Nükleer enerji, muazzam bir güç kaynağıdır. Ancak bu güç, "kontrolsüz" olduğunda bir felakete, "kontrol edildiğinde" ise temiz ve verimli bir enerjiye dönüşür. Bir spor arabanın motoru ne kadar güçlüyse, fren sisteminin de o kadar güvenilir olması gerekir. İşte nükleer reaktörlerin fren pedalı, Türkiye'nin de dünya rezerv lideri olduğu Bor elementidir. Bu yazımızda, nükleer fizyonun (bölünme) kontrol altına alınmasında bor türevlerinin (Bor Karbür, Borik Asit) hayati işlevini inceliyoruz.
Bir nükleer reaktörün çalışması, Uranyum atomlarının nötronlarla bombardıman edilerek parçalanmasına dayanır. Her parçalanma (fizyon), muazzam bir ısı enerjisi ve serbest kalan 2-3 yeni nötron açığa çıkarır. Eğer bu yeni nötronlar durdurulmazsa, diğer atomları da parçalar ve kontrolsüz bir zincirleme reaksiyon (atom bombası mantığı) oluşur.
Enerji üretimini sabit ve güvenli bir seviyede tutmak için, ortamdaki "fazla nötronları" yutacak bir malzemeye ihtiyaç vardır. İşte burada sahneye Nötron Yutucular (Neutron Absorbers) çıkar.
Bor, özellikle Bor-10 izotopu, termal nötronları yakalama konusunda doğadaki en yetenekli elementlerden biridir. "Nötron Yakalama Tesir Kesiti" (Neutron Capture Cross-section) çok yüksektir. Bor atomu bir nötronu yuttuğunda kararlı hale geçer ve radyoaktif olmayan lityum ve helyuma dönüşür. Bu özellik onu mükemmel bir güvenlik kalkanı yapar.
Nükleer santrallerde bor, iki temel formda kullanılır:
1. Kontrol Çubukları (Bor Karbür - B4C): Reaktör kalbinde, yakıt demetlerinin arasına girip çıkan çubuklardır.
Malzeme: Genellikle sinterlenmiş Bor Karbür (B4C) peletleri veya tozu kullanılır. B4C, elmastan sonra gelen sertliği, yüksek erime noktası (2763°C) ve kimyasal kararlılığı ile ekstrem reaktör koşullarına dayanır.
İşlev: Çubuklar aşağı indirildiğinde nötronları yutar ve reaksiyon yavaşlar veya durur (SCRAM). Çubuklar yukarı çekildiğinde nötron sayısı artar ve güç üretimi yükselir.
2. Kimyasal Shim (Borik Asit): Basınçlı Su Reaktörlerinde (PWR), soğutma suyuna belirli oranlarda Borik Asit karıştırılır.
İşlev: Suyun her noktasında homojen bir nötron yutuculuk sağlar. Yakıtın taze olduğu dönemlerde bor konsantrasyonu yüksek tutulur, yakıt tükendikçe (nötron üretimi azaldıkça) sudaki bor miktarı azaltılarak denge korunur.
Bor, sadece reaktörün çalışması sırasında değil, atık yönetiminde ve kazalarda da kullanılır.
Kullanılmış Yakıt Havuzları: Yakıt çubukları reaktörden çıkarıldıktan sonra soğutma havuzlarına alınır. Bu havuzlarda zincirleme reaksiyonun tekrar başlamaması için raflar borlu çelikten yapılır veya suya bor eklenir.
Acil Durumlar: Çernobil ve Fukuşima gibi kazalarda, reaksiyonu durdurmak ve radyasyonu sönümlemek için helikopterlerle reaktör üzerine tonlarca bor bileşiği dökülmüştür.
Dünya bor rezervlerinin yaklaşık %73'üne sahip olan Türkiye, nükleer enerji teknolojileri için kilit bir tedarikçi konumundadır. Sadece hammadde olarak değil, Nükleer Kalite (Nuclear Grade) Bor Karbür tozu ve zırh malzemeleri üretimi, ülkemiz için yüksek katma değerli bir ihracat potansiyeli taşımaktadır.
Bor, nükleer santrallerin görünmez kahramanıdır. O olmadan güvenli bir atom enerjisinden bahsetmek mümkün değildir. Radyasyon kalkanlamasından reaktör kontrolüne kadar her aşamada, borun nötron yutma yeteneği insanlığı ve çevreyi koruyan en güçlü bariyerdir.
