Bugünkü sohbetimizde nükleer reaktörlerin yakıtını üreten tesislerde nükleer çubuk üretimini gözden geçirmek istiyoruz.

Geçen bölümden hatırlanacağı üzere İsfahan kentinin nükleer sitesine uğradığımızı ve bu tesislerde nükleer faaliyetlerle tanıştığımızı beyan etmiştik. Bu ziyaret aynı zamanda tarihi İsfahan kentini de tüm güzellikleri ile birlikte bir kez daha gezmemize fırsat sağladı.

Bu yüzden nükleer gezimize paralel olarak kentin Zayenderud ırmağının sahilinde de sıcak kanlı İsfahan halkı ile sohbet ettik.

İsfahan’ın Zayenderud ırmağının sahilinde bir kaç yaşlı İsfahanlı vatandaşla sohbet ettikten sonra yeniden İsfahan’ın nükleer yakıt üreten tesislerine yöneliyoruz ve burada nükleer reaktörler için üretilen nükleer yakıt sirkülasyonunun son halkasını öğrenmek istiyoruz.

Şimdi İsfahan nükleer tesislerinin nükleer yakıt çubuğu ve haplarını üreten ünitenin nihai bölümündeyiz.

Nükleer yakıt üretmek için gerekli olan yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası uranyum zenginleştirme fabrikası UCF’ten ve yine zircunium fabrikasından da zircunium boru buraya getiriliyor.

İsfahan’ın nükleer reaktörler için nükleer yakıt çubuğu üreten FMP fabrikası işin ta başından İranlı nükleer bilimcilerin kendi yeteneklerine göre inşa edildi. Bu merkez İranlı mekanik, kimya ve fizik bilimcilerinin emekleri ile donatılarak hizmete girdi ve hali hazırda da İran’ın ve hatta Ortadoğu bölgesinin tek nükleer yakıt haplarını üreten tek nükleer merkezdir.

Nükleer yakıt haplarını üretmek için ilkin yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası bir dizi işlemlerin ardından hazırlandıktan sonra ilaç firmalarında kullanılan bir nevi pres makinesine benzer bir pres makinesine yükleniyor. Bu pres makinesi her seferinde 50 kg uranyum di oksit pudrasını alıyor ve ardında aldığı bu pudrayı haplara dönüştürüyor.

Bu süreçte ilkin yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası pres makinesinde hap şeklinde dönüştürmek üzere hazırlanıyor. Bu prose için ilkin yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası elenerek homojen hale getiriliyor ve çeşitli ebatlarda olan gruplara ayrıldıktan sonra özel bir yapıştırıcı ve yine özel bir akıcı hale getiren madde ile birlikte özel mikserlere dolduruluyor. Bu aşama oldukça hassas bir aşamadır, zira elde edilen yeni karışın uygun olmazsa, pres makinesinin çıkışında elde edilen ham haplar, nükleer yakıt haplarını nihai şekline kavuşturan fırın aşamasına taşınırken kırılabilir ki bu durumda artık kullanılamazlar.

İsfahan nükleer tesislerinde faaliyet yürüten İranlı uzman bu merhale hakkında şu açıklamalarda bulunuyor:

Bu bölüm, yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrasını işleyen ve uranyum di oksit ham haplarını üreten salondur.  Bu salonda yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası salonun ham madde girişini oluşturuyor ve Granatör makinesinde uranyum di oksit granollerine dönüştürülüyor.

İranlı uzman şöyle devam ediyor:

Granoller aslında uranyum zerreciklerinin birbiriyle birleşen şeklidir ve hemen hemen köre biçiminde bir görünümü söz konusudur ve granol hale gelmemiş uranyum di oksit pudrasına göre daha akışkan özelliğe sahiptir. yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası bir sonraki aşamada şu mikser makinemize giriyor. Mikser makinesinde bu pudraya bir takım eklemeler yapılıyor, yani bazı maddeler ekleniyor. Bu maddeler aslında üretilen hapların özelliklerini iyileştiriyor.

İranlı uzman açıklamasını şöyle sürdürüyor:

Pres makinesinde ise yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası öteki maddelerle karıştıktan sonra uranyum di oksit haplarına dönüştürülüyor. Bu makinede yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrası yaklaşık her santimetreküpe 4 ila 6 ton basınçla ham haplara dönüşüyor. Ham hapların yoğunluğu ise santimetreküp başına 5 ila 6 gram civarındadır ve buradan seramik hap üreten salona gönderiliyor.

