Basınçlı Ağır Su Reaktörü CANadian Deuterium Uranium Reactor Ağır sulu reaktörler, tasarımlarında, fiziksel ve termodinamik özellikleri suya çok benzeyen ancak nötronik özellikleri farklı olan ağır suyu (D2O) soğutucu ve yavaşlatıcı olarak kullanan reaktörlerdir. Ağır suyun nötron yavaşlatma gücünün normal sudan daha iyi olması ve soğurma özelliğinin daha az olması ile bu tip reaktörlerde yakıt olarak doğal uranyumun kullanılmasına olanak verir. Ağır sulu reaktörler içinde en çok tercih edilen tip Basınçlı Ağır Su Reaktörleridir . Bu reaktörlerde soğutucu, PWR'lerde olduğu gibi basınç altında tutularak kaynaması önlenir. Basınçlı Ağır Su Reaktörlerinin en yaygın olarak kullanılan tipi CANDU 'dur. CANDU reaktörü, basınç tüpü tasarımına sahip bir PHWR'dir. Reaktör kazanı kalandria adı verilen büyük silindir şeklinde bir tanktır. Bu tankın içinden yakıt kanalları adı verilen birkaç yüz tüp geçer. Yakıt kanallarına yakıt demetleri yerleştirilir. Bunlar kaynamanın engellenmesi için atmosfer basıncının 100 katı basınç altında tutulan ağır su soğutucu ile soğutulur. Soğutucu, önce yakıt kanallarına, buradan buhar üreteçlerine pompalanır. Buhar üretecinde enerjisini bırakarak çıkan soğutucu başka bir kanaldan ve ters yönden yeniden reaktör kalbine gönderilir ve buradan çıktıktan sonra diğer buhar üretecine gider. Elektrik üretimi sistemin ikincil bölümünde PWR reaktörüne benzer şekilde gerçekleşir. Önemli sistem bileşenleri arasında basınçlayıcı, yakıt değiştirme makinası, 2 farklı kapatma sistemi ve acil durum kalp soğutma sistemi sayılabilir. Sistem doğal uranyum kullanacak şekilde tasarlanmıştır ve yakıt değiştirme makinası vasıtasıyla reaktör çalışırken yakıt değiştirilebilmektedir. Kaynar Sulu Reaktör Tipi Dünyada elektrik enerjisi üreten reaktör tipleri arasında basınçlı su reaktörlerinden sonra en yaygın olarak kullanılan Kaynar Sulu Reaktörlerin ticari amaçlı ilk örneği olan 180 MWe gücündeki Dresden-1 reaktörünün yapımına, General Electric firması tarafından 1957 yılında başlanmış ve bu reaktör 1961 yılında işletmeye alınmıştır. <LI style="TEXT-ALIGN: justify; PADDING-LEFT: 30px">% 3 civarında zenginleştirilmiş UO2 yakıt kullanır. <LI style="TEXT-ALIGN: justify; PADDING-LEFT: 30px">Üretilen enerjinin çekilmesi giriş sıcaklığı 275oC, çıkış sıcaklığı 290oC civarında olan, atmosfer basıncının 70 katı basınç altında tutulan soğutucu vasıtasıyla sağlanır; <LI style="TEXT-ALIGN: justify; PADDING-LEFT: 30px">Belli bir oranda buharlaşan soğutucu, nem ayırıcı ve kurutuculardan geçtikten sonra taşıdığı ısı enerjisi türbin-jeneratör biriminde elektrik enerjisine dönüştürülür. <LI style="TEXT-ALIGN: justify; PADDING-LEFT: 30px">Yoğuşturucuda sıvı fazına dönen soğutucu yeniden reaktör kalbine gönderilir. Reaktör kontrolünde ve kapatmada kullanılan kontrol çubukları, kalp içerisinde düzgün bir ısı dağılımı sağlamakta kullanılan kalp içi çevrim pompaları ve bir kaza durumunda reaktör kalbini soğutan acil durum kalp soğutma sistemi önemli bileşenler arasında sayılabilir. Basınçlı Su Reaktörü Tipi kaynak

İleri Reaktörler Dünyada yeni nükleer santraller kurulmasına olumsuz etki yapan üç temel husus bulunmaktadır. Bunlar: Ekonomi: Yeni nükleer santraller rekabet ettikleri kombine çevrim doğal gaz santralleri gibi diğer enerji kaynaklarından daha ucuza üretim yapabilmeli ve özellikle yatırım maliyetleri azaltılmalıdır. Halkın kabulü: Three Mile Island ve Çernobil kazaları pek çok ülkede nükleer santrallere duyulan güveni sarsmıştır. Radyoaktif atık: Radyoaktif atık sorununun çözümü belli olmakla birlikte, henüz hiç bir ülke yüksek seviyeli radyoaktif atıkların nihai depolanması konusunda endüstriyel ölçekte bir tesisi hayata geçirmemiştir. Bu durumda nükleer enerji üretiminde kullanılmak üzere kullanılacak yeni nesil reaktör/yakıt çevrimleri teknolojileri ekonomik olarak diğer enerji üretim tesisleri ile rekabet edebilir, mevcut reaktörlerden daha güvenli ve ortaya çıkan atıkların yönetimi konusunda kamuoyunun ikna edilebildiği teknolojileri kullanan reaktör/yakıt çevrimleri teknolojileri olmalıdır. Bunu sağlayabilmek için ileri reaktör tasarımları geliştirilmiş ve bunların bazılarının ticari olarak kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi çalışmaları devam etmektedir. İLERİ REAKTÖRLER Mevcut reaktör tasarımlarının çeşitli özelliklerinin geliştirilmesi ile ortaya çıkan yeni tasarımlar ileri reaktörlerdir. İleri reaktörler aşağıdaki gibi sınıflandırılmaktadır. ·Evrimsel Tasarımlar : Mevcut tasarımlardan çok büyük sapmalar içermezler sadece belli özellikler geliştirilmiş ve yeni teknolojiler kullanılmıştır. · Yenilikçi Tasarımlar : Büyük değişiklikler ve kavramsal yenilikler içerirler ve genellikle bir pilot tesis ile yapılan yeniliklerin ispatlanması gerekir. Evrimsel tasarımlar ticari olarak kurulup işletilmekle birlikte henüz ticari olarak bir yenilikçi reaktör tesisi kurulmamıştır. Ancak; · Enerji Piyasalarındaki Değişimler Yüksek Kapital Maliyet 1500-3000 USD/kW Makul kurulum süresi Doğal gazla rekabet · Halkın Kabulü Daha fazla güvenlik Daha ucuz elektrik Daha az atık Çevre dostu teknoloji · Sürdürülebilir Kalkınma Kaynakların verimli kullanılması Atık sorununun çözülmesi gibi faktörlerde nükleer santraller lehinde gelişmeler beklenmesi nedeniyle yenilikçi reaktörlere olan ilginin ve ihtiyacın daha hızlı artacağı öngörülmektedir. Gaz Soğutmalı Reaktörler Yenilikçi reaktör tasarımlarından biri olan gaz soğutmalı reaktör çalışmaları 1950lerde başlamış, bazı başarılar sağlanmıştır . Gaz soğutmalı reaktörlerde, nükleer yakıtlarda üretilen enerji gaz formundaki akışkan kullanılarak çekilir. Nötronların yavaşlatılması için grafit kullanılır. Malzeme ve Gaz türbini teknolojisindeki gelişmeler, bunları kullanan yenilikçi tasarımlarla yeniden cazip hale gelmiştir. Bu tasarımlar Yüksek çalışma sıcaklığı, Yüksek Verim Proses ısısı üretimi Geliştirilmiş güvenlik, Kendiliğinden güvenli sistemler Basitleştirilmiş güvenlik sistemleri Çevre dostu tasarım, Kaynakların verimli kullanımı Daha az atık üretimi Modüler tasarıma yatkınlık ve Değişik yakıt çevrimlerine yatkınlık özellikleriyle dikkat çekmektedirler. Gaz soğutmalı reaktör tasarımlarında yakıt elemanı olarak küresel veya prizmatik yakıt kullanılmaktadır. Küresel yakıt elemanlarında, çok küçük yakıt zerreleri halinde olan UO2, pirolitik karbon (düşük ve 2 adet yüksek yoğunluklu olmak üzere 3 katman) ve silikon karbid'den oluşturulan toplam 4 katman arasındadır (Şekil 1). Şekil 1. Gaz Soğutmalı Reaktör Yakıtları - TRISO Parçacığı ve Küresel Yakıt Prizmatik yakıt elemanları ise, yine çok küçük UO2 tanecikleri ile doldurulan silindir yakıt çubuğu, grafit bloklar içindeki kanallara yerleştirilerek yapılır (Şekil 2). Şekil 2. Gaz Soğutmalı Reaktör Yakıtları - Prizmatik Yakıt Gaz soğutmalı reaktörler modüler tasarım özelliklerine sahiptir. Böylece tesis bileşenlerinin fabrikasyon üretimi ve paralel kurulum imkanı sağlanmaktadır. Bileşenlerinin taşınma kolaylığı ve çabuk montaj avantajlarıyla birleşince bu özellikler gaz soğutmalı reaktörlere ekonomik avantajlar sağlamaktadır. Modüler tasarım özelliği, bu tesislerin uygun görülen yerlerde istenen miktarda kurulabilmesine ve bir modülün kurulumu devam ederken diğer modüllerde elektrik üretimi yapılabilmesine de imkan verir (Şekil 3). Şekil 3. Modüler Tesis Yerleşim Planı Gelişmiş Reaktör Sistemleri Gelişmiş Reaktörler geleneksel ticari reaktörlerde, Yatırım maliyetini düşürmek, inşa süresini kısaltmak, Tasarımı basitleştirmek ve işletme dalgalanmalarına dayanıklı hale getirmek ve işletimi kolaylaştırmak, Yüksek kullanılırlık sağlamak ve tesisi ömrünü uzatmak ( 60 yıl), Kalp erime olasılığını düşürmek, çevresel etkileri azaltmak, Yüksek yanma oranlarına ulaşarak kullanılan yakıt miktarını ve dolayısıyla ve atık miktarını azaltmak, Yakıt ömrünü uzatmak amacıyla gerçekleştirilen tasarımlardır. Gelişmiş tasarımların ilk grubu "3. Nesil Reaktörler" diye isimlendirilir ve ilk örnekleri 1996 yılından itibaren ticari işletmeye başlamışlardır. "4. Nesil Reaktörler" grubu henüz kavramsal tasarım aşamasındadır. 3. ve 4. nesil reaktörlerin geleneksel ticari reaktörlerden en büyük farklılığı, herhangi bir arıza veya sistemlerdeki yetersizliğin kazalara yol açmasını önlemek için aktif kontrol veya operatör müdahalesi gerektirmeyen, yerçekimi, doğal dolaşım ve yüksek sıcaklıklara dayanma gibi pasif veya kendiliğinden güvenli özelliklere sahip olmalarıdır.