Kömürlü Elektrik Santralları Çevrede Nükleer Santrallerden Daha Çok Radyasyon Dozu mu Oluşturuyor?

Kömürlü Elektrik Santralları Çevrede
Nükleer Santrallerden Daha Çok Radyasyon Dozu mu Oluşturuyor?

Taşkömürü ve linyit kömürü gibi yakıtların bileşiminde, çok az miktarda da olsa, Uranyum 238 ve Toryum 232'den türeyen Radyum 226, Polonyum 210 ve Kurşun 210 ve ayrıca Potasyum 40 gibi Doğal Radyoaktif maddeler, kömürün cinsine göre, daha az ya da daha çok vardır. Kömür, santralde yüksek sıcaklıkta yanarken, bunlar baca gazları ve kurumla birlikte havaya ve yakın çevreye ulaşıyorlar. Rüzgar ve yağış durumu gibi hava şartlarına ve ayrıca santralın tam güçle ve kesintisiz çalışıp çalışmamasına göre, bu çeşit doğal radyoaktif maddeler de santral çevresindeki havada zaman zaman az, ya da çok bulunmakta ve etkin rüzgar yönündeki yörelerdeki toprakta ise gitgide zenginleşmekteler. Buralarda yetişen sebze, meyva, tahılın ya da otlayan hayvanların etlerinin yenmesi, sütlerinin içilmesi yollarıyla da bu çesit radyoaktif maddeler insana ulaşabiliyor.

Buradan, kömürlü santralların çevreye saldıkları çeşitli kimyasal maddelerin yanı sıra, radyoaktif madde saldıkları da görülüyor. Fosil yakıtlı santrallerden çevreye salınan bu çeşit radyoaktif maddeler, nükleer santrallerden salınan radyoaktif maddelerin cins ve miktarlarıyla karşılaştırıldığında ne derece önemlidir ve çevredeki halkın sağlığı için zararlı olabilir mi?

Önce şunu belirtmek gerekir ki nükleer santrallardan çevreye salınan radyoaktif maddeler içinde Radyum, Polonyum ve Kurşun gibi "ağır elementler" bulunmuyor. Nükleer enerjinin ortaya çıkışı sırasında, santraldaki yakıt elemanları içindeki Uranyum 235'in ikiye bölünmesi sonucu İyot 131, Kripton 87 ve Ksenon 133 gibi bir dizi "orta ağırlıkta" radyoaktif madde oluşuyor. Ayrıca Nükleer Santral atıkları içinde korozyon ürünleri denilen Krom 51, Kobalt 60, Mangan 54 gibi radyoaktif maddeler de bulunuyor. Bunlar ya nükleer santralın yakıt eleman çubuklarında ya da santraldeki kapalı devreler içinde kalmakta (Soğutma suyu ve atık gaz arıtma sistemleri devreleri gibi) ve bu nedenle santralın normal çalışması sırasında, ardısıra sürdürülen arıtma ve filtreleme işlemleri sonrası, bacadan ancak çok az miktarda radyoaktif madde havaya ulaşıyor ve yetkili Kurumlarca izin verillen sınır değerlerin altında kalınıyor.

Almanya'da yapılan ölçüm, hesaplama ve karşılaştırmalar, kömürle çalışan santralların havaya saldıkları radyoaktif maddeler sonucu, nükleer santrallara oranla, santralların normal çalışması sırasında, etkin rüzgar yönündeki yerleşim bölgelerinde, daha yüksek radyasyon dozları oluşturabileceğini gösteriyor.

Almanya'da yapılan bir bilimsel çalışmanın sonuçları1

Taşkömürlü ve linyit yakıtlı santrallarla, Nükleer santrallardan baca gazlarıyla çevreye salınan radyoaltif maddelerin cins ve miktarlarıyla, bunların çevrede oluşturabileceği radyasyon dozları ayrıntılı ölçüm ve hesaplamalarla etkin rüzgar yönündeki yerleşim yerleri için belirlenip karşılaştırılmış. Seçilen yerleşim yerlerindeki insanların orada yıl boyunca oturdukları ve tüm yiyeceklerini o çevreden sağladıkları varsayılmış. Ayrıca ölçümlerin yapıldığı Santralların tümünde çok katlı elektrostatik toz ya da parçacık filtreleri bulunuyor. Bu nedenle bu gibi filtrelerin bulunmadığı santrallardan daha çok radyoaktif madde yayılacağı ve çevrede daha yüksek dozların oluşacağı açık. Nükleer santral olarak ‘Basınçlı Sulu bir Nükleer Santral' seçilmiş. Sonuçlarını karşılaştırabilmek için ‘1GW x Yıl' lık üretilen enerji başına santralların bacalarından salınan radyoaktif maddeler ve çevrede oluşabilecek dozlar hesaplanmış.

Sonuçlar özetle şöyle:

- Baca gazlarındaki kömür kurumu taneciklerindeki doğal radyoaktif maddelerinin özgül aktivitesi, yanmamış kömürdekine oranla zenginleşiyor. Bu zenginleşme, kömürün yanma sıcaklığına, kömürün ve radyoizotopun cinsine göre 10 ile 200 kat arasında değişim gösteriyor.

- Taşkömürlü bir santral çevresi için bulunan etkin radyasyon dozu 7 µSv (mikro Sievert)'e2 karşılık Nükleer Santral için 1 µSv (Herikisi için de ‘1GW x Yıl' üretilen enerji başına)

- Linyit kömürlü santraldan çevrede oluşabilecek radyasyon dozu, taşkömürlüden 5 kat kadar daha az

- Kaynamalı Sulu Nükleer santraldan çevrede oluşabilecek radyasyon dozu, Basınçlı suyla çalışandan 4 kat kadar daha çok

- Taş kömürlü santrallar için bulunan yukardaki 7 µSv‘e karşılık çevredeki doğal radyoaktif maddeler yoluyla oluşabilecek doz hesaplanmış ve bunun 2 µSv olduğu saptanmış

- Kömürlü santrallardan salınan radyoaktif maddelerden yayılan ışınlar vücuda yoğun olarak enerji aktaran alfa ışınlarından oluşurken, nükleer santrallardan yayılanlar vücutta daha az tutulan ve bu nedenle daha az etkili olan beta ve gama ışınlarından oluşuyor.

- Kömürlü santrallardan yayılan doğal ve ağır radyoaktif maddeler özellikle insanın kemiklerine yerleşip uzun süre etkili olabilirken, nükleer santrallardan yayılan orta ağırlıktakiler içinde önemli olan İyot, Tiroid bezine yerleşiyor ve bir süre sonra vücuttan atılıyor.

Akla şu soru gelebilir: Taşkömürlü bir santralın çevresinde, nükleer santralınkine oranla 7 kat daha fazla radyasyon dozu oluşabildiğine göre, kömürlü santrallar çevresi, nükleer santrallardan daha tehlikeli değil midir ve buna göre bir önlem alınması gerekmez mi?

Aradaki bu büyük farka karşılık, gerek kömürlü ve gerekse nükleer yakıtlı santralların her ikisinde de, normal işletme sırasında çevreye yayılan radyoaktif madde miktarı ve bunun insanda oluşturabileceği radyasyon dozu miktarı sürekli olarak etkilenmekte olduğumuz ortalama ‘doğal radyasyon' dozuyla karşılaştırıldığında son derece az. Örneğin santrallar 1 GW gücünde 1 yıl çalışıyorlarsa Taşkömürlü Santral için olan yukardaki 7 µSv'lik değer, 2400 µSv'lik ortalama yıllık doğal radyasyon dozunun3 sadece binde üçüdür (7 / 2400 = 0,003). Nükleer santral için ise daha da küçük bir değer olan onbinde dört (1/2400 = 0,0004) bulunur. Bu sonuçlardan, filtre sistemleri geliştirilmiş her iki cins santraldan da baca gazları yoluyla çevede oturanlara ulaşan radyoaktif maddelerin, doğal radyasyonun sürekli olarak insan vücudunda oluşturduğu radyasyon dozuna önemli bir katkıda bulunmadığı görülüyor ve ek bir risk beklenmiyor.

‘Filtre sistemleri olmayan' taşkömürlü bir santrala, filtre sistemlerinin konulup geliştirilmesi, baca gazlarındaki kurum ve başka kimyasal maddelerin tutulması amacıyla zaten gerekecek. Yüksek kalitedeki çeşitli filtreler, baca gazlarında bulunan çok az miktardaki radyoaktif maddelerin tutunduğu parçacıkları da büyük ölçüde tutacağından ek koruyucu önlemlere gerek kalmayacak. Sadece bu gibi filtre sistemlerinin bulunmadığı taşkömürlü eski santrallar çevresinde, etkin rüzgar yönünde, yeni yerleşim yerleri kurulmaması düşünülebilir. Bu gibi santrallar çevresindeki toprak ve besinlerden örnekler alınıp, radyoaktivitelerinin belirli aralıklarla ölçülmesi ve o yöredeki insanlarda bu yolla oluşabilecek radyasyon dozlarının hesaplanması herhangibir önleme gerek olup olmadığını gösterebilir.

Fizik Y.Müh.Dr. Yüksel Atakan - Almanya ybatakan@gmail.com

Not: Tübitak Bilim Teknik dergisi Mayıs 2006 sayısında yayımlanan bu yazıyı, yazarın izniyle sitemizde yayımlıyoruz.

1. 1. Radyasyondan Korunma Komisyonunun (SSK) 02.07.1981 raporu
2. 2. Sievert (Sv) Eşdeğer Doz Birimi olup Beta ve Gama ışınları için : 1 Sievert = 1 Gray (Enerji Dozu Birimi) = 1 Joule /kg (Vücudun kg’ı başına, girici ışınların vücuttaki molekül ve atomlara 1 Joule’luk enerji aktarımı)..Daha ayrıntılı bilgi için Tübitak Bilim Teknik Nisan 2006 Ekine bakılması.
3. 3. Dünya ortalaması olarak doğal radyasyon dozu 2,4 mSv = 2400 µSv . Daha ayrıntılı bilgi için Tübitak Bilim Teknik Nisan 2006 Ekine bakılması