Nükleer yakıt haplarının şekli ve diziliş biçimleri nükleer reaktörlerin türüne göre birbirinden farklıdır. Buna göre de bu haplar genellikle biri içi dolu ve bir de halka şeklinde olmak üzere iki genel şekilde üretiliyor.

Nükleer yakıt haplarının üretiminde kullanılan pres makineleri çalışma hızı ve kontrol sürecine göre çeşitli şekillerdedir. Bu makinelerin en yaygın olan biçimleri döner presler ve sütun şeklindeki preslerdir. Sütun şeklindeki pres makinelerinde kalıpların derinliği, şekli, uygulanan basıncın süresi ve diğer bazı özellikleri üretilen nükleer yakıt haplarının kalitesi üzerinde çok etkilidir.

Pres makinelerinde nükleer yakıt haplarını üretmek için gerekli olan basıncın miktarı, santimetrekare başına yaklaşık 3 ila 4 ton kadardır. Böylece üretilen hapların yoğunluğu da santimetreküp başına yaklaşık 5.5 ila 6 gram kadardır.

Bur ünitede üretilen ham nükleer haplar nükleer yakıt komplekslerinde kullanmaya elverişli değildir, fakat hapların kalitesini yükseltmek için bu haplar yüksek sıcaklıktaki fırınlara verilir. Ham haplar yüksek sıcaklığı olan bu fırınlarda seramik haplar adını verdiğimiz haplara dönüştürülüyor ve daha fazla dayanıklı oluyor, üstelik yoğunlukları da artıyor ve genel özelliklerini da yükseltiyor. Her halükarda bu fırınların nihai ürünü uranyum di oksit seramik haplarıdır.

Pres makinelerinin çıkışından elde edilen ham nükleer haplar gerekli özelliklere kavuşmak üzere söz konusu yüksek sıcaklıktaki fırınlara verilmesi gerekiyor. Bu süreç biraz önce de belirtildiği üzere hapların yoğunluklarını önemli düzeyde arttırıyor ve gür yeşil renkteki uranyum di oksidin nükleer reaktörün kalbinde yüksek sıcaklıkta faaliyet edebilecek fiziksel özelliklere ve mikronik yapıya kavuşan gerçek seramik konumuna dönüşmesine imkan tanıyor.

İsfahan tesislerinde çalışan İranlı uzman şöyle devam ediyor:

Nükleer yakıt hapları yakıt çubuklarına yerleştirilmeden önce kalite kontrol bölümüne gönderiliyor. Bu bölümde hapların fiziksel ve kimyasal özellikleri ölçülüyor. Bu özellikler hapların yoğunluğu gibi özelliklerden ve yine üzerlerinde saflık derecesini belirlemek üzere yapılan kimyasal analizlerden oluşuyor ve işin sonunda hapların üzerinde nihai kalite kontrol işlemi hapların boyutları ve görünümü üzerinde yapılıyor ve kalite kontrolün tüm aşamaları tamamlandıktan sonra hapların saklandığı depolara gönderiliyor. Bu merhale, haplar nükleer yakıt çubuklarının içine yerleştirilmeden önceki son aşamadır.

İranlı uzman açıklamasının devamında şöyle diyor:

Nükleer yakıt haplarına seramik özelliğini kazandıran tek şey, yüksek sıcaklıktaki fırınlardır. Yani ancak yüksek sıcaklık, haplara seramik özelliği kazandırıyor. Yani özetli bu fırınlarda oluşturulan yüksek sıcaklık, yüzde 3.67 düzeyinde zenginleştirilmiş  uranyum di oksit pudrasından elde edilen ham hapları seramik özellikli haplara dönüştürebiliyor ve yoğunluklarını da yüzde 90 kadar arttırıyor.

Biraz önce de belirtildiği üzere, nükleer ham hapların seramik haplara dönüştürüldüğü fırınların çeşitli boyutları ve şekilleri bulunuyor. Ancak hepsinin ısıtma sistemi hemen hemen aynıdır. Öte yandan uranyum di oksidin fırın içinde özelliğini koruması için hidrojen, nitrojen veya amunyaktan yararlanılır. Bundan başka fırın içindeki ısıya dayanıklı tuğların da tedrici bir şekilde bozulmasını önlemek için fırın içinde yeterli miktarda nem ve rutubet bulunması gerekir.

Fırınlardan çıkan nükleer yakıt haplarının kalite kontrolü için ilgili laboratuvarın uzmanları bu hapları çeşitli açılardan test ederek üzerinde bazı deneyler yapıyor. Katile kontrol işi tamamlandıktan sonra haplar nükleer yakıt borularının içine yerleştirilerek nükleer yakıt çubukları hazırlanır.