TIP

Nükleer teknolojinin tıp sektörüne uygulanmasıyla, nükleer tıp adında bir bilim dalı oluşmuştur. Nükleer tıp yardımıyla birçok hastalığın teşhis edilmesi, kanser gibi hastalıkların tedavisi mümkün olabilmektedir. Bugün hemen hemen her hastanenin nükleer tıp bölümü bulunmaktadır. Nükleer tıp sayesinde doktorlar, herhangi bir organın düzgün bir şekilde çalışıp çalışmadığını kolaylıkla anlayabilmektedir.

Nükleer teknolojinin hastanelerde en yoğun olarak kullanıldığı alan röntgen cihazlarıdır. Dünyada her yıl on milyonlarca röntgen filmi çekilmekte, röntgen filmleri yardımıyla kırıkların teşhis edilmesi mümkün olmaktadır. Üniversitelerde ve araştırma laboratuarlarında bulunan hızlandırıcılarda, araştırma reaktörlerinde, ticari reaktörlerde üretilen ışınetkin çekirdekler (radyoizotoplar) kanser tedavisinde sıkça kullanılmaktadır. Bu çekirdekler sayesinde kanserli hücrelerin bulunduğu bölgeye ışınım (radyasyon) verilerek kanserli hücrelerin öldürülmesi ve kanserin yayılmasının önlenmesi sağlanabilmektedir.

Ayrıca, böbrek ve beyin gibi organların nasıl işlediklerinin gözlenmesinde nükleer teknolojiden faydalanılmaktadır. Bu amaçla belirli organlarda biriktiği bilinen bazı ışınetkin maddeler şırınga, ağız veya burun yoluyla gözlem yapılacak kişiye verilmektedir. Maddenin söz konusu organdaki faaliyetleri dışarıdan ışınım ölçer aletler yardımıyla gözlemlenir ve bilgisayarda organlarda gerçekleşmekte olan işlevlerin görüntüsü oluşturulur. Örneğin ışınetkin madde olan Teknesyum-99'un kemik dokularında biriktiği bilinmektedir. Hastaya Teknesyum-99 şırınga edilerek iskeletin resmi çekilebilir. Işınetkin İyot-133'ün de tiroit organında toplandığı bilinmektedir. İyot-133 kullanılarak tiroit organının düzgün işleyip işlemediği kontrol edilebilir. Ayrıca nükleer teknoloji ameliyat aletlerinin ve tıbbi gereçlerin mikroplardan arındırılmasında (sterile edilmesinde) sıkça kullanılmaktadır.

 

 

 TARIM

Yapılan araştırmalara göre, dünya üzerinde üretilen tarım ürünlerinin %10'unun zararlı böcekler tarafından imha edildiği belirlenmiştir. Bazı gelişmekte olan ülkelerde bu rakam %30'lar mertebesine kadar çıkabilmektedir. Kimyasal ilaçlar bazı durumlarda yeterli mücadeleyi sağlayamamakta, böcekler bu kimyasallara karşı her geçen gün daha dirençli hale gelmektedir. Nükleer teknoloji kullanılarak zararlı böceklerle mücadele etmek mümkündür. Bu amaçla erkek böcekler, nükleer reaktörlerde üretilen Kobalt-60 ışınetkin çekirdeğinden salınan ışınım yardımıyla kısırlaştırılıp tarım alanlarına salınmaktadır. Kısırlaştırılmış böceklerle dişi böceklerin çiftleşmesi sonucunda, yumurtalardan böcek çıkmamaktadır. Bu işlemin sürekli tekrar edilmesi sonucunda zararlı böceklerin sayısı azaltılabilmektedir. Bu yolla ABD'de meyve sinekleri ile mücadelede çok büyük başarı elde edilmiştir. Birçok tropik ülkede de sivrisinek, çeçe sineği gibi zararlılarla aynı yolla başarıyla mücadele edilmektedir.

