Skip to content Skip to navigation

Nükleer Fisyon Reaktörlerinde Neden Uranyum-235 İzotopu Kullanılır?

Dr. Tuba Sarıgül
17/08/2018 - 08:30

Uranyum elementinin doğal olarak bulunan üç izotopu var (laboratuvarda yapılanlarla birlikte toplam 19 izotopu bulunuyor). Doğada bulunanlar uranyum-234, uranyum-235 ve uranyum-238. Aslında uranyumun bu üç izotopu da radyoaktiftir. Uranyum-238’in yarı ömrü yaklaşık 4,5 milyar yılken, uranyum-235’inki yaklaşık 700 milyon yıldır.

Nükleer reaktörlerde bir nötron ağır bir çekirdeğe, örneğin uranyum-235’e çarptığında çekirdek tarafından yakalanır ve zincirleme fisyon tepkimelerinin başlamasını sağlar. Uranyum-235’te zincirleme tepkimelerin başlamasını sağlayan nötron düşük enerjilidir (saniyede birkaç kilometre hızla gider). Uranyum-238’de ise zincirleme tepkimelerin başlaması için nötronun yüksek enerjili olması gerekir.

Çekirdek proton ve nötronlardan oluşur. Ancak çekirdeğin kütlesi daima protonların ve nötronların toplam kütlesinden daha düşüktür. Aradaki bu kütle farkı çekirdeği bir arada tutan çekirdek bağlanma enerjisinin bir ölçüsüdür. Dolayısıyla bir çekirdeğin bölünebilmesi için çekirdek bağlanma enerjisi kadar enerjiye ihtiyaç vardır. Bağlanma enerjisi kütle numarası yani toplam proton ve nötron sayısı arttıkça belli bir atom numarasına kadar artar. Atom numarası 60’ya yakın olan çekirdeklerde, örneğin demir atomunda bağlanma enerjisi en yüksektir. Bundan sonra ise kütle numarası arttıkça bağlanma enerjisi azalır.

Çekirdekteki proton sayısının nötron sayısına oranı da çekirdeğin kararlılığını etkiler. Proton ve nötron sayısı çift olan çekirdeklerde, çekirdekteki parçacıklar (protonlar protonlarla, nötronlar nötronlarla) çiftler halinde bulunur ve bu durum çekirdeğe kararlılık kazandırır. Proton ve nötron sayısı çift olan birçok çekirdek daha kararlıdır ve bu çekirdeklerin bağlanma enerjileri yüksektir. Uranyum-234 ve uranyum-238’de nötron sayısı ve kütle numarası çiftken, uranyum-235’te nötron sayısı ve kütle numarası tektir. Bu nedenle bağlanma enerjisi uranyum-234’ten ve uranyum-238’den daha küçük olan uranyum-235 daha kolay bölünebilir.

İlgili İçerikler

Kimya

Dünya’daki yaşamın temelinde karbon vardır. İnsanların ve diğer canlıların yapısındaki organik moleküllerin iskeletini karbon atomları oluşturur. Peki, evrendeki karbon nasıl oluştu?

Kimya

Bilim Çizgi Dizi köşesinde Nobel ödüllü bilim insanımız Prof. Dr. Aziz Sancar'ın hayat öyküsüne yer veriyoruz.

Kimya

1940’lardan beri organik madde içeren nesnelerin yaşını tespit etmek için radyokarbon tarihlendirme ya da karbon-14 tarihlendirme olarak adlandırılan yöntem yaygın olarak kullanılıyor

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kimya ve fizik bilgilerimizi kullanarak bir yumurtanın kabuğunu kırmadan çiğ mi yoksa pişmiş mi olduğunu nasıl anlayabileceğimizi öğreniyoruz.

Kimya

Limon suyu ekşidir. Elimizi yıkamak için kullandığımız sabun ise kaygandır. Bu maddeler sırasıyla asit ve baz olarak sınıflandırılır. Peki, asit ve baz nedir? Okulda kimya dersinde ya da laboratuvarında sıkça karşılaştığımız bu kavramlar neden önemli?

Kimya

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

Kimya

İdeal gazların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşmelerini bilardo ya da pinpon toplarınınkine benzetebiliriz. Bu etkinliğimizde de pipon toplarını kullanarak maddenin gaz hâlinin bir benzetimini yapacağız.

Kimya

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

Kimya

Herhangi bir maddenin bir molü atomlarının ya da moleküllerinin belirli bir sayısıdır. Bu değer Avogadro sayısıyla ifade edilir. Avogadro sayısının ismi İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.

Kimya

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan Kehang Cui ve Brian L. Wardle, bilinen en kara malzemeyi üretti. Malzeme, üzerine düşen ışığın %99,995’inden fazlasını soğuruyor.