Erciyes Üniversitesi (ERÜ) Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş ve araştırma ekibi, 1 tonluk saf su ve gadolinyum katkılı dedektör sistemi ile önemli bir başarıya imza attı. Bu sistem, TEKNOFEST kapsamındaki Nükleer Enerji Teknolojileri Tasarım Yarışması'nda donanım kategorisinde birincilik elde etti.
Nükleer reaktörlerden yayılan antinötrinoların tespit edilmesi ve reaktör güvenliğinin izlenmesi amacıyla geliştirilen taşınabilir sistem, Türkiye'de kurulması planlanan küçük modüler reaktörlerde de kullanılma potansiyeline sahip. Doç. Dr. Tıraş, yaklaşık 6 yıl önce ABD'den döndükten sonra Erciyes Nötrino Araştırma Grubu'nu kurduklarını belirtti.
Grubun ABD'deki Fermilab bünyesindeki nötrino deneyleri, Kaliforniya'daki hibrit nötrino dedektörü çalışmaları ve CERN'deki deneylerde aktif olarak yer aldığını ifade eden Tıraş, nötrino fiziği, yapay zekâ uygulamaları ve nükleer teknolojilerde kullanılabilecek dedektörlerin geliştirilmesi üzerine çalışmalar yaptıklarını vurguladı.
TEKNOFEST'te 3 takımla yer aldıklarını aktaran Tıraş, ENRG Hard takımının donanım alanında, ENRG Soft ve ENRG Rednova takımlarının ise yazılım alanında yarıştığını kaydetti.
TAŞINABİLİR DEDKTÖR SİSTEMİ
Üç takımın da finale kaldığını belirten Tıraş, ENRG Hard takımının Nükleer Teknolojiler Tasarım Yarışması'nda donanım kategorisinde birincilik elde ettiğini söyledi. Geliştirdikleri dedektör sisteminin uzun yıllardır üzerinde çalıştıkları bir teknoloji olduğunu ifade eden Tıraş, sistemin 1 tonluk saf su içerisine gadolinyum eklenmesiyle oluşturulduğunu aktardı.
Dedektörün temel amaçlarından biri, kozmik müon parçacıklarının etkileşimlerini tespit etmek, diğeri ise nötronları yakalayarak etkileşimlerini analiz etmek. Tıraş, gadolinyumun nötron yakalama kabiliyeti nedeniyle tercih edildiğini belirtti.
GÜVENLİK İZLEME SİSTEMİ
Nükleer enerji santrallerindeki reaktörlerin güvenliğini izlemek amacıyla tasarlanan sistem, reaktörlerde fisyon tepkimeleri sırasında ortaya çıkan antinötrinoları tespit etmeyi hedefliyor. Tıraş, "Temel amacımız, nükleer reaktörleri güvenlik amacıyla izleyebilecek bir sistem geliştirmek. Bunu taşınabilir bir tasarım olarak gerçekleştirdik. Bütün elektronik aksamımız ve dedektör sistemimiz istenilen yere taşınabiliyor," dedi.
KÜÇÜK MODÜLER REAKTÖRLERDE KULLANIM
Sistem, gelecekte Türkiye'de kurulması planlanan küçük modüler nükleer reaktörlerde (SMR ve MMR) ve Akkuyu Nükleer Güç Santrali çevresinde yürütülebilecek izleme çalışmalarında kullanılabilecek şekilde tasarlanmış. Tıraş, dedektörün yaklaşık bir yıldır uzaydan gelen müon parçacıklarından veri topladığını ve bu verilerin analiz edildiğini belirtti.
Ayrıca, dedektör içerisinde kullanılan AmBe (Amerikyum-Berylyum) radyoaktif kaynağından yayılan nötronların da yakalanarak incelendiğini sözlerine ekledi. Tıraş, "Bu sistemimiz, nükleer reaktörlerde güvenlik amaçlı izleme sistemi olarak kullanılan sistemdir. Dünyanın farklı ülkelerinde aktif olarak kullanılan sistemler mevcut.
Ülkemizde de birkaç farklı araştırma grubunun benzer çalışmaları var," dedi. Onlarla iş birliği içinde yürütülen çalışmalar olduğu belirtildi. Geliştirilen sistemin içeriğinde, 1 tonluk saf suya gadolinyum elementi eklenerek oluşturulan bir yapı yer alıyor.