Nükleer teknoloji, farklı genetik yapıya sahip ve hastalıklara karşı dayanıklı hayvan nesilleri ve bitkilerin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Örneğin çekirdekleri ışınıma (radyasyona) maruz bırakılarak, sarımsak, buğday, muz, fasulye, biber gibi bitkilerin çabuk olgunlaşan, hastalıklara karşı dayanıklı, sert hava şartlarına çok daha kolay uyum sağlayan türleri geliştirilebilmiştir.

 

Gübrelerin bilinçsiz kullanımı doğaya ve çevreye büyük zararlar verebilmektedir. Az miktarda ışınetkin (radyoaktif) azot-15 ve fosfor-32 kullanılarak hazırlanmış suni gübrelerin, kullanıldıktan sonra hangi bitkilere gittiği, bitkinin hangi bölgesinde toplandığı kolaylıkla izlenebilmektedir. Böylece gübrelerin etkin kullanımı için yöntemler geliştirilmektedir. Ayrıca nükleer teknoloji yardımıyla tohumların uzun süre saklanması sağlanabilmektedir.

 

TÜKETİCİ ÜRÜNLERİ

Işınetkin maddeler tüketici ürünlerinin üretilmesi sırasında sıkça kullanılmaktadır. Örneğin araba lastiklerinin sertleştirilmesinde, teflon tavaların plastik astar tabakası ile kaplanmasında ışınım teknolojisi kullanılmaktadır. Kozmetik ürünlerin, saç ürünlerinin, ve kontak lens sıvılarının mikroplardan arındırılmasında ışınetkin çekirdekler kullanılmaktadır. Nükleer teknoloji sayesinde ayrıca dondurmaların içine karışmış hava miktarı da ölçülebilmektedir.

Birçok kalite kontrol yöntemi nükleer teknolojiye dayanmaktadır. Nükleer kalite yöntemleri sayesinde ürünler daha kaliteli bir şekilde üretilmekte ve böylece bu ürünlere talep daha yüksek olmaktadır. Nükleer teknoloji sayesinde daha sağlam ve daha hassas ürünler üretmek, daha sağlam köprü ve binalar yapmak mümkün olmaktadır. Saatimize karanlıkta baktığımızda numaralar, fosforlu boyanın içine karıştırılan ışınetkin çekirdek (trityum) sayesinde görünmektedir. Seramik sektöründe, porselenlerin canlı ve parlak renklere sahip olması için uranyum çekirdeği kullanılmaktadır. Kısacası, evimize giren birçok ürünün üretilmesi sırasında biz farkında olmasak bile nükleer teknolojiden büyük ölçüde faydalanılmış olunmaktadır.

Bunların dışında birçok hizmetin sağlanmasında da nükleer teknolojiden faydalanılmaktadır. Örneğin kanalizasyon boru hattında bir kaçak olduğunda, kısa yarılanma-ömrüne sahip bir ışınetkin çekirdek yardımıyla bu sızıntının tam konumu belirlenebilmektedir. Bu sayede bütün kanalizasyon hattının kazılması da gerekmemektedir. Bunun için az miktarda ışınetkin madde belirli bir miktar suyla karıştırılarak kanalizasyon borularına verilir. Işınetkin çekirdekler sızıntının olduğu yerde toprağa karışır. Daha sonra borudan temiz su geçirilir. Fakat sızıntının olduğu yerde toprakta ışınetkin çekirdekler kalacaktır. Bu çekirdekler yüzeyden ışınım ölçerler yardımıyla belirlenebilmekte, böylece sızıntının olduğu tam konum bütün kanalizasyon hattı kazılmadan kolaylıkla tespit edilebilmektedir.

