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

Experimentarium Bilim Merkezi’nin kurucu müdürü Asger Hoeg ile Türkiye’deki bilim merkezlerinin nasıl geliştirilebileceğini konuştuk.

Kimya

Nobel Kimya Ödülü’nün bu yılki sahipleri Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nden Frances H. Arnold, Columbia Üniversitesi’nden George P. Smith ve Cambridge Üniversitesi’nden Gregory P. Winter oldu.

Kimya

Sonbahar mevsiminin en belirgin özelliklerinden biri doğadaki renk cümbüşüdür. Ağaçların yaprakları yeşilden parlak sarıya, turuncuya, kırmızıya ve kahverengiye doğru renk değiştirir.

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yoğunluk kavramından faydalanarak kendi gökkuşağımızı oluşturacağız.

Kimya

Toryumun doğal olarak bulunan altı izotopu (proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlara izotop denir) var. Bunlardan toryum-232 yer kabuğunda en yaygın olarak bulunan toryum izotopu. Yarı ömrü ise 14 milyar yıl yani neredeyse evrenin tahmin edilen yaşıyla eşit.

Kimya

Mikroakışkanlar temelini fizik, kimya, biyoloji ve mühendislikten alan disiplinler arası bir araştırma alanıdır. Bu alanda minyatür sistemlerin üretilmesine yönelik araştırmalar yapılır. Bu sistemler DNA çiplerin üretimi, biyolojik tahliller ve kimyasal sentezler gibi amaçlarla kullanılabilir.

Kimya

Uluslararası bir araştırma grubu, paketleme ve tekstil alanlarında en sık kullanılan polimer türlerinden biri olan polietilen tereftalatı (PET) biyolojik olarak parçalayabilen enzimin verimliliğini artırmayı başardı.

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde meyve ve sebzeleri kullanarak kendi pilimizi tasarlıyoruz.

Kimya

Toplumda bilim kültürünün ve iletişiminin geliştirilmesini amaçlayan Bilim ve Toplum Programları 2007 yılından bu yana Bilim ve Toplum Daire Başkanlığı tarafından yürütülüyor.

Kimya

Dünya genelinde farklı üniversitelerden bilim insanları tarafından gerçekleştirilen araştırmada atmosferdeki karbondioksit seviyesindeki artışın tarım ürünlerinin protein, vitamin, mineral gibi besin değerlerini etkilediği anlaşıldı.