Nükleer Fizyon denince, atom çekirdeğinin kendinden daha küçük parçalara ayrılması tepkimelerine denir. Bu tepkimeler sırasında Nükleer Enerji ile birlikte radyoaktif yan ürünler oluşmaktadır. (Örneğin U235 Uranyum izotoplarının bölünerek, ortaya nötronlar ile birlikte Baryum ve Kripton izotopları oluşturması gibi)
Bu makalede, ABD teknolojisine sahip nükleer tesisler ve buna bağlı boyalar/kaplamalar incelenmektedir. Diğer ülkelerin nükleer tesislerinde kullandıkları teknoloji ve buna bağlı dizayn/tasarımları farklı olabilir.
Bu da seçilecek boya veya kaplamanın tipi ve diğer fiziksel özelliklerinde (film kalınlığı gibi) farklılıklara neden olabilir.2İzotop, bir element içindeki proton sayısının aynı olmasına karşın, NÖTRON sayısı farklı olması nedeniyle oluşmuş yeni atomik düzenine denir.
Örneğin, doğada kendiliğinde oluşmuş olan 3 adet Uranyum izotopu vardır: U234, U235 ve U238.
Nükleer Füzyon tepkimelerinde ise, iki hafif atom birleşerek (ing.Fusing) kendilerinden daha büyük atomlar oluştururlar. (İki Hidrojen izotopunun –Deutruim ve Tritium- birleşerek Helium atomunu oluşturması gibi) Bu aslında,
Güneşimiz ve diğer yıldızların enerji kaynağı olan ancak çok yüksek sıcaklık ve basınç gerektirdiği için daha yüksek yatırım maliyetine sahip bir nükleer teknolojidir. Nükleer Füzyon Tepkimeleri ve Reaktörleri ile daha ayrıntılı bilgiye, Dünya Nükleer Birliği web sitesindeki kaynaklardan ulaşabilirsiniz.
1 Güneş devasa bir Hidrojen kaynağıdır 2 Güneş içinde, hidrojen atomları o kadar ısıtılır ki artık elektronların atom çekirdeği içindeki protonların etrafında dönmediği plazma haline dönüşürler.
Boşa çıkan atom çekirdeği daha sonra birbirleri ile birleşerek Helyum atom ve netronlarını oluştururlar. Bu füzyon prosesi enerji açığa çıkarır.
Günümüzde Nükleer Enerji denince aslında, atom çekirdeğinin parçalanması ve daha hafif atomları ile sonuçlanan Nükleer Fizyon tepkimeleri sonucu oluşan Nükleer “Fizyon” Enerjisi konuşulmaktadır. 3Nükleer Fizyon Enerjisi, bundan sonra sadece Nükleer Enerji olarak anılacaktır.
Görülebileceği gibi, Nükleer Tesislerde kullanılacak boyalar ve kaplamaların seçimi kritiktir. Bu nedenle, bu konuda 1950’lerden beri sayısız test ve saha çalışması yapılmış ve çok sayıda endüstriyel standart yayınlanmıştır. Bu standartlardan en önemlileri şunlardır:
•ANSI N5.12 – Nükleer Endüstri için Koruyucu Kaplamalar (Boyalar).
•ASTM D5144 – Nükleer Enerji Santrallerinde Koruyucu Boya/Kaplamaların Kullanımı ile ilgili Standart.
•ASTM D4537 – Nükleer Tesislerde Boya/Kaplama ve Astarlama Enspeksiyon İşlerini Gerçekleştirecek Personeli Kalifiye Etmek
ve Sertifikalandırmak için Kullanılacak Prosedürleri Oluşturmak için Standart Rehber.
•ASTM D4538 – Nükleer Enerji Santrallerinde Kullanılacak Koruyucu Boya ve Kaplama Malzemeleri ile İlgili Standart Terminoloji.
Yukarıdaki standartlarda detaylı olarak hem hangi boyaların hangi kriterlere göre seçilmesi gerektiği, hem de hangi boya/kaplama malzemesinin nerelerde kullanılabileceği açıkça belirtilmektedir.
Ayrıca, konudaki ASTM standartları seti belirli aralıklarla güncellenerek, endüstride kazanılan tecrübeler ve bilgiler bu standartlara aktarılmaktadır.
Özellikle ASTM D4538 standardında, nükleer tesislerde kullanılacak boyalar/kaplamalar, tesiste kullanılacakları yere göre sınıflandırılmıştır:
•Boya/Kaplama Hizmet Seviyesi I (Coating Service Level I) – Muhafaza içindeki (ing. inside containment) Reaktör muhafazası içindeki alanları kapsar. Boya/kaplama başarısızlığı kaza-sonrası akışkan sistemlerinin operasyonunu etkileyebilir ve bu nedenle güvenli bir biçimde nükleer tesis kapatılamayabilir (Radyoaktif sızıntıya engel olamayabilir).
•Boya/Kaplama Hizmet Seviyesi II (Coating Service Level II) – Reaktör muhafazası dışındaki alanları tanımlayan terimdir. Boya/ kaplama başarısızlığı, nükleer tesisin normal çalışma performansına zarar verebilebir ancak çalışmasını engellemez.
Level 2 boya/ kaplama malzemelerinin temel işlevi, radyasyona ve radyoaktif çekirdeklere maruz kalan reaktör muhafazası dışındaki alanlar için korozyon koruması ve dekontaminasyon sağlamaktır.
•Boya/Kaplama Hizmet Seviyesi III (Coating Service Level III) – Reaktör muhafazası dışındaki boya/kaplama başarısızlığında nükleer tesisinin güvenlik ile ilgili bir yapısının/sisteminin/bileşeninin güvenlik işlevini etkileyebilecek alanları tanımlamaktadır (Güvenlik ile boya/kaplama malzemeleri).
Water vapor: Su buharı , Cooling Tower: Soğutma Suyu , Warm Water Inlet: Ilık su girişi , Transformer: Trafo , Generator: Jeneratör , Pump: Pompa ,Cold water basin: Soğuk su havuzu , Cold water source:
Soğuk su kaynağı, Cooling water: Soğutma suyu , Condenser: Yoğuşturucu , Turbine: Türbin , Steam lines: Buhat hatları , Containment buiding: Muhafaza Binası, Steam generator:
Buhar üreteçleri , Uranium fuel: Uranyum yakıtı, Reaktör vessel: Reaktör tankı , Control rods :
Kontrol çubukları Bu sınıflandırmaya ve ASTM standartlarına uygun olarak boya seçimi yapılır. Detaylara girmeden, bu sınıflara uygun boyalar şöyle özetlenebilir:
•Boya/Kaplama Hizmet Seviyesi I Boyalar/Kaplamalar
Bu sınıflandırmada yer alan boya/kaplamalar ikiye ayrılmaktadır:
1. Gömülü Olmayan Çelik/Beton Yüzey Yüzeyleri: Bu yüzeyler için radyasyon dayanımları diğer boyalara göre daha yüksek olduğu bilinen İnorganik Çinko Silikat, Epoksi ve Epoksi Fenolik boya/kaplama sistemleri önerilmektedir.
Zira bu tipteki boya/ kaplama malzemeleri, hem yüksek çapraz-bağ kimyasal bağ yapıları nedeniyle korozyon dayanımları ve nükleer tesiste bulanabilecek kimyasallara (asitler, bazlar ve deionize su gibi) karşı daha dayanıklıdırlar (Geçirgenlik/Permeability katsayıları daha düşüktür).
Bu boya/kaplama sistemleri öncesinde, SSPC SP 10/ISO 8501 Sa 2½ yüzey hazırlığı mutlaka yapılmalıdır.