 

 

 

ASKERİ ARAÇLAR

Elektrik enerjisi elde etmek amacıyla ticari santrallerde kullanılan basınçlı su reaktör (PWR) tasarımı, uçak gemilerinin ve denizaltıların enerjilerini sağlamak amacıyla da kullanılmaktadır. Uranyum atomlarının bölünmesi sonucunda oluşan ısı enerjisi yardımıyla askeri araçların türbin motorlarının çevrilmesi ve böylece yüksek hızda hareket etmeleri sağlanmaktadır.

Nükleer teknolojinin askeri sanayide (en kötüsü nükleer silahlar olmak üzere) sayısız diğer uygulamaları bulunmaktadır. Örneğin askeri yiyeceklerin bozulmadan uzun süre kalabilmesi için ışınetkin çekirdekler kullanılmaktadır. Işınım yolu ile içindeki mikroplar, bakteriler, kurtlar, vs. öldürülen askeri yiyeceklerin çok uzun süre bozulmadan kalması sağlanmaktadır.

 

 

İlk nükleer denizaltı, ABD donanması tarafından 1954 yılında tamamlanan Nautilus ismindeki denizaltıdır. Günümüzde nükleer teknoloji sayesinde denizaltılar, 1 milyon deniz mili veya 25 yıldan fazla bir süre yakıt değiştirmeden hareket edebilmektedir. Bilindiği gibi denizaltıların sık sık su üzerine çıkıp hava depolarını doldurmaları gerekmektedir. Halbuki nükleer teknoloji sayesinde denizaltılar, çok uzun bir süre su üzerine çıkmadan deniz altında kalabilmektedir. Nükleer teknoloji sayesinde denizaltıların rolü de büyük ölçüde değişmiştir. Denizaltılar artık sadece düşman gemilerini imha etmek için değil, uzaktan yönlendirilen konvansiyonel ve nükleer füzeleri taşımak ve fırlatmak için de kullanılabilmektedir. Körfez savaşında birçok akıllı füze nükleer denizaltılardan fırlatılmıştır.

 

UZAY ÇALIŞMALARI

Uzayı ve güneş sistemini araştırmak amacıyla uzaya gönderilen insansız uzay gemilerine enerji sağlamak amacıyla nükleer teknolojiden sıkça faydalanılmaktadır. Uzay gemileri için 2 farklı nükleer enerji kaynağı geliştirilmiştir. Bunlardan ilki ışınetkin çekirdekli ısıl-elektrik üreteci (radyoizotop termo-elektrik üreteci) veya kısaca RTG diye adlandırılan yöntemdir. Bu yöntemde Plütonyum-238 ışınetkin çekirdeğinden faydalanılmaktadır. Plütonyum-238 çekirdekleri kararlı hale gelebilmek için bozunurken ısı enerjisi açığa çıkmaktadır. Bu ısı RTG sistemi yardımıyla elektriğe dönüştürülerek derin uzaya gönderilen uzay gemilerinin bilgisayarlarının, verileri toplayan, işleyen ve dünyaya gönderen elektronik araçlarının çalışmasını sağlayabilmektedir (Plütonyum-238'in bozunması sırasında ortaya çıkan enerji kalp pillerinde de sıkça kullanılmaktadır). Uzay gemilerine elektrik sağlamanın diğer bir yöntemi de küçük nükleer reaktörlerdir. ABD uzay gemilerinde daha çok RTG yöntemini kullanmışken, eski Sovyetler Birliği küçük reaktörleri tercih etmiş, bu küçük uzay reaktörlerine TOPAZ ve ROMASKA adlarını vermiştir.

Nükleer teknoloji Voyager gibi birçok uzay aracının güneş sisteminin çok uzak bölgelerine gitmesini ve oradan bize çok değerli bilgiler göndermesini sağlamıştır. 1977 yılının Ağustos ve Eylül aylarında uzaya gönderilen iki adet Voyager uzay aracı, 1989 yılında güneş sistemini terk etmiştir. Bu araçlar bugün 26 yıl sonra bile nükleer enerji sayesinde veri toplamaya ve dünyaya ölçüm sonuçlarını göndermeye devam etmektedir. Bu araçların 2020 yılına kadar çalışır durumda kalmaları beklenmektedir.

