On beş milyar euro maliyetli bir deney
ITER:
On beş milyar euro maliyetli bir deney
Füzyon reaktörü: tehlikeli
13 Temmuz 2011: Bir okuyucu, sunucuda bir kelimenin kodda değiştirildiğini, "arama"nın "özel" olarak değiştirildiğini bildirdi. Bu durum arama motorunun işlevsiz hâle gelmesine neden oldu. Tam bir kelimenin değiştirilmesi bir hata olamaz.
Düzeltilmesi yapıldı. Teşekkür ederim. Kullanılmayan kod satırı:
Düzeltme: Şimdi iç arama motoru çalışıyor.
http://www.dissident-media.org/infonucleaire/iter.html
13 Temmuz 2011:
Bir okuyucunun tepkisi:
Makalenizi okudum: çarpıcı.
Bunu hatırlatırken şunu buldum:
İlginç şeyler var. Bu bağlantıya tıklamayı okuyuculara şiddetle tavsiye ederim; bilimsel- teknik sürrealizmin dünyasını keşfetmelerine yardımcı olacak. Ne kadar öğreniyorum, o kadar endişeleniyorum. Bunu şöyle özetleyebiliriz:
israf, düzensizlik, önemsizlik "Sorunları görmemiştik" ticari yöntem, Coué yöntemi "Hiçbir şey denemeyen hiçbir şey elde edemez"
13 Temmuz 2011:
Bir okuyucunun ikinci tepkisi, sizin de beğeneceğiniz bir tepki:
Sayın meslektaşı, CNRS'de plazma fizikçisi, ITER "On Beş Milyar Euro'luk Deney" belgesini dikkatle inceledim.
Harika ve hiçbir hatası yok.
Ama bilinmelidir ki, ciddi ve dürüst tüm plazma fizikçileri bunu çok iyi biliyorlar, hatta CEA'daki mühendis-fizikçiler de dahil. Ne yazık ki ITER projesinde plazma fizikçisi sayısı giderek azalıyor.
Bunun aksini savunanların ya tamamen yalan söyleyen, ya da tamamen yeteneksiz, ya da bu dünyadan çok uzak, hafif teorisyenler olduğu kesin.
Bu yüzden konuyla ilgili tartışmaya karşı direniyorlar...
Peki ne yapmalı? Elbette tepki verilmeli.
Ama bazı yerel yetkilileri iyi bildiğim için, 13. İli ve Bölge Konseyi'ne belirli kişilerin hedef alınmasını öneririm. ITER Organizasyonu sadece boş bir teknik yönetim yapısıdır (özellikle bilimsel yönetim yoktur). Yerel düzeyde eylem yapılabilir.
Bu yönde çevre partilerinin yetkilileri iyi tavsiyeler verebilir.
Henüz CNRS'de kariyerim bittiğinden, bu mesajı gizli tutmak için eski meslektaşınız olarak sizi rica ediyorum.
(Son zamanlarda E.... ile temas kurmuştum ve uzun bir konuşma yaptık; birçok konuda görüşlerimizin aynı olduğunu fark ettik).
Saygılarımla, CNRS Uygulamalı Plazma Fizik Grubu'ndan ...... Profesyonel web sayfası:
http://www.........
Kişisel e-posta: ..........
Bu kişi laboratuvar müdürü......
Özetle:
1 - Tamamen haklısınız, argümanlarınız bilimsel olarak geçerlidir. 2 - Tepki verilmeli!
3 - Ama bununla ilgili bana karışmamayı rica ediyorum çünkü henüz CNRS'te kariyerim tamamlanmadı....
Bu kamuoyu incelemesiyle ilgili duyuru
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/cea/next/couvertures/blk.htm
13 Temmuz 2011: Bir okuyucu, sunucuda bir kelimenin kodda değiştirildiğini, "arama"nın "özel" olarak değiştirildiğini bildirdi. Bu durum arama motorunun işlevsiz hâle gelmesine neden oldu. Tam bir kelimenin değiştirilmesi bir hata olamaz.
Düzeltilmesi yapıldı. Teşekkür ederim. Kullanılmayan kod satırı:
Düzeltme:
Okuyucular, Eva Joly, Nicolas Hulot veya diğer büyük medya etkisi yaratan kişilerle temas kurmayı önererek, bu tür tamamen ve hemen işlevsel çözümlerden haberdar olmalarını istediler. İletişim girişimlerim yapıldı.
13 Temmuz 2011: Bir okuyucu, sunucuda bir kelimenin kodda değiştirildiğini, "arama"nın "özel" olarak değiştirildiğini bildirdi. Bu durum arama motorunun işlevsiz hâle gelmesine neden oldu. Tam bir kelimenin değiştirilmesi bir hata olamaz.
Düzeltilmesi yapıldı. Teşekkür ederim. Kullanılmayan kod satırı:
Düzeltme:
/kurtarmak_yer/ITER/15_milyarlik_deney_es.htm
Bu sayfanın son özetine bağlantı
16 Mayıs 2011'de Avrupa Parlamentosu bir heyeti, Aix-en-Provence'deki Roy René Oteli'ne indi ve ITER projesinin yetkililerinden çeşitli sunumlar dinledi. Bu buluşmadan hemen önce, 40 adet basılı makaleyi, yarısının renkli olacak şekilde evimde bastırdım. Bunları, takip edecek metnin kısaltılmış bir versiyonu olarak Michèle Rivasi'ye teslim ettim. O da bu makaleleri parlamentoculara dağıttı.
Otelin önünde yaklaşık 200 anti-nükleer gösteri düzenlendi. Bu, konunun önemine göre oldukça azdır ve ben tek bilim insanı, hatta tek mühendis veya teknisyenim. Göstericiler "temel düzeyde anti-nükleer" kişilerdi.
Fukushima'daki şokla birlikte benzeri kişilerin uyanması doğrudur. Ama nükleer tehlikeli yapıyı fark etmem, Fukushima sonrası kesinleşti. Daha önce bu konuya hiç durmamıştım. Önceki dönemlerde ilk atılımları yapan aktivistler, "sivil düzen güçleri" tarafından sopalarla, göz yaşartıcı gazlarla, hatta Michalon adlı aktivistin 31 Temmuz 1977'de Creys-Malville'deki süper üretecin inşasına karşı gösteri sırasında bir el bombasını göğsüne alarak hayatını kaybettiği gibi, savunma bombalarıyla da karşılaştı.
