Nükleer atıkları gözlemlemenin yeni yolu
YENİ BİLİMSEL BULGULAR NÖTRİNO DEDEKTÖRLERİNİN, RADYOAKTİF MATERYALİN NÜKLEER ATIKDEPOLAMA ALANLARINDA DAHA İYİ GÖZLEMLENMESİNİ VE DAHA GÜVENLE SAKLANMASINI SAĞLAYABİLECEĞİNİ gösterİyor. Almanya’daki Johannes Gutenberg University Mainz’den (JGU) araştırmacılar yaptıkları hesaplamalarla tükenmiş nükleer yakıtın yaydığı nötrino radyasyonunu kesin olarak belirlediler. Elde ettikleri rakamlar belli senaryolarda nötrino dedek-törlerinin işe yarayabileceğini gösteriyor.
Nötrinolar maddeyle neredeyse hiç etkileşmiyor, o yüzden de Dün-ya’mn ve insan elinden çıkma tüm kalkanların içinden kolayca geçip gidiyor. “Her saniye, santimetrekare başına yaklaşık ıoo milyar nötrino güneşten Dünyaya geliyor. Gece, gündüz demeden. Nötrinoların maddeyle etkileşimi çok cılız olduğundan, saptanması en güç temel parçacıklar da bunlar” diyor Mainz Üniversitesinden kuramsal nötrino fiziği uzmanı Profesör Joachim Kopp.
Radyoaktif fizyonun beta bozunumu çok miktarda nötrino yaratıyor. Ancak bu parçacıkları tersine beta bozunumu yöntemiyle saptamak için minimum 1,8 mega elektron volt enerjiye gereksinim duyuluyor. Ancak o zaman, içi özel mineral yağlarıyla dolu bir tank olan kırpışım (sintilasyon) saptayıcıda tespit edilebiliyorlar. Yüksek enerjili parçacıklar tanktaki protonlarla etkileşime girerek karakteristik bir ışık sinyali yayıyor.
Bu türden nötrino dedektörleri daha şimdiden, nükleer santralleri çalışma sırasında gözlemlemek amacıyla deneysel olarak kullanılıyor. Ancak depolanan nükleer atığı gözlemleyecek bir dedektör henüz yok. “Faal reaktörler devre dışı bırakılmış reaktörlerden ya da depolanan radyoaktif materyalden çok daha fazla nötrino üretiyor” diye açıklıyor Kopp ve nükleer atıkların bulundukları yerleri gözlemlemenin güvenlik nedeniyle de büyük önem taşıdığının altım çiziyor.
Physical Review Applied dergisindeki makale için, JGUdan Joachin Kopp ve Vedran Brdar ile ABDtieki Virgina Tech’ten Patrick Huber, ilk olarak radyoaktif stronsiyum 90’ın ve atık nükleer yatıktaki diğer fiz-yon ürünlerinin yaydığı nötrino akışım hesapladılar. Sonra bu emisyonların nasıl ve nerede saptanabileceğini gösteren bazı senaryolar belirlediler.
Senaryolardan birinde, uygun bir dedektör, yer üstü depolama tesislerinin, örneğin nükleer santrallerdeki site içi depoların kontrolünde kullanılabilir. Bu senaryoda bir nötrino dedektörü radyoaktif materyallerin izinsiz olarak alınmadığını saptayabilir. Hesaplamalara göre bunun için 40 ton kapasiteli bir dedektörle ölçüm yapılması bir yılı buluyor. Kopp, “Bu uzun bir süre gibi görünebilir ama tek yapmanız gereken dedektörü tutup beklemek. Avantajı, konteynırları açmadan da içindekileri doğrula-yabilmemiz.” Dedektörü bir kamyonun arkasına yerleştirip 10 ila 100 metre öteden ölçüm yapmak olanaklı. Kopp’a göre bu, nükleer silahlarda kullanılabilecek nitelikteki malzemenin izinsiz yayılmasını önleyebilir. Zaten Avrupa Atom Enerjisi Topluluğu EURATOM araştırmayla ilgilendiğini daha şimdiden belirtmiş.
İkinci senaryoda fizikçiler yeraltı depolarının gözlemlendiği bir senaryo önerdiler ve Nevadadaki Yucca Dağı depolama alanını örnek olarak verdiler. Bu durumda, küçük bir 10 tonluk deponun yüzeyinde bile önemli bir nötrino akışı tespit edilebildi. “Bununla beraber bazı gerçek tehlikeler, örneğin çok küçük miktarda radyoaktif materyal sızıntısı ne yazık ki saptanamayabilir” diyor Kopp.
Bilim insanlarının hesaplamalara dâhil ettiği üçüncü bir senaryoysa ABD’nin Washington eyaletinde, Soğuk Savaş döneminden kalma, artık kullanılmayan bir nükleer tesis olan Hanford’da-ki gibi eksik olarak belgelenmiş depolama tesislerindeki ölçümler. Kopp, “Bu durumda mevcut dedektör teknolojisi hâlâ yetersiz çünkü kozmik radyasyon ölçümleri bozuyor” diyor. Bununla beraber, bu sorunun üstesinden gelebilen dedektörlerin de ilk prototipleri hazır.
