Çernobil Orman Yangınları Ve Ortaya Çıkardığı Çevresel Tehdit

İçinde bulunduğumuz bu zor günlerde, 4 Nisan 2020 tarihinde endişe verici bir gelişme daha yaşandı. Çernobil yakınlarında başlayan bir orman yangını tüm dünyayı endişelendirdi.

Yangına yasak bölge yakınlarında kuru otları yakan birinin sebep olduğu belirtilirken, yetkililer her sene benzer durumlar ile karşı karşıya kaldıklarını söyledi. Peki bu yangının çevresel riskleri neler? Bu yazımızda buna değineceğiz fakat, daha iyi kavrayabilmek adına öncelikle kısa bir şekilde nükleer enerji ve nükleer enerji tesislerine değinmek istiyorum.

Nükleer Enerji Nedir? İnsanlığın İhtiyaç Duyduğu Enerji Eldesinde Nasıl Bir Yer Teşkil Etmektedir?

Nükleer Enerji, insanlığın her alanda enerjiye olan gereksinimi sebebiyle geçmişten günümüze sürekli dünya gündemini meşgul etmiş ve birçok tartışmaya yol açmıştır. İlk olarak 1950’li yıllarda hayatımıza giren Nükleer Enerji Santralleri, günümüzde de işleyişlerini sürdürmektedir. Mart 2020 itibari ile dünya elektriğinin %10’u hala devrede olan 440 adet Nükleer Enerji Santrali tarafından sağlanmaktadır. Ayrıca 50 adet Nükleer Enerji santrali yapım aşamasındadır.

Nükleer Teknoloji gelişimini kabaca şu şekilde sıralandırabiliriz;

  • 1895 – 1945 yılları arasında Atom Işınımı, Çekirdek Parçalanması ve Atomik Değişim Bilimi’ne önem verilmiştir. Gelişmelerin çoğu bu dönemin son 6 yılında gerçekleşmiştir.
  • 1939 – 1945 yılları arasında yoğun şekilde Atom Bombası üzerine çalışmalar yürütülmüştür.
  • 1945 yılından itibaren dikkatler bu enerjinin kontrollü yolla kullanımı ile askeri donanma sevkinde ve elektrik eldesinde kullanımına yoğunlaşmıştır.
  • 1956 yılından itibaren ticari amaçlı kullanım için güvenilir ve sürdürülebilir nükleer enerji santrali teknolojileri odak noktası haline gelmiştir.

Nükleer Enerji Santralleri Nasıl Çalışır? İşleyişine Bir Göz Atalım

Nükleer enerji santralleri, proses olarak fosil yakıtlı enerji santrallerine çok benzerler. Her iki santral de bir soğutma sistemine, buradan elde edilen buharın döndüreceği bir türbine ihtiyaç duyar. Farklı olarak nükleer enerji santrallerinde, enerji kaynağı nükleer tepkimelerdir.

Reaktör kabı içerisinde elde edilen ısı, soğutucuya aktarılır. Soğutucu olarak, mevcut ticari nükleer santraller içerisinde su kullanılmaktadır, ayrıca ağır su olarak da tabir edilen hidrojen yerine hidrojenin bir izotopu olan döteryum atomları içeren bir soğutucu da yaygın olarak kullanılmaktadır. Helyum ve karbondioksit gazları ya da sodyum metalini de soğutucu olarak denemiş tasarımlar mevcuttur.

Reaktörden soğutucuya aktarılan ısı ile suyun buharlaşması sağlanır. Bu aktarım doğrudan olabildiği gibi buhar üreteci çevrimi de kullanılabilir. Buhar bir türbini çevirir ve türbin tahrikli jeneratör ile elektrik üretilmiş olur. 1000 megawatt(MWe) gücünde bir reaktör, 1 milyon popülasyona sahip modern bir şehrin elektrik ihtiyacını karşılayabilir.

Peki Yakıt Olarak Kullanılan Uranyum Elementi Nedir ve Özellikleri Nelerdir Biraz Yakından Bakalım

Nükleer enerji santralleri yakıt olarak uranyum kullanmaktadır. Uranyum bir ağır metaldir, dünya üzerinde kayalarda 2-4 ppm (parts per million) mertebelerinde bulunur. Uranyum, dünya üzerinde bulunduğu hali ile farklı izotoplar içerir. Bu izotopların oranını kabaca %0,7 235U ve %99,7 238U olarak verebiliriz.

238U izotopu çok yavaş bir şekilde parçalanmaktadır, yarılanma ömrü olan 4500 milyon yıl neredeyse dünya yaşı ile aynıdır. Bu yavaş parçalanma süreci neredeyse radyoaktif olmadığını gösterse de 238U izotopu ton başına 0,1 watt parçalanma enerjisi açığa çıkartır bu da dünyamızın çekirdeğini ısıtmak için yeterli bir enerjidir. 235U ise 238U’e göre çok daha hızlı parçalanır hatta dışarıdan bir enerjiye ihtiyaç duymadan da fisyon tepkimesi başlatabilir, bu da yakıt olarak kullanmak adına onu değerli kılar.

Fisyon Nedir ve Bu Zincirleme Reaksiyon Nasıl Bir Enerji Açığa Çıkartır?

Fisyon, kütle numarası büyük bir atom çekirdeğinin parçalanarak kütle numarası küçük 2 atom çekirdeğine parçalanması olayıdır. Fisyon tepkimesi başlatıldığında zincirleme olarak devam eder.

235U atomu çekirdeği, hareket halinde olan nötronu yakaladığında ikiye bölünür ve ısı açığa çıkartır bu bölünme esnasında 2 ya da 3 adet nötron çekirdekten fırlar ve tepkime zincirleme olarak devam eder. Ticari santraller içerisinde kullanılan Uranyum doğada bulunduğu haline göre zenginleştirilmiştir. Bu sayede normal miktardan daha fazla 235U izotopu ihtiva eder. Bunun için bir dizi zenginleştirme sürecinden geçmesi gerekmektedir. Yazımızı fazla uzatmamak adına detaya girmeden kabaca belirtmek gerekirse hazırlanan yakıtlar içerisindeki 235U konsantrasyonu %0,7’den %2-%5 aralığına çıkartılmaktadır. Doğal Uranyum’u da yakıt olarak kullanan ticari santraller mevcuttur. Yakıtın 235U kısmı dışındaki 238U izotopu ancak belirli enerji seviyesindeki nötronların çarpması sonucu fisyona uğrayabilir, ancak bu çarpışmaların çoğu genellikle nötronun yutulması ile 238U’in Plütonyum-239’a dönüşmesi ile sonuçlanır.

Plütonyum’un bu izotopu termal veya hızlı nötronların çarpması ile fisyon’a uğrayabilir. Sulu reaktörlerde normal enerji eldesi’ne katkısı üretilen gücün %30’u olana kadar yavaş yavaş artış gösterir.

Nükleer Atıklar Nelerdir? Prosesler Sonucunda Hangi Atıklar Açığa Çıkar ve Nasıl Bertaraf Edilirler?

Bu yazımızda değineceğimiz kısma yavaş yavaş ulaşıyoruz. Bizleri ilgilendiren kısım bu tepkime sonucu açığa çıkacak radyoaktivite bakımından önem arz eden izotoplardır. 235U’in fisyonu ile olasılık ve radyoaktitive açısından ortaya çıkacak önemli fisyon ürünleri, Brom (Br), Sezyum (Cs), İyot (I), Kripton (Kr), Stronsiyum (Sr) ve Ksenon (Xe)’dir. Herhangi bir radyoaktif element gibi bu izotoplar da her biri değişik periyotlarla ölçülen ve yarı ömür diye isimlendirilen sürelerle bozunuma uğrarlar. Miktarları ve radyoaktiviteleri sebebiyle bu izotoplar ve bozunma ürünleri nükleer atıkların önemli bir parçasını oluştururlar.

Örnek vermek gerekirse İyot elementinin 129I radyoaktif izotopu 16 milyon yıllık yarılanma ömrüne sahiptir. Bu bakımdan fisyon sonucu açığa çıkan ürünler çevresel açıdan büyük bir tehdit oluşturmaktadır.

Reaktörde kullanılan uranyum, metal çubukların içerisinde seramik peletler şeklinde bulunur. Bu metal yakıt çubukları tepkime bittikten sonra bertaraf edilmelidir. Fakat, kalan kullanılmamış uranyumun geri kazanılması adına bir dizi kimyasal işleme tabi tutulur ve buradan HLW (High-Level Waste) yüksek seviye atık gelir. Daha sonra bu metal çubuklar reaktör yakınında su dolu bir havuzda geçici olarak depolanır. Bu süreçte nihai depolama yerlerine karar verilir.

Bu sıvı atıklar camlaştırılır, çelik konteynerler içine yerleştirildikten sonra yeryüzünün derinliklerine lahit içinde gömülür. Gömüldükleri alanlar devlet tarafından belirlenir.

Orta seviyeli atıklar (ILW) bunlar, reaktör atıkları ve kimyasallar olarak nitelendirilebilir, beton ya da katran içerisinde katılaştırılarak gömülür.

Peki Çernobil Orman Yangını Nasıl Bir Risk Oluşturdu? Normal Bir Orman Yangını Gibi Gözükse De Pek Öyle Olmayan Yangına Bir Bakalım

26 Nisan 1984 Cumartesi günü Çernobil Nükleer Santrali’nin 4 Numaralı reaktöründe gerçekleşen patlama sonucunda bulunduğu alana çok yüksek miktarda radyasyon yayıldı, ışıma günlerce sürdü, parçacıklar kilometrelerce alana dağıldı. Bulut kümeleri hava akımları ile Avrupa’ya ve Karadeniz üzerinden Türkiye’ye ulaştı. Uluslararası Nükleer Olay Ölçeği’ne göre en yüksek seviye olan 7 ile sınıflandırılan Çernobil Faciası neticesinde Pripyat Şehiri ve Çernobil kasabası hayalet bölgeye dönüştü. Doğa bu alanda tekrar harekete geçti ve zaten var olan ormanlar alanlarını iyice büyüterek bölgede hakimiyetini sağladı.

Bitkiler bulundukları ortamda, havadan, topraktan ve sudan birçok elementi bünyelerine alabilir ve bunları depolayabilir. Bu durum etrafa yayılan ve kontaminasyona sebep olan izotoplar için de geçerlidir.

Öngörebileceğiniz şekilde, mevcut durumda bölgede bulunan bitkiler yüksek miktarda radyoaktif izotop ihtiva etmektedir ve bu izotoplar, kül haline gelse de toprağı kirletebilir, suda çözünebilir ve varlığını sürdürür.

Örneğin Sezyum-137 izotopu su ile tepkimeye girerek çözünebilir bir bileşik olan sezyum hidroksiti oluşturur. Sezyum-137 kimyasal olarak çok aktif bir izotoptur ve idaresi güçtür. Sezyum-137 çözünebilir halde vücuda alındığında tüm yumuşak dokuya eşit olarak dağılarak ortalama 30 gün içerisinde ölüme yol açar.

Yangın esnasında ölçülen Sezyum-137 değerleri 16 kat artış göstermiştir. Bunun sebebi yangının biyokütle içerisindeki radyoaktif partikülleri açığa çıkartarak havaya karışmasına ya da kül olarak zenginleşmesine yol açmasıdır. Eğer yangın Çernobil Santrali’ne ulaşmış olsaydı, yangın sonucu yine sadece nükleer yakıt artıkları değil, Sezyum dışında, İyot ve Stronsiyum izotopları gibi daha birçok fisyon ürünü atmosfere salınacaktı ve yine hava akımları ile çevreye dağılarak insan sağlığını tehdit edecekti.

Şimdilik Ukrayna’lı yetkililerin yaptığı açıklamalar Çernobil’e yakın olan, Ukrayna’nın başkenti Kiev’de ölçülen değerlerin normal olduğu yönünde. Yalnızca yangın esnasında, yanan alanın çevresinde anlık yükselmeler görüldüğü söylense de açığa çıkan duman ile taşınan radyoaktif partiküller, yağmurlar ile yakın çevreleri mutlaka etkileyecektir.

Umarız insanoğlu benzer olaylar ile ağır bedeller ödemek zorunda kalmaz. Dünya bizim, kontrol bizim elimizde, çevremizi korumalı ve gelecek nesillere hayatlarını idame ettirebilecek kaynakları teslim etmek tek görevimiz.


Kaynaklar;