REAKTÖR

Tarih 25 Haziran 2009

REAKTÖR i. (fr. reacteur). Havc. Yakıt olarak çevre havayı kullanan ve pervane­lerin yardımı olmaksızın doğrudan doğruya tepki ile çalışan, iki ucu açık boru biçi­minde itici.
Bk. TEPKİLİ, PÜLSOREAKTÖR, STATOREAKTÖR, TÜRBOREAKTÖR.

— Nükl. içinde, fisyona uğrayarak (bk. ATOM), enerji üreten zincirleme bir tepki­me verebilecek bir madde bulunan cihaz. (Eşanl. Atom PİL’i.) [Bk. ANSiKL.]
|| Ha­vuzlu reaktör, içinde, fisyona uğrayacak maddenin daldırıldığı, hem soğutucu akış­kan, hem de biyolojik koruyucu görevi ya­pan sıvı bir yavaşlatıcı (su veya ağır su) bulunan nükleer reaktör.

— Petr. Cracking, reforming, alkiliasyon v.b. tepkimelerinin yapıldığı cihaz; içinde bir katalizör bulunan ve basınç altında tu­tulan silindir biçiminde bir hazneden mey­dana gelir.

— ANSiKL. Nükl. • ilke ve çalışma. Bir reaktör’ün vtya atom pilinin temel ele­manları şunlardır:
1. yakıt; bileşiminde, kozmik kaynaklı nöt­ronların reaktörde ilk tepkimeleri doğurabilmesi için, kolayca fisyona uğrayan bir madde bulunmalıdır. Kolayca fisyona uğ­radığı bilinen elementler şunlardıı: uran­yum 235 ( 235/92 U), tabiî uranyumda çok az miktarda (140 gr’da 1 gr) bulunan bu izo­top, kütle spektrografıyle izotop ayırma sırasında veya uranyum flüorür gazların yayınmasıyle elde edilebilir; uranyum 233, bir pilde toryum 232′yi nötronlarla bombar­dımana tutarak elde edilir; plütonyum 239 ( 239/94 Pu) tabiî uranyumun temel bileşeni olan bu izotop, pillerde uranyum 238′in (238/92 U) nötronlarla bombardımana tutul­masından elde edilir.

Demek ki reaktör yakıtlar, tabii uranyum (tabiî uranyumlu bir pil veya primer pil, hem enerji, hem de fisyona uğrayabilen bir yakıt 239/94 Pu üretir), 235 / U izotopu halinde zenginleştirilmiş uranyum ve plü­tonyumudur;

2. yavaşlatıcı (veya moderatör); nötronları atom çekirdeklerine çarptırarak, hızları or­tamın sıcaklığına tekabül eden termik çal­kalanma hızına eşit oluncaya kadar ya­vaşlatmağa ve böylece fisyonu meydana ge­tirebilecek ısıl nötronlar haline dönüştür­meğe yarar. Yavaşlatıcı, hafif çekirdekli elementlerden meydana gelmelidir; çünkü ağır bir çekirdeğe çarpan bir nötronun hızı değişmez.
Ayrıca, çarpmalar nötron­ların soğurulmasına yol açmamalıdır. Me­selâ su, nötronları soğursaydı iyi bir ya­vaşlatıcı olurdu: bu bakımdan, ancak zen­ginleştirilmiş uranyumla çalışan reaktörler­de kullanılabilir. Ağır su ise, tabiî uran­yumla çalışan reaktörler için çok uygun­dur. Ağır sudan daha az etkili olan gra­fitin tek üstünlüğü bol miktarda üretile-bilmesidir. Glüsin ve difenil de iyi birer yavaşlatıcı olabilir;
3. soğutucu akışkan; ısının işe dönüşümün­de yüksek bir verim sağlayabilmek için, yüksek sıcaklıklarda meydana gelen kalorileri mümkün olduğu kadar atmağa ya­rar. Su, ısı alışverişinde çek iyi bir etken olmakla beraber soğurucudur; ağır su, ta­biî uranyumla çalışan reaktörlerde basınç altında kullanılır.
Soğutucu, akışkan bir gaz, meselâ karbon dioksit olabilir; bu gaz, ısı alışverişinde pek iyi bir etken de­ğildir, fakat nötronları soğurmaz; soğu­tucu olarak, yüksek basınç altında hel­yum da kullanılabilir, ama pahalıdır. Ni­hayet, ısı alışverişinde çok güçlü etkenler olan sodyum, potasyum gibi ergimiş ma­denlerden de yararlanılabilir, fakat bunlar da dolaşım borularını aşındırır.

• Tabiî uranyumla çalışan bir reaktörün şeması. İçinde ağır su bulunan alüminyum­dan bir küvet içine, düşey olarak asılmış uranyum çubukları yerleştirilmiştir; bu çu­bukların her biri birçok eşmerkezli alü­minyum boru ile çevrilidir; borularda, açı­ğa çıkan kalorileri sıcaklık değiştiricisine ileten sıkıştırılmış gaz dolaşır. Alüminyum küvet, reflektör rolü oynayan bir grafit tabakasıyle çevrilmiştir; bu tabaka, tepkime ortamından kaçmağa çalışan nötronları ye­niden içeriye doğru fırlatır; böylece, fis­yona uğrayan maddenin kütlesindeki azal­manın önüne geçilir. Pilin içine az veya çok daldırılan kadmiyum çubuklar nötron­ları soğurur ve tepkimenin gidişini, dolayısıyle pilin gücünü ayarlar.

Reflektör, grafitte meydana gelen ısıyı bo­şaltan dökme demirden bir gömlekle ve za­rarlı ışımaları soğuran bir beton blokuyle çevrilidir. Şiddetli ışımalara tutulacak mad­deler, yan taraftaki bir kanaldan pilin içi­ne sokulur.

• Reaktörlerin kullanılması. Reaktörler, fisyona uğrayabilen maddeler (plütonyum, uranyum), bol miktarda radyoaktif izotop ve ısı enerjisi üretmekte kullanılır; bu ısı enerjisi, bir buhar (gemilerin itilmesi) veya gaz (uçakların itilmesi) türbiniyle mekanik enerjiye dönüştürülebildiği gibi, sırasında elektrik enerjisine de dönüştürülebilir.

• Geleceğin pilleri. Bugün, termonükleer reaktör’ler’in yapımı tasarı halindedir; bu reaktör, iki döteryum çekirdeğinin sente­ziyle bir helyum çekirdeği üretecek ve böy­lece kütleyi binde 1 oranında küçülterek çok yüksek enerji açığa çıkarabilecektir. Böyle bir tepkime, ancak bir noktadaki sıcaklık çok yüksek olduğu zaman sağla­nabilir; sonra bu sıcaklık yakıt kütlesinin içinde yayılır.
Ayrıca, sıvı hidrojenden bir u- mezonlar demeti geçirerek mezon hidrojen’nin elde edilebileceği de düşünülmektedir; bu mezon hidrojeni bir netron gibi davranacak ve bir döteryum atomunun bombardımanıyla 5 MeV’luk bir enerji açığa çıkararak bir helyum 3 atomu verebilecektir. (L)