Bugün bile, radyoaktif atıkların "[Hague'ye taşıdığı trenlerin" raylarına zincirlenerek direniş gösterenler var. (Aslında Fransa'da MOX adı verilen nükleer yakıt üretilen, plutonyumun çıkarıldığı bir merkezdir; 20 Fransız reaktörünü, Fukushima'nun 3 numaralı reaktörünü ve Fransa'nın yurtdışına sattığı bu yakıt ile donatır). Bunlar şiddetle sökülür, yaralanırlar, çünkü biz ve çocuklarımızın sağlığını korumak, nükleer hastaların kârlı faaliyetlerinden uzak durmak için mücadele ederler.
Ölüm getiren kervanın, her ne pahasına olursa olsun geçmesi gerek
Yeterince geç tepki verdiğim için utanç duyuyorum ve hiçbir meslektaşımın bilimsel ya da mühendislik yönüyle bu haklı protestoya katılmadığını görünce rahatsızlık hissediyorum. Fukushima felaketinin etkisiyle nükleer tehlikeli yapının farkına varmak, büyük medya tarafından yapılan karanlıkla birlikte gelişiyor.
Ama bunun öncesinde, nükleer karşıtı gösterileri "sınır dışı" olarak kabul edilir, hayalperestler olarak görülürdü. Ama aslında bizden daha açık ve erken bir şekilde durumu görenlerdi.
Daha sonra görüleceği gibi, durum düşünceden çok daha kötü.
Şu ana kadar ITER'in kurulmasına karşı yapılan argümanlar çoğunlukla çevre ya da manzaraya dayalıydı. Yeni bir korkunç, şok edici video izledim; sitenin sunumunda çekilmiş, rehberin doğal yaşam alanlarından rahatsız edilen yabanıl sincapların, başka yerlerde barınmalarını sağlamak için dikkatle taşındığı söyleniyordu. Ayrıca korunaklı bitki türleri de dikkatle korunmuştu.
Ne kadar saçma, şunu gördükten sonra.
Tritiyumun radyotoksisitesi konusundaki eleştiriler biliniyor; bu radyoaktif maddenin yarı ömrü 12,3 yıl. Evet, sorun gerçek. Tritiyum hidrojenin bir izotopudur; çekirdeğinde bir proton ve iki nötron bulunur. Hafif hidrojen (çekirdeğinde sadece bir proton) ve deuter (çekirdeğinde bir proton ve bir nötron) gibi, tek bir elektronla eşlik eder. Bu elektron, "düşünülen atomun elektron kabuğunu" oluşturur. Bu kabuk, ele alınan maddenin kimyasal özelliklerini belirler.
Bu yüzden kimyadaki bakış açısından, hafif hidrojen ve iki izotopları, deuter ve tritiyum, tamamen aynı kimyasal özelliklere sahiptir.
Hafif hidrojen "ağır" bir şekilde oksijenle birleştiğinde, "ağır su" denilen şey elde edilir. Tüm kombinasyonlar mümkün; su molekülünün bir veya iki tritiyum atomu içerebileceği durumlar da dahil.
Bu tritiyumlu su radyoaktif olacaktır.
ITER karşıtı, tritiyumun hidrojen olduğu için onu güvenli şekilde kapatmanın çok zor olduğunu (sıfır risk yoktur, derler) savunabilir. Hafif ve ağır hidrojen molekülleri gibi, çok küçük oldukları için vanalar veya contalar gibi engelleri aşma eğilimindedir. Daha da kötüsü, hidrojen katı duvarları geçebilir! Tritiyum, kaçışın kralıdır; contalardan ve çoğu polimerden geçer.
Hafif hidrojen ya da deuter için biyolojik olarak tehlike yoktur. Ama tritiyum için başka bir şeydir. Hidrojen molekülü, birçok atomla bağlanabilir ve mineral kimya veya biyokimya alanına ait sayısal olarak büyük bir molekül grubu oluşturabilir.
Bu şekilde tritiyum besin zincirlerine ve hatta insan DNA'sına girebilir.
ITER destekçileri, deney veya onun mirasçılarının çalışması sırasında tritiyumun sızması ya da salınması, sadece önemsiz bir kirliliğe yol açar, "kamu sağlığı açısından tehlike yaratmaz" diye cevap verebilir.
Bu tür ifadeleri, onlarca yıldır tüm nükleer devletlerin ağzından duymuşuzdur.
Proje savunucuları başka bir argüman da ileri sürer: İnsan vücudunda "su döngüleri" vardır. Tritiyumlu su alındığında, insan vücudu onu görece hızlı bir şekilde doğaya geri verir. Biyolojik ömrü (bir ay ile bir yıl arasında) radyolojik ömründen daha kısadır (Vikipedi).
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tritium#Fixation_biologique_du_tritium
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tritium#Cin.C3.A9tique_dans_l.27organisme
Eğer tritiyum atomları örneğin DNA moleküllerine bağlanmışsa, durum farklıdır. Bu, çok düşük kirliliklerin uzun süre etkileriyle ve özellikle hamile kadınlar ve çocuklar üzerindeki etkileriyle ilgilidir.
Yine de ITER destekçileri omuz silkeleyerek, tritiyum miktarlarının çok düşük kalacağını ve hatta yakınındaki tatlı su rezervuarı bile bu tritiyumlu suyu alsa, o kadar seyreltilmiş bir oranla ki... gibi cevaplar verirler.
Bu yüzden etkili eleştirileri burada aramak doğru olmayabilir.
Elbette proje maliyeti patlamaktadır ve bu üç kat artışı sadece başlangıçtır, ileride görüleceği gibi. Ek olarak zaman çizelgesindeki belirsizlikler ve şu soru da kalmaktadır:
- Elektrik enerjisi ne zaman?
Şimdi ele alacağımız teknik-bilimsel konular, bu tahminleri hem zamansal hem maliyet açısından imkânsız hâle getiriyor; ayrıca uygulanabilirlik ve karlılık açısından da.