 

 1997 yılında fırlatılan Cassini uzay aracı da şu sıralarda Satürn gezegenine doğru yol almaktadır ve enerjisini nükleer teknoloji sayesinde sağlamaktadır.

Ayrıca astronotların uzaya götürdükleri yiyeceklerin bozulmadan uzun süre kalabilmesi için nükleer teknoloji kullanılmaktadır. Işınım yolu ile içindeki mikroplar, bakteriler, kurtlar, vs. öldürülen yiyecekler çok uzun süre bozulmadan kalabilmekte, bu da astronotların uzayda uzun süre kalabilmelerini sağlamaktadır.

 

SANAYİ

Işınetkin çekirdekler sanayi sektöründe sıkça kullanılmaktadır. İzleyici (tracer) adı verilen ışınetkin çekirdeklerin çok küçük miktarları kullanılarak, sıvıların, tozların, gazların karışma ve akış işlemleri kontrol edilebilmektedir. Ayrıca sanayi aygıtları, araç-gereçleri ve ürünlerdeki çatlakları ve kaçakları ışınetkin çekirdekler yardımıyla belirlemek mümkün olabilmektedir. Makine yağına eklenecek çok küçük miktarda izleyici yardımıyla motorlu araçların aşınma, yıpranma ve paslanma miktarları tespit edilebilmektedir. Sanayide kullanılan makinelerin işleyişlerinin izlenmesi, performanslarının ölçülmesi ve verimlerinin arttırılması amacıyla da ışınetkin izleyicilerden sıkça faydalanılmaktadır.

Nükleer teknoloji ayrıca sanayide istihdam anlamına da gelmektedir. Örneğin, ABD'de yaklaşık 4 milyon insan nükleer teknoloji içeren konularda istihdam edilmektedir. Bunlar arasında santral çalışanları, teknisyenler, inşaat işçileri, mühendisler, operatörler, sekreterler, doktorlar, öğretmenler ve hatta posta memurları sayılabilir. Nükleer teknoloji ülkenin, işsizlik sorununa yardım edebilmektedir.

Işınetkin çekirdekler sanayide ölçüm aygıtlarında da kullanılmaktadır. Örneğin sigara şirketleri paketlerin içindeki sigara sayısının belirlenmesinde bu tür ölçerlerden faydalanmaktadır. Kağıt, plastik, metal levhaların kalınlıklarının hassas bir şekilde ölçülmesinde ışınetkin çekirdekler kullanılmaktadır. Levhanın bir tarafına ışınetkin madde, diğer tarafına ise ışınım ölçer alet yerleştirilmekte, bu alette okunan ışınım değerinden levhanın kalınlığı hassas bir şekilde belirlenebilmektedir. Yollara döşenen asfaltın yüzeyinin yoğunluğunun ölçülmesinde de ışınetkin çekirdekler kullanılmaktadır. Radyografi denen yöntemle petrol ve doğalgaz boru hatlarındaki kaynakların kontrolü ve köprülerin yapısal güvenliklerinin test edilmesi sağlanabilmektedir. Bu yöntemde kaynak yapılan borunun içine ışınetkin madde yerleştirilirken, borunun dışına da filim yerleştirilerek kaynağın filmi çekilmektedir. Kaynaktaki problemler filim üzerinde kolaylıkla görülebilmektedir.

