Maddeden Gelen Enerji
Wigner
etkisi bu olayı keşfeden Macar fizikçi Eugene Wigner anısına onun adı
ile çağırılmaktadır. Wigner etkisi, nötron radyasyonu altında,
katıların kristal yapısında meydana gelen bozulmalardır. Hızlı
nötronlar atomlara çarpıp onları kristal yapılarından sökmektedir.
Kristal yapıdan kopan atomlar, kristal yapının boşluklarında daha
yüksek bir enerji seviyesinde kalmakta ve kopan her atom kristal
yapıda depolanan enerji seviyesini arttırmaktadır.
Bu etki, grafitin karbon atomlarından oluşan bir kristal yapıya sahip
olması nedeniyle, grafit yavaşlatıcı kullanan reaktörler için büyük
önem taşımaktadır. Hızlı nötronlar karbon atomlarını grafitin kristal
yapısından söküp bu atomları kristal yapının boşluklarında daha yüksek
bir enerji düzeyinde biriktirmektedir. Bu şekilde enerji depolayan
büyük grafit kütle, bir miktar ısıtılacak olursa kristal yapının ara
boşluklarında biriken karbon atomları tekrar eski yerlerine atlamakta,
depolanan enerji açığa (Wigner enerjisi) çıkmaktadır. Bu açığa çıkan
enerji, grafit kütlenin belirli noktalarında yüksek seviyelere
ulaşabilmekte ve bu noktalarda grafitin tutuşmasına yol
açabilmektedir. Dolayısıyla, bu etki grafit yavaşlatıcılı reaktörlerde
reaktör kalbi yangınlarının çıkmasına sebep olabilmektedir.
Eugene
Wigner İngiltere’de İkinci Dünya Savaşı sırasında Hanford plütonyum
üretme reaktörlerinin tasarımı sırasında bu etkiye dikkat çekmiştir.
Çözümü olarak da, grafitin çok fazla enerji depolamasını beklemeden
belirli aralıklarla yavaş yavaş ısıtılıp karbon atomlarının kristal
yapıdaki yerlerine geri dönmelerinin ve dolayısıyla biriken enerjinin
tutuşma tehlikesine meydan vermeden kontrollü bir şekilde salınmasının
sağlanmasıdır.
1957 yılında İngiltere’de Windscale (Sellafield)’deki hava soğutmalı
plütonyum üretme reaktörlerinden birinde Wigner etkisi nedeniyle
grafit yangını çıkmıştır.