**İlk olarak ITER projesinin kökenini araştıralım. **
http://www.iter.org/tr/proj/iterhistory
1985'te Soğuk Savaş'ın sonunda, Genève'de Gorbachev ve Reagan arasında yapılan bir görüşmeden kaynaklandığı söyleniyor.
1985'te Genève'de Reagan ve Gorbachev
İnsanlık için, nükleer silahlar ve füzelerin devasa stokları, atomu tamamen olumsuz bir görüntüyle ilişkilendiriyordu. Sadece sivil nükleer enerji ile biraz ışıkla hafifletilmiş olsa da. Gerçekten de bir sivil reaktörün, plutonyum üretmek için füzyon reaktörüne dönüştürülebileceği biliniyor.
-
Radyoaktif atıkların depolanması ve nükleer santrallerin sökülmesiyle ilgili çözümsüz sorunlar eklenir.
-
Nükleer silahların yayılmasının kaçınılmaz olması eklenir.
Bu arada, bu buluşmadan bir yıl sonra Çernobil oldu.
Bu yüzden, yeni bir silah üretmeyecek, atığı zararsız bir gaz olan helyum olacak, "duyarlı malzemelerin" yayılmasına izin vermeyecek bir "barışçıl atom" bulmak gerekiyordu.
Hemen, deuteryum-tritiyum füzyonuyla çalışan jeneratörler düşünüldü; hemen tüm güzelliklerle donatıldılar.
Bir "sonsuz enerji", dediler. Okyanuslardaki suyun içindeki devasa miktardaki deuteryum ve tritiyum (veya tritiyum üretmek için kullanılabilecek lityum) hakkında konuşuldu (daha sonra).
Bu yüzden füzyon enerjisi başlangıçta, "iyi niyetli atom", tehlikesiz, barışçıl ve "sınırsız enerji" olarak bilinen güçlü bir mitti.
İnsan hayal gücünü harekete geçiren başka bir resim eklendi: "Deney tüpünde güneş".
İnsanlar her zaman doğa olaylarını mitolojik yapılarla ilişkilendirir. Gökyüzünden düşen su, iyi hasat sağlar. Önceden Meksika'da insanlar yağmurun bu hayati sıvıyı gökten istiyorlardı. Ama su aynı zamanda taşkınları, yıkımı ve ölümü de getirir.
Güneş için de aynı şey geçerlidir. Eski Mısır'da tanrılar genellikle merkezi güneş tanrısının farklı biçimleriydi. Râ, iyi niyetli güneş, iyi hasat sağlıyordu; Seth ise onun kardeşi, kuru çölü temsil eden korkunç güneş tanrısıydı, hasatları kurutuyor ve yolcu yorgunluğundan ölüyor.
Bir atom miti vardır. Oppenheimer, Sanskritçe okuyabildiği için, ilk kez gözlerinin önünde nükleer ateşi gören, aniden bir Hint şiiri olan Baghava Gita'nın (11. bölüm, 33. dize) bir parçasını okudu:
Ben ölümüm, tüm dünyaların yıkıcısıyım.
http://en.wikipedia.org/wiki/Bhagavad_Gita
Atom böylece tarihe karışmaya başladı, insan hayal gücünde, Jüpiter'in yıldırımlarına, Thor'un çekiçlerine benzer, Kutsal Kitap'taki Apocalipsin ve dünyayı sona erdiren bir tanrı olarak yer aldı.
Daha sonra barışçıl atom geldi, rahatlık sağlayıcı, daha iyi yaşam sağlayan bir atom. Evleri ısıtan, TGV'lerin motorlarını besleyen, bizi çok konforlu ve hızlı taşıyan bir atom.
Ama Çernobil ve Fukushima trajedileri sert, şiddetli bir uyarı olarak ortaya çıktı. O zaman atom, görünmez, kokusuz, yavaşça öldürücü bir beyaz salgın haline geldi.
- Hepsi ölmediler ama hepsi vuruldu.....
Hatta santrallerin düzgün çalıştığı durumlarda bile, çalışanlarda sağlık açısından etkiler gözlemleniyor. INSERM'in yaptığı bir çalışma, santrallerde bakım yapanlarda kanser oranının iki kat daha yüksek olduğunu gösteriyor; hatta dozimetreleri nükleer güvenlik otoritesi tarafından belirlenen standartların altında bile.
[İşitme bağlantısı](/Sesler/11 Mayıs 2011.mp3)
Böylece sivil atom, güçlü nükleer devletlerin etkisiyle, endişe verici bir hâle geldi.
Peki neden "deney tüpündeki güneş" gibi, yeniden iyi niyetli, risk ve atık olmayan bir atomu değil mi? Gerçekten de bir yolcu uçağı tokamaka çarpsa ya da bir terörist onu patlatırsa, ne büyük bir şey! Sonuçlar ne olur? Deyim yerindeyse, biraz deuteryum, tritiyum, lityum ve helyum doğaya dağılır, yarın buna artık dikkat etmeyiz.
Füzyonla, "risk ve atık olmayan bir atom" miti ortaya çıkar.
Bu ikinci konuda tamamen doğru değil. Deuteryum-tritiyum füzyonu nötron üretir. Bu nötronlar reaktör yapılarını kirletir; bu nötron akımı, tüm malzemelerdeki dönüşümlerle, reaktörleri "aktivasyon" yoluyla radyoaktif hâle getirir. Bu yüzden bir füzyon reaktörünün sökülmesi, bir füzyon reaktörünün sökülmesi gibi, çok karmaşık, sorunlu ve maliyetli olur.
ITER destekçileri, bu durumda sadece yarı ömrü yüzyıllar içinde sayılan atıklarla ilgili olduğunu, füzyonun ise yüzbinlerce yıl boyunca öldürücü radyoaktif izotoplar ürettiğini savunabilir.
Bu ön hazırlık yapıldıktan sonra, mitin dışına çıkmak, güzel sözleri unutmak, "deney tüpündeki güneş" ve "sınırsız enerji" gibi ifadeleri unutmak, biraz daha yeryüzüne inmek ve uygulanabilirlik açısından konuyu değerlendirmek gerekir.
Bunun için fizikçi bir anlatım kullanmam gerekecek. Mümkün olduğunca anlaşılır bir dille yapmaya çalışacağım.
Füzyon, çok karmaşık olaylarla korunmuş bir elmas kulesidir; bu da nükleer devletlerin "çok karmaşık" diye cevap vererek her soruyu kapatabilmesine olanak tanır. Sonra, muhtemelen politik bir kişiye karşı, bu karmaşıklığın mürekkep bulutunu yayarak soruları kaçırabilir; kâbus gibi mürekkep bulutu salar.
Şimdi bilimsel ve teknik sorulara girelim, basit bir bilgiçlikten uzaklaşalım.
ITER projesi iki sonuç kümesine dayanmaktadır. Bir taraftan İngilizlerin JET (Ortak Avrupa Torus) sonucu var; Culham laboratuvarında 1991'de Ekim ayında elde edildi, bir saniye boyunca farklı enerji biçimlerinin yoğun enjeksiyonu, füzyon reaksiyonlarının sürdürülmesine olanak sağladı; Q = 0,7 katsayısı elde edildi.
Bu Q katsayısı ne anlama gelir? Bu, füzyon tarafından açığa çıkan ham enerji ile mikro dalgalar, nötr enjeksiyonu gibi biçimlerde enjekte edilen enerji arasındaki oran.
Bir füzyon reaktörü, fırının hacmiyle orantılı olan enerji akışına sahiptir; bu yüzden karakteristik boyutun (örneğin plazma torusunun çapı) küpüyle orantılıdır.
Enerji kayıpları duvarlar üzerinden olur; bu yüzden odanın yüzeyiyle orantılıdır; karakteristik boyutun karesiyle değişir.
Sonuç olarak Q katsayısı şu yasaya göre değişir:
JET'in bu Q = 0,65 değerine sınırlı kalmasının nedeni, makinenin çok küçük olmasıdır. ITER, iki kat daha büyük olacak; bu yüzden Q katsayısını iki kat artırması bekleniyor, yani:
Q = 1,4
ITER sunumlarında, 5'in üzerinde bir katsayı elde etmeyi umuyorlar ve 400 ila 1000 saniye boyunca çalışacaklarını söylüyorlar.
JET deneyiyle ilgili bazı ayrıntılar. Bu tokamak süper iletken bir mıknatısla donatılmamıştır. Manyetik alan bakır sargılı bir solenoid tarafından oluşturulur. Bu sargıları geçen akım megamper cinsinden ölçülür ve Joule etkisiyle ortaya çıkan ısı, deneyi uzatmaya izin vermez.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
http://claude.emt.inrs.ca/VQE/sources/fusion_futur.html
ITER'in ısıtma sistemleri (mikro dalgalar, nötr enjeksiyonu) JET'te uygulanan sistemlerin uzantısıdır.
*Bu yüzden ITER "çalışacak". *
Kimse bunu sorgulamıyor. Deuteryum-tritiyum füzyonu, Q'nun birin üzerinde olduğu ve süper iletken mıknatıs kullanılarak çok daha uzun süreli çalışabilmesi mümkün olacak.
Ama bu kadar mı?
Makine, göstereceğimiz gibi, eksiktir.
Şimdilik, sadece doğrulama odaklı bir prototip bile olamaz. Çünkü eksik olanlar var; hatta test edilmemiş olanlar dahil.
Reaktör, hidrojenin iki izotopundan oluşan %50'lik bir karışım (deuteryum ve tritiyum) ile doldurulacak. Füzyon reaksiyonu bu karışımı tüketir; iki pozitif yük taşıyan helyum çekirdeği ve 3,5 MeV enerjili bir nötron, 14,1 MeV enerjili bir nötron üretir.
Deuteryum-tritiyum füzyonu
On yıl boyunca halka sunulan, ama sadece hikayenin yarısını temsil eden bir resim!
Kısıtlayıcı manyetik alan, helyum çekirdeğinin kaçmasını mümkün olduğunca engeller. Deuteryum ve tritiyum iyonlarıyla enerji alışverişinde bulunarak, plazmanın sürekli ışınım yoluyla soğumasını önlemeye yardımcı olur. Ama bu alan, elektrik yükü olmayan nötron üzerinde hiçbir etki göstermez; bu yüzden duvara mutlaka çarpar. Malzemesi tarafından yakalanır ve "aktivasyon" yoluyla, çeşitli dönüşümlerle, elementlerde radyoaktiflik oluşturur.
Önceki Nobel ödülü sahibi Gilles de Gennes, füzyon nötronlarının süper iletken mıknatısın hassas malzemesinden korunabileceğinden şüphe duydu. Süper iletken elementler kırılgandır. Nötronların oluşturduğu hasarlar, dönüşümler yoluyla, yerel olarak süper iletkenliği ortadan kaldırabilir, çok maliyetli mıknatısı işlevsiz hâle getirebilir veya onun yıkılmasına neden olabilir.
ITER yönetimi buna karşı, ilk duvarın (« the first wall ») ve mıknatısın arkasında lityum, ya da daha doğrusu lityum bazlı bir bileşik yer alır. Bu bileşik, nötronları emerek, aşağıdaki ekzotermik reaksiyonla tritiyum üretir:
http://www-fusion-magnetique.cea.fr/gb/cea/next/couvertures/blk.htm#ch1
Ayrıca bakınız:
Bu reaksiyonun bir füzyon değil, lityum-7 atomunun, kararsız bir durumda bulunan ve iki atom (helyum ve tritiyum) haline bölünmesiyle tetiklenen bir füzyon reaksiyonu olduğunu fark edin.
Bu tritiyumu kaplı malzeme sıvı hâlde olup, lityum ve kurşun karışımıdır. Kurşun, nötronları yavaşlatmak için kullanılır; bir nötronla çarpıldığında iki nötron salınabilir. 500°C'de bu sıvı karışımla su basıncı ile soğutulur. Bu metal karışımının sıvı hâlde bu suyla temas etmesi mümkün değildir. Lityum 180°C'de erir ve 1342°C'de buharlaşır.
Lityum, normal sıcaklıkta hava içinde yanmaz; bunun aksine alkali metal kardeşi sodyum yanar. Ama sıcaklık yeterince yüksekse, magnezyum gibi yanar ve bu yanma çok şiddetli bir şekilde ekzotermiktir.
http://www.plexiglass.fr/materiaux/metaux/lithium.html
http://www.youtube.com/watch?v=ojGaAGDVsCc
****http://www.youtube.com/watch?v=hSly84lRqj0&feature=related
****http://www.youtube.com/watch?v=oxhW7TtXIAM&feature=related
Alıntılar:
Lityum, diğer alkali metallerin aksine, hava ile güvenli bir şekilde işlenebilen tek alkali metaldir; çünkü diğerleri genellikle yanar. Kuru havada lityum yavaşça bir oksit ve nitür tabakasıyla kaplanır.
Nemli havada, su buharı tarafından katalizlenen saldırı çok daha hızlıdır.
Kurşunlu hava içinde lityum yalnızca 200 °C'nin üzerinde yanar ve Li2O oksidi verir; peroksit değil. Bu özellik onu homologlarının aksine, alkali toprak metallerine yaklaştırır.
Lityumun yanması çok ekzotermiktir ve magnezyum gibi yoğun beyaz ışık yayar.
Hava içinde yanarken su ile karşılaştığında: anlık patlama Lityum suyun içindeki yangın:
Lityum artı su:
Su ile karşılaşıldığında, 500°C'de suyu parçalar ve oksijenini alır, hidrojen gazı salar. Bu, Fukushima'daki yakıt çubuklarını çevreleyen zirkonyum kaplamalarında, genellikle tüm su soğutmalı reaktörlerde görülen, sıcaklık arttığında suyun buhar hâline geçtiği durumlarda aynı reaksiyona benzer.
Lityumun suyla reaksiyonu sırasında salınan hidrojen, havayla birleşerek, Fukushima'da gördüğünüz patlamalara neden olabilir. Lityum, çok reaktif bir maddedir; oksijenle, hidrojenle (lityum hidrürünü oluşturarak, hidrojen bombalarının ana maddesi), hatta normal sıcaklıkta azotla bile birleşebilir; lityum nitrürleri oluşturur. Tüm bu reaksiyonlar ekzotermiktir ve zararlı bir patlama olabilir.
Ve bunu size kimse söylemedi
Bir "füzyon" reaktöründe lityumun yanmaya veya soğutulması gereken suyla birleşmeye başlaması durumunda ne olacağını kimse konuşmadı. Bu tritiyumu kaplı malzemeler test edilmedi. Michèle Rivasi, bu buluşmada şöyle belirtti: Bu tritiyumu kaplı malzemelerin davranışı, JET veya Alman (Max Planck Enstitüsü'ndeki ASDEX) ya da Japon makinelerinde test edilmeli, sonra pahalı, tehlikeli ve sorunlu bir proje başlatılmadan önce.
- Pahalı
- Tehlikeli
- Sorunlu
Bu tritiyumu kaplı hücrelerin etrafında (kaynak: CEA sitesi) iki şey bulunur:
- Doğrudan temas halinde, berilyumdan yapılan ilk duvar. Bu metal 1380°C'de erir. Tokamakta bu metalin davranışı test edilmemiştir. Berilyum çok toksiktir, berylliozis adı verilen, tedavisi olmayan bir akciğer hastalığına neden olur. Ayrıca kanserojeniktir.
Kaynak:
http://fr.wikipedia.org/wiki/B%C3%A9ryllium#Contamination_du_corps_humain
Tritiyumu kaplı bir eleman (bir başka "yeni deney")
Bazıları, bu elemanlarda lityumun alaşımlı hâlde olduğunu, kurşun bileşeni sayesinde daha az yanıcı olabileceğini savunabilir. Lityumun kaynama noktası 1342°C ve kurşunun 1749°C'dir. Sıcaklıkta artış olursa, lityum önce buharlaşır ve kurşundan ayrılır; daha az yoğun kabarcıklar oluşturur.
Diğer tarafta süper iletken mıknatıs bulunur; bu mıknatıs sıvı helyumla 3 °K'da soğutulur. Sıcaklık biraz olsun artarsa, süper iletkenlik sona erer. Süper iletkenliği kaybeden mıknatıs parçası dirençli hâle gelir; şiddetli Joule etkisi oluşur ve bu etki soğutucuyu buharlaştırarak, süper iletkenliği yok eder.
Bu iletkenler süper iletken durumdayken, Joule etkisi yoktur, ısı salınımı olmaz. Bu sistem, çevresel ısının bu elemanları sıvı helyum içinde tuttuğu için soğutulur.
Eğer bir yerde süperiletkenlik bozulursa, ilgili eleman dirençli hâle gelir ve ısınır. CERN'de 2008 yılında bir kaza meydana geldi. Bir kaynak noktasında süperiletkenlik kaybı yaşandı. Manyetikler üzerinden geçen akım 9000 amperdir. Elektrik arkı oluştu ve etrafındaki sıvı helyum buharlaştı. Patlama, 40 tonluk manyetikleri birkaç metre hareket ettirdi (...).
Bir füzyon reaktörü, zorunlu tritiyum kaplamasına sahip olduğunda, şu durumlarla birlikte bir felaket olabilir:
- Tritiyum kaplamasında bulunan lityumun şiddetli yanması (bu magnezyum gibi yanar. Televizyon programında bir gösteri yapmak gerekir).
- Suyla karşılaştığında patlama.
- Salınan ısı, komşu süperiletken manyetikleri etkiler ve bu manyetikler buharlaşır.
- Lityum yangını, toksik (civa zehirlenmesi) kurşun buharlarını ve tritiumu (radyoaktif) taşıyarak tritiyum kaplamasında sentezlenen maddenin tümünü taşır.
- "Birinci duvar" (berilyumdan 1-2 mm kalınlıkta) da buharlaşır ve toksik kirleticilerle karışır.
- Reaktörün yükünü temsil eden birkaç kilo tritiumun yayılması eklenir.
Her şey bir araya geldi...
Endişelenmeyin, böyle bir reaktör patlaması hemen içindeki tüm füzyon reaksiyonunu durdurur. Bu kadarı bile iyi bir şey. Bunu onlarca yıldır sizlere tekrarlıyorlar ve geleceğin nükleer reaktörlerinin güvenliğini anlatıyorlar.
Ama kimyasal açıdan bu ... Seveso.
ITER zirvesinde, Michèle Rivasi "Bir sorun ya da felaket durumunda kim sorumlu olacak? Kim ödeme yapacak?" diye sorduğunda açıkça rahatsızlık yarattı. Cevap, utanç içinde bir sessizlikti ve şu anlama geliyordu:
- Ama ne konuşuyorsunuz? Felaket mi? Elbette tüm önlemler alınmış olacak!
| Tritiyum kaplamasını oluşturmak için gerekli olan lityumun varlığı | reaktörü | temelde tehlikeli hâle getirir | . |
|---|
Bu kaçınılmaz tehlike, halka karşı dikkatlice saklandı ve "temel füzyon reaksiyonu" (deüteryum-trityum karışımı) adı verilen duman perdesiyle örtüldü.
Anlaşıldı mı? Bir "füzyon reaktörü", tek bir reaksiyon değil, iki reaksiyonla çalışır.
Açıklayalım:
2 Deüteryum + 3 Tritiyum → 4 Helyum + 1 nötron + enerji.
(Çekirdek füzyonun tarihinin en çok medya yankısı alan reaksiyonu)
Nötronlar yalnız başına salınan enerjinin %80'ini oluşturur: 14 MeV (Mega elektron-volt).
Helyum, bu enerjinin %20'sini temsil eder. Bu enerji, plazmada çarpışmalarla iletilerek reaktörde 100-150 milyon derece sıcaklığı korumak için kullanılır.
Nötronlar elektrik yüküne sahip olmadıkları için "manyetik bariyeri" geçer ve berilyumdan yapılan "birinci duvara" çarpar. Ya duvarı geçer, etkileşime girmez, ya da etkileşime girer ve bir reaksiyona neden olur:
9 Berilyum + nötron → 2 Helyum + 2 nötron
İkinci reaksiyon, füzyon reaktörü için mutlaka gereken, trityumun yeniden üretimini sağlayan reaksiyondur:
1 nötron + 6 Lityum → 4 Helyum + 3 Tritiyum + enerji.
Bu iki temel reaksiyonu birleştirirsek:
2 Deüteryum + 3 Tritiyum → 4 Helyum + 1 nötron + enerji (füzyon)
1 nötron + 6 Lityum → 4 Helyum + 3 Tritiyum + enerji (tetiklenmiş füzyon)
tek bir reaksiyon haline getirebiliriz:
2 Deüteryum + 6 Lityum → 2 × 4 Helyum + enerji
Böylece "bir füzyon reaktörü", süper üretkenlerle benzerlik gösteren bir sistemdir ve yalnızca deüteryum-trityum karışımını değil, deüteryum-lityum karışımını tüketir. Bu iki madde deniz suyunda bol miktarda bulunur.
Bu yüzden "sınırsız enerji" fikri ortaya çıktı.
Her şey bu kadar doğru. Ancak trityumun yeniden üretim reaksiyonunun nasıl çalıştırılacağı bilinmelidir; bu reaksiyon çok tehlikeli ve henüz deneyimsizdir. Bu sadece ITER'de "test edilecek".
Bu yüzden, halkın yerel olarak, birkaç "ekolojik heyecanlı" dışındakiler hariç, tehlikeli bir projenin bölgede yerleşmesine karşı bu kadar pasif kalmasını sağlamak için, onlarca yıldır yoğun bir bilgiye karşı mücadele ve medya anestezi uygulandı. Aix belediye başkanı Maryse Joissains, ITER'e kararlı destek verdi.
Tritiyum kaplaması, yukarıdaki şekilde gösterilen N adet elemandan oluşmalıdır. ITER deneyiminde bu tür birkaç eleman yerleştirilecek. Belki sadece bir tanesi, diğerleri nötronlara karşı bariyer görevi gören bir kabukla değiştirilecek. Muhtemelen kurşun.
Bu tritiyum kaplamasının tüm odada dağıtılması, sonraki proje DEMO için planlanıyor.
ITER projesine bakıldığında, her yönden çok karmaşık problemlerle karşılaşılmaktadır; bunların çoğu test edilmemiş çözümlerle ele alınmaktadır. Karmaşıklık, geliştirme süresini uzatır ve maliyetlerin patlamasına yol açar.
Karmaşıklık açısından ITER ile füzyon reaktörü arasında, bir turbojet motor ile bir su kaynatıcısı arasındaki fark kadar fark vardır.
ITER'in tasarımcılarına şu soruyu sormak mümkündür:
- "Birinci duvar", tritiyum kaplamasına sahip olarak, ısıyı uzaklaştırıcı sistemle birlikte çalışırken, beklenen sonuçları verecek mi? Bu, gerçekten de "önceden görülmemiş bir deney" değil mi?
ITER'in çalışmasıyla ilgili başka bir sorun da hidrojen iyonlarının etkisiyle birinci duvarın aşınmasıdır. Burada yön verici fikirler, Fransa'da Cadarache'de bulunan ve 4 tesla manyetik alan üreten Fransız tokamak Tore Supra'da elde edilen sonuçlara dayanmaktadır. Bu deneyler füzyon sıcaklıklarına ulaşmayı başaramadı. (Bir hatayla ilgili bilgi almak istiyorum, çünkü bu bilgiyi doğrulamak istiyorum.) Sıcaklıklar birkaç milyon derece civarındaydı. Ancak çalışma süresi 6 dakikaya kadar uzatıldı.
Bu sayede, sıcak plazmaya çok yakın ya da temas halinde olan duvarların davranışları incelendi. Odanın içi karbon tuval (CFC) ile kaplandı; bu tuvalar uzay mekiği tuvalarına oldukça benziyordu. Yani karbon ve karbon lifi karışımıydı. Karbon iyi ısı iletkenidir ve yüksek sıcaklıklara dayanır. Bu yüzden araştırmacılar, "limitatör" adı verilen bir duvar üzerinden iletim yoluyla ısının nasıl toplandığını incelediler. Bu dairesel yol, toroidal odanın alt kısmında görülebilir.
Tore Supra Odası. Altta limitatör
Odadaki duvarlar, 1 megavat/m² ısı akısı ile test edildi; limitatörde bu değer 10 megavat/m²'ye çıktı ve yüzey sıcaklığı 1200-1500°C'ye ulaştı. Limitatör bir ısı değiştiricidir; arkasında 40 bar basınçta 220°C su dolaşır. Bu düzenek, tokamakta ısının geri kazanılabilirliğini test etmeyi sağlar.
Bir açıklama: Son zamanlarda doğrulamamı istedim. JET'te "deüteryum-trityum füzyonu", yani "sihirli çift" başarıyla gerçekleştirildiğini duyurduk. Aslında, ve bu çok az bilinir, çoğu füzyon deneyi deüteryumla yapıldı; çünkü bu reaksiyon biraz daha yüksek sıcaklık gerektiriyor: 150 milyon derece.
****http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusion_nucl%C3%A9aire
Deüteryumun füzyon yakıtı olarak kullanıldığı bir reaktörde gerçekleşen reaksiyonlar
Kaynak:
• deüteryum + deüteryum → (helyum 3 + 0,82 MeV) + (nötron + 2,45 MeV)
• deüteryum + deüteryum → (trityum + 1,01 MeV) + (proton + 3,03 MeV)
• deüteryum + trityum → (helyum 4 + 3,52 MeV) + (nötron + 14,06 MeV)
• deüteryum + helyum 3 → (helyum 4 + 3,67 MeV) + (proton + 14,67 MeV)
İngilizler, kavramı doğrulamak için bazı deüteryum-trityum deneyleri yaptı. Ancak kaynakma göre, deneylerin çoğu deüteryumla yapıldı; muhtemelen maliyet nedeniyle.
Radyatif kayıplar.
Plazma ışıma yoluyla enerji kaybeder; bu ışıma türü "elektron gazıdır". Önce senkrotron ışıması vardır; bu, elektrik yükü taşıyan parçacıkların makine manyetik alanında dönerken enerji kaybını gösterir. İkinci kayıp kaynağı "frenleme ışıması" veya bremsstrahlung'dur. Bir elektron bir iyonun yakınından geçerken yörüngesi bükülür. Yavaşlar ve bu tür ışıma oluşturur; bu ışımanın şiddeti iyonun elektrik yükü Z'nin karesiyle artar.
Frenleme ışıması (bremsstrahlung)
Bu yüzden karbon, şu nedenlerle ilginçti:
- Yüksek sıcaklıklara dayanımı (bu "tuval"lar uzay mekiği tuvalarına çok benzer) - İyi ısı iletkenliği - Karbon iyonlarının taşıdığı elektrik yükü sayısı düşük (dört).
Bu frenleme ışıması mekanizmasında, bir karbon iyonu (duvardan koparılarak plazmayı kirleten) elektron-hidrojen iyonu etkileşimiyle karşılaştırıldığında 16 kat daha fazla kayıp yaratır.
Ancak karbon aşınmaya uğrar ve hidrojen için bir "gerçek pompa" gibi davranır; hidrojeni emerken aynı zamanda hidrokarbonlar üretir. Eğer bu hidrokarbonlar trityum atomlarıyla karışır, karbon kirlenir ve radyoaktif hâle gelir (trityumun yarı ömrü 12 yıldır).
Bu yüzden, karbon yalnızca (daha sonra görüleceği gibi) atıkları emici olarak kullanılmak üzere bırakılabilir.
ITER için iç duvar alanı 1000 metrekareyi buluyor. Seçim yapıldı: 700 metrekare berilyumla kaplanacak; bu, en hafif metaldir ve ergime sıcaklığı 1280 °C'dir. Bu malzemenin altından geçecek olan bir sistemle ısı taşınması bekleniyor (basınçlı su). Plazmaya iyon koparılma yoluyla kirlilik açısından, bu malzeme 6 elektrik yükü taşıyacak ve hidrojen atomu-elektron etkileşimiyle karşılaştırıldığında 36 kat daha yüksek radyatif kayıplara neden olacak.
Füzyon her durumda helyum üretir. ITER gibi bir reaktör, plazmada %10 helyum varsa çalışamaz; çünkü bu, reaksiyonun "kül" parçasıdır. Bu yüzden helyum sürekli olarak uzaklaştırılmalıdır.
Bu da limitatörün göreviydi; ancak mühendisler başka bir geometri tasarladı ve bunun sonucunda divertör adı verilen bir yapı ortaya çıktı. Bu, toroidal odanın tabanında görünen iki yarıkla temsil edilir:
Divertör modüllerden, değiştirilebilir parçalardan oluşur. Bunlardan biri aşağıda gösterilmiştir.
Divertör modülü
Yeşil alanlar tungsten kaplamasını temsil eder. Bu metal, ampul filamentlerinin yapımında kullanılır ve tüm metaller arasında en yüksek ergime sıcaklığına sahiptir: 3000°C. Şekli, özel bir manyetik geometri ile açıklanabilir; bu geometri iyonları yakalayıp tutmayı sağlar:
Açık mavi: berilyum. Koyu mavi: tungsten. Siyah: karbon.
Kuşkunun kuyruğu şeklinde bir manyetik geometri görebilirsiniz. Bu iki yarıkta bulunan yarık, plazmanın pompalanmasını ve "külün" (helyum), istenmeyen iyonların (radyatif soğutma nedeniyle) uzaklaştırılmasından sonra tekrar odaya geri verilmesini sağlayan bir ağız oluşturur: karbon, berilyum ve tungsten.
Tungsten, bu açıdan en zararlı kirlilik kaynağıdır. Çünkü atomu 74 elektrona sahiptir. Uzmanlar bana, füzyon plazmasıyla karışan tungsten iyonlarının 50-60 elektrik yükü taşıyabileceğini söylediler. Bu yüzden bir elektronun bu iyonlarla etkileşimi, hidrojen iyonu ile etkileşimden 3600 kat daha yoğun bir frenleme ışıması kaybına neden olur.
Burada bahsedilen kayıplar, frenleme ışıması (bremsstrahlung) kayıplarıdır. Ancak bunlardan daha önemli başka kayıplar da vardır; bu kayıplar "serbest-bağlı" geçişlerle ilişkilidir.
Elektronlar deüteryum, trityum, helyum veya berilyum iyonlarıyla karşılaştığında çekirdeklerin tüm elektronlarını kaybederler. Ancak tungsten için bu durum işlevsel koşullarda geçerli değildir. 15-25 elektron (74'ten) çekirdeğe bağlı kalır. Bu yüzden serbest bir elektronla etkileşime girerse, bu kalıntı elektron kabuğunu uyarır; hemen ardından radyatif de-ekzitasyon gerçekleşir ve bir foton salınır. Yeni bir kayıp, bu da çok önemlidir.
Bu yüzden tungsten iyonlarının kirliliği, reaktörün tamamen durmasına kadar düşüşe neden olabilir.
Bir uzmanla görüşmelerim sonucu, ağır iyonların pompalanmasının divertörün iki parçası arasında bulunan yarıklarda, santimetrelik açıklıklardan yapılacağını öğrendim.
JET orijinal olarak bir "limitatör" ile donatılmıştı; Tore Supra'daki gibi. İngilizler, odanın tungstenle kaplanmasını ve altına bir divertör yerleştirilmesini sağladılar. Michèle Rivasi 16 Mayıs'ta Aix'de yaptığı konuşmada bunun, İngiliz deneylerinin sonuçlarını göz önünde bulundurmadan ITER projesine atlamadan önce yapılması daha akıllıca olabileceğini belirtti.
Berilyum duvarı için de aynı görüş geçerlidir.
Divertör sistemi başka bir yerde test edildi mi?
Plazmanın saf kalmasını sağlayabilir mi?
Uzmanların yanıtı:
- Sadece deney, cevabı verecek.
Sonuç:
ITER makinesine girildiğinde, baş döndürücü bir karmaşıklıkla karşılaşılmaktadır. Bu cihaz, füzyon reaktöründen 100 kat daha karmaşıktır. Onlarca sorun taşıyor ve bunların bazıları henüz test edilmemiş çözümlerle ele alınmaktadır. Divertörün etkinliği ve berilyum duvarının dayanıklılığı hâlâ spekülatif alanda kalıyor. Ancak bu sürekli kirlilik temizleme yönteminin başarısı, gelişimin devam etmesi için zorunlu bir koşuldur.
Bu açıdan ITER, ilginç bir deneydir; yüksek düzeyde tez ve karmaşık araştırmalar için bir zenginlik sunar. Ancak aynı zamanda
15 milyar avroluk bir deney
(Şu an için)
Herhangi bir ek sorun, bütçenin yeniden patlamasına neden olacaktır. Bu yüzden parlamentoların bunu fark etmeleri ve geleneksel büyük sözlerle kendilerini uyuşturulmalarını, dumanla kandırılmalarını önlemeleri gerekir:
- Deney tüpünde güneş - Sınırsız enerji ….
Projeye katılan bir araştırmacıya sorduğumda:
- Bu makine elektrik üretici hâle gelmesi için ne zaman ve ne maliyetle beklenir?
Cevabı:
- Onlarca milyar avroya yakın olmasa bile, onlarca yıl geçse bile umut edilebilir.
Menü masada. Çok pahalı, çok yavaş, çok sorunlu.
Enerji ihtiyaçları açısından, bu durumda ne gibi çözümler var?
Nükleer füzyon:
- Tehlikeli - Çevreye ve sağlığa zararlı. - Atık yönetimi için hiçbir çözüm yok.
Füzyon, ITER yoluyla:
- Çok pahalı - Çok sorunlu - Çok yavaş
Bore-Hidrojen temelli, nötron üretmeyen füzyon: Belirsiz bir gelecek ama düşük maliyet. Bu yüzden temel araştırmalar başlatılmalıdır.
Kömür gazı: Yeraltı sularının kirlenmesi
Gaz ve petrol geri alınması: İthalat baskısı, sınırlı kaynaklar, çevre kirliliği (dahilinde karayolu kirliliği), sera gazı emisyonları.
Kalan seçenekler, büyük, çeşitli ve teknolojik düzeyi düşük olan yenilenebilir enerji kaynaklarıdır.
Eğer tüm ülkeler bu çözümlere masif şekilde yatırım yaparsa (sadece evsel kurulumlardan çok daha fazlası), nükleer enerji ve silah geliştirme için harcanan parayı bu çabaya harcarsa, tüm sorunlar hızlıca çözülebilir!
Ancak bu tür bir yaklaşım, farklı nedenlerle yoğun dirençlerle karşılaşır.
- Nükleer enerjiye yapılan devasa yatırımların artık geçersiz hâle gelmesi. Hemen ekleyelim ki, bu tür yatırımların yapılması ve sürdürülmüş olması, öncelikle askeri amaçlar (plutonyum üretimi odaklı) doğrultusundadır.
- Yenilenebilir enerji geliştirme için gerekli teknolojik düzeyin düşük olması (çöl bölgelerinde, jeotermal aktif bölgelerde, okyanuslarda vb.) gelişmiş ülkeleri ve daha önce teknolojik olarak geride kalmış gibi görünen ülkeleri aynı düzeye getirir.
- Bu yaklaşım, "Yeni Dünya Sırası", "globalizasyon" ve hatta "kapitalizm karşıtı" bir politikadır.
31 Mart 2011 tarihinde Tokyo'da yapılan ziyaret sırasında Cumhurbaşkanı Nicolas Sarkozy'nin görüşü
- Fransa nükleer enerjiyi seçti .....
Hangi Fransa? Temsilcileri, nükleer elitler, Politeknik okulu maden mühendisleri, askeri yetkililer mi? Atom baronları mı?
Fransızlar "nükleer enerjiyi seçmediler".
Japon Nobel ödüllü bilim insanı Masatoshi Koshiba'nın ITER hakkındaki görüşü
(1) : Divertör aracılığıyla deüteryum-trityum karışımının enjeksiyonu
(2) : Sarı renkli plazma
(3) : 14 MeV enerjili nötron akımı, trityum üretici kaplamaya (4) çarpar; bu kaplama aynı zamanda ısıyı toplama sistemi olarak da işlev görür ve ısı, bir ısı değiştirici-türbin-alternatör (5) sistemine yönlendirilir.
Neyi Yeni Kılavuz (İndeks) Ana Sayfa
