Ülkemizde malesef çok fazla bilgi sahibi olunmayan Nükleer Teknoloji hakkında bilgi vermek, Nükleer teknoloji nedir? Yararlanma yöntemleri nelerdir? açıklamak üzere sizlere makalemizde yardımcı olmaya çalışacağız. Günümüzde nükleer enerjiden yararlanmanın uygun yolu, fisyon reaktörlerinin konuşlandırılmasıdır. Her ne kadar füzyon reaktörlerini teknik olarak kullanmak için gereken işin fiziği gösterilmiş olsa da, füzyon sistemlerini ticari olarak uygulanabilir sistemlere adapte etmek zaman alır. Aynı zamanda rekabetçi enerji mühendisliği alanına getirmek içinde çok çaba sarf etmek gerekir.

Bununla birlikte, aşırı zorlu koşullar altında performans vermesini hedefleyen malzemeler geliştirmek gerekir. Bu hem fisyon ve füzyon teknolojileri için seçenekler sağlayan her iki yolla da ilgilidir. Malzemeler nükleer enerji sisteminin fizibilitesinde kilit rol oynar, öyle ki, nükleer sistemler için temel sınıflandırma faktörleri ve metrikleri arasındadırlar. Nükleer sistem tipi (fisyon veya füzyon) aşağıdaki gibidir:

• Amaç ve işlevsellik,
• moderatör tipi,
• Soğutucu tipi,
• Yakıt tipi,
• Yapısal malzeme seçenekleri,
• Nötron-enerji sınıflandırması,
• Çekirdek tasarım seçenekleri (homojen veya heterojen vb.),
• Enerji dönüşüm proses tipi ve uygulama seçenekleri,
• Çevresel arayüzler,

Nükleer Teknoloji SeçenekleriYakın vadede ve hâlihazırda mevcut ticari seçenek olarak nükleer fisyon sistemlerine odaklanıldığında, ortaya çıkan yeni teknolojilerin yanı sıra iyi araştırılmış birkaç yön vardır. Malzemeler, çağdaş nükleer reaktörlerin ömürlerini uzatmak için olanaklar yaratan etkinleştirici bir rol oynar. Malzemeler aynı zamanda ortaya çıkan yeni teknolojileri uygulanabilir kılan kilit faktördür. Dikkate değer örnekler olarak, yüksek sıcaklıklar ve yüksek enerji radyasyon etkileri nedeniyle aşırı koşullar altında performans gösteren kazaya dayanıklı yakıtlar ve sağlam yapısal malzemeler sunan çok önemli gelişmeler vardır.

Performans Koşulları ve Malzeme Seçenekleri

Malzeme seçimi için birçok seçenek bulunur, çağdaş nükleer reaktörler, çoğunlukla kaynaması engellenen (basınçlı su reaktörlerinde) veya kaynamasına izin verilen (kaynar su reaktörlerinde) hafif su (hafif su reaktörleri) kullanır. Su kullanan tüm nükleer reaktörler, gerekli performans özelliklerini elde etmek için birincil sistemlerini basınçlandırır. Basınç seviyeleri, kaynar su reaktörlerinde yaklaşık 6 MPa’dan basınçlı su reaktörlerinde 15 MPa’ya kadar değişir. Bir dizi çağdaş ticari nükleer reaktör, ağır su (CANDU reaktörleri) kullanır. Birincil soğutma sıvısı seçenekleri için alternatif seçenekler, erimiş sodyum gibi sıvı metaller ve helyum gibi gazlardır. Reaktör tipleri sırasıyla sıvı metal soğutmalı reaktörler ve gaz soğutmalı reaktörler olarak adlandırılır. Sıvı metal seçimine bağlı olarak, çalışma sıvısı enerji dönüşüm döngüsünü birincil döngüde indüklenen yüksek radyoaktivite seviyelerinden izole etmek için pahalı bir ara döngü gerekebilir.
Önemli ölçüde farklı bir seçenek, erimiş tuz reaktörlerinde bulunan sıvı tuz konfigürasyonları tarafından sunulur. Tüm bu gelişmiş reaktör seçeneklerinde, malzeme etkileşimleri, uyumluluk ve gerekli özellikleri sunarken iç koşulları destekleme ve bunlara dayanma yeteneklerindeki performans, çağdaş seçeneklerle rekabet halinde ticari fizibilite seviyelerini artırmaya yönelik başarılı gelişmeler için hayati önem taşır. Moderatörler ve yapısal malzemeler hem katı hem de sıvı seçenekleri içerir. Grafit, berilyum, çelikler ve kompozitler katı form seçenekleri arasında yer alırken. Hafif, ağır su veya sıvı tuzlar sıvı form seçenekleri arasındadır. Moderatörlerin ve yapısal malzemelerin seçimi, iç koşullar ve performans özellikleri tarafından yönlendirilir. Çoğu zaman, malzemelerin uyumlu kalması ve uzun süreler boyunca aşırı koşullar altında performans göstermesi beklenir.

Bazı malzeme seçimleri, diğerlerinde bulunmayan benzersiz özellikler ve fırsatlar sunar. Örneğin sıvı metallerin yüksek kaynama noktaları ve çok düşük buhar basınçları gibi özelliklerinden dolayı basınçlandırma gerekli değildir veya çok düşüktür. Bu, bir sistemde gerekli performans özelliklerini elde etmek için basınçlandırma gerektiren hafif su ve gazlara kıyasla önemli bir ayrım ve avantaj sunar. Belirtildiği gibi, hafif su sistemlerindeki tipik basınçlar 6 ile 15 MPa, gaz sistemlerindeki tipik basınçlar 4 ile 7 MPa arasındadır. Bu basınç seviyelerini destekleme ihtiyacı, bileşenler için kaplar ve bağlantı boruları dahil olmak üzere birincil sistemler için yapısal malzemeler üzerinde gereksinimler doğurur. Basınçlandırma ihtiyacının olmaması, malzemelere olan talebin önemli bir gevşemesidir. Özellikle, sıvı tuzlar, nükleer yakıta uzun süreli doğrudan yakınlığa dayanmak için katı yapısal malzemelerin gereksinimlerini ortadan kaldırarak gelişmiş nükleer sistemleri daha da ileri götürür. Bu, sistem ömrü açısından olduğu kadar sistem güvenlik noktasından da önemli avantajlar sunar. Erimiş tuz reaktörleri, diğer nükleer reaktör konfigürasyonlarında bulunmayan tuz ortamlarını destekleyen benzersiz teknolojiler gerektirir.