemli bir potansiyele sahiptir. Ülkemizde Alacatı (Çeşme), Didim, Bandırma, Bozcaada ve Çanakkale’de rüzgâr gücü ile elektrik üretimine başlanmıştır.

Biyogaz

Biyogaz, bitkisel atıkların ayrışması esnasında çıkan çeşitli CH grubu gazların yakılmasıyla elde edilen enerjidir. Özellikle şeker pancarı küspesi ve hayvan gübresi, biyogaz üretimi için son derece elverişlidir. Başta ABD olmak üzere birçok ülkede biyogaz üretiminden enerji elde edilmektedir.

 

>> Enerji Kaynakları'na Geri Dön <<

Uzay ve Zaman

Tarih: 17 Temmuz 2012  |   Bölüm: Bilim  |   Yorumlar: Yok.  |   Yazar:

Zaman gibi günlük hayatımızın bir parçası olan, bir çırpıda çıkarıp atamayacağımız kavramlar, biz üzerlerinde düşünürken deneyimlerimizin ve yaşantımızın baskısıyla şekillenir. Bu gündelik deneyimler klasik deneyimlerdir. Büyük bir doğruluk derecesiyle, 300 yıldan uzun bir süre önce Newton tarafından temelleri atan fizik yasalarından esinlenirler. Zaman, insanlığın şimdiye kadar karşılaştığı en bilindik ama en az anlaşılan kavramlar arasındadır. Zamandan tasarruf ederiz, zamanı boşa harcamamaya çalışırız, ”vakit nakittir”  deriz. Peki nedir zaman? Yüzyıllar süren gizemden ve derin düşünüşlerden sonra zamanın bazı sırları konusunda epeyce şey öğrenmiş olsak da, pek çoğu hala esrarını koruyor.

Özel ve genel görelilik, zamanın evrenselliğini ve tekliğini paramparça etti. Bu kuramlar, her birimizin Newton’un tanımladığı eski, evrensel ve mutlak zamanın bir parçasını alarak onu kendimizle birlikte taşımakta olduğumuzu gösterdi. Görelilik kuramları bizi şaşırtmıştır çünkü kendi kişisel saatimiz, kendi sezgisel zaman kavramımızla uyum içinde işliyor olsa bile, başka saatlerle karşılaştırdığımızda ortaya bir fark çıkmaktadır. Sizin zamanınızla benim zamanım, aynı olmak zorunda değildir. 

  Yukarı çık!