Bu eklemenin sebebi, nötronları yakalayabilme kabiliyetidir. Nötronların yakalanması, özellikle yüksüz parçacık olmaları nedeniyle son derece önemlidir. Gadolinyum elementinin, bu parçacıkları en iyi şekilde yakalayabilme özelliği ile kullanılmasının amaçlandığını kaydeden Tıraş, güvenlik odaklı nükleer reaktör izlemesi sağlayan sistemin uygulanması gerektiğini ifade etti.
7 GÜN 24 SAAT İZLENEBİLECEK
Tıraş, geliştirdikleri sistemin nükleer reaktörlerde güvenlik amaçlı izleme sistemlerine katkı sunabileceğini vurgulayarak, 7 gün 24 saat kesintisiz izleme yapılmasının olası değişimlerin tespit edilmesi açısından büyük bir öneme sahip olduğunu belirtti. Ayrıca, bu sistemin reaktörlerdeki nötronik etkileşimlerin izlenebilmesine olanak tanıyacağını ifade etti.
Tıraş, "Bu sistem, reaktörlerden gelen nötrinoların ve nötronik etkileşimlerin takibinin sağlanması açısından ikincil bir kontrol sistemi olarak düşünülebilir. Anlık bir durum ya da akı değişikliği gerçekleştiğinde, nükleer mühendisleri bilgilendirerek gerekli kontrollerin yapılmasına yardımcı olabilir" şeklinde konuştu.
Nükleer teknolojilerde güvenliğin sağlanması için pek çok kontrol mekanizmasının geliştirilmesinin önemine dikkat çeken Tıraş, geçmişte yaşanan nükleer kazaların ve istenmeyen olayların bu tür sistemlerin gereğini ortaya koyduğunu ifade etti. Tıraş, "7 gün 24 saat izleme sağladığınızda, beklenmedik fiziksel olayları tespit edebilme şansı sunuyor.
Bu sistem, uzmanların reaktörlerden gelen nötrinoları takip edebileceği, nötronik etkileşimleri tespit edebileceği bir yapı sunuyor. Böylece, anlık herhangi bir durumda veya sistemdeki akısal değişikliklerde nükleer mühendislerin haberdar edilmesi ve kontrollerinin yapılmasına olanak tanıyacak bir sistem" dedi.
Tıraş, "Önceden yaşanmış bazı olumsuz örnekler var; Çernobil, Hiroşima gibi olaylar, nükleer reaktörlerde birincil, ikincil ve üçüncül sistemlerin geliştirilmesinin önemini vurgulamaktadır. Sistemimiz, mevcut güvenlik ve kontrol sistemlerine tamamlayıcı bir teknoloji sunmaktadır. Bizim hedefimiz ise burada odaklanmak" şeklinde ekledi.
2020 YILINDA ABD'DEN DÖNDÜK
Tıraş, 2020 yılının sonunda ABD’den Erciyes Üniversitesi'ne döndüklerini ve burada araştırma grupları oluşturarak dedektör sistemi üzerinde çalışmaya başladıklarını aktardı. Araştırmaların sürdürülebilmesi amacıyla güçlü bir altyapıya ihtiyaç duyduklarını söyleyen Tıraş, bu altyapının kurulmasında Erciyes Üniversitesi'nin önemli katkı sunduğunu belirtti.
Ayrıca, TÜBİTAK, Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) ve Yükseköğretim Kurulu (YÖK) tarafından sağlanan proje destekleri sayesinde laboratuvarın güçlendirildiğini ifade etti.
NIJERYA'DAN PROJE GELİŞTİRMEK İÇİN KAYSERİ'YE GELDİ
Araştırma grubunun bir üyesi olan Nijeryalı Dr. Saleh Abubakar, "Hem parçacık hem de radyasyon dedektörü üzerinde çalışıyoruz. Hedefimiz, nükleer reaktörlerde kontrol sisteminin yanı sıra uzay ve savunma sanayisi için dedektör üretmek ve geliştirmektir" şeklinde konuştu.
MURAT AKAR'IN AÇIKLAMALARI
Erciyes Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği öğrencisi Murat Akar, araştırma grubunda mekanik ve elektronik konularında çalıştığını belirtti. Akar, yaklaşık dört yıldır bu alanda çalışmalarını sürdürdüğünü ve mekanik ile elektronik altyapının kurulmasına katkı sağladığını ifade etti. Akar, hedeflerinin nükleer ve kuantum teknolojileri alanında kendilerini geliştirerek, Türkiye'de katma değeri yüksek teknolojiler üretmek olduğunu söyledi.