 

BİLİMSEL ARAŞTIRMA

Işınetkin maddeler AIDS, Kanser, Alzheimer gibi hastalıkların araştırılması sırasında ve DNA'nın yapısının belirlenmesi de dahil genetik araştırmaların yapılması sırasında sık sık kullanılmaktadır. Nükleer teknoloji yardımıyla çok eski devirlerde yaşayan hayvanların, bitkilerin, vs ne kadar zaman önce yaşadıklarını belirlemek mümkün olmaktadır. Bu yöntemde Karbon-14 ışınetkin (radyoaktif) çekirdeği kullanılmaktadır. Canlıların vücutlarında çok miktarda Karbon atomu bulunmaktadır ve yiyecek ve içeceklerle beraber her gün bol miktarda Karbon atomunu vücudumuza almaktayız. Karbon-14 izotopunun diğer Karbon çekirdeklerine oranı sabit ve bilinen bir değerdir.

Herhangi bir canlı öldüğünde bu çekirdeğin alımı durmakta, canlının kalıntılarındaki Karbon-14'de sürekli bozularak azalmaktadır. Böylece, örneğin yıllar önce ölmüş bir dinozorun kemiklerindeki Karbon-14 oranına bakarak kaç yıl önce yaşadığını belirlemek mümkün olmaktadır.

Nükleer teknolojiden tarihi eserlerin, kayaların, taşların yaşlarının tayin edilmesinde, dünyanın yaşının belirlenmesinde de sıkça faydalanılmaktadır. Bu gibi çalışmalar yerbilimciler (jeologlar), kazıbilimcileri (arkeologlar) ve insanbilimciler (antropologlar) için büyük önem taşımaktadır. Işınetkin çekirdekler kullanılarak kuramsal olarak öne sürülen bazı bilimsel varsayımların sınanması sağlanabilmektedir. Örneğin dinozorların nesillerinin dünyaya çarpan bir gök taşı nedeniyle tükendiğinin araştırılmasında nükleer teknolojiden faydalanılmıştır.

Işınetkin maddeler, bazı önemli kirleticilerin izlenmesi ve analiz edilmesinde de önemli rol oynamaktadır. Kirleticilerin kaynaklandığı yerlerde kirleticiye bir miktar radyoaktif madde bağlanarak, bunların aldıkları yol ve gittikleri yerler kolayca izlenebilmektedir. Bu radyoaktif maddeler kısa bir zaman sonra kararlı hale geldiklerinden, doğaya bir zararları da bulunmamaktadır. Bu yöntemler kullanılarak atmosferin kükürt dioksit gazı ile nasıl kirlendiği, denizlerin kanalizasyon suyu ile nasıl kirlendiği gibi hususlar başarıyla araştırıla gelmiştir.

 

GIDA GÜVENLİĞİ

Işınetkin (radyoaktif) madde olan Kobalt-60, baharat, meyve, sebze, et gibi yiyeceklerdeki bakterileri, böcekleri, kurtları öldürmek ve bu gıda maddelerinin raf ömürlerini arttırmak amacıyla kullanılmaktadır.

Yapılan araştırmalara göre gıda maddelerinin %30'a yakın bölümünün her sene mikroplar, bakteriler ve kurtlar nedeniyle bozulduğu ve kullanılamaz hale geldiği belirlenmiştir. Halen açlıktan ölen insanların bulunduğu dünyamız için bu önemli bir kayıptır. Yiyeceklerin bozulması özellikle nemli bölgelerde daha büyük bir sorun teşkil etmektedir. Birçok ülkede bu problemle baş etmek için nükleer teknoloji kullanılmaktadır. Raf ömrü uzatılmak istenen gıda maddesi belirli bir süre ışınıma (radyasyona) maruz bırakılmakta, böylece gıda maddelerinin bozulmasında sebep olan bakteri ve mikropların ölmesi sağlanmaktadır. Bu işlem gıdanın marketlerdeki raf ömrünü büyük ölçüde arttırmaktadır. Bu şekilde ayrıca gıdalardan kaynaklanabilecek hastalıklar da önlenebilmektedir.

Nükleer teknoloji aynı zamanda gıda paket malzemelerinin mikroplardan arındırılması amacıyla da kullanılmaktadır.

Burada akılda tutulması gereken bir nokta, gıda maddelerinin ışınıma (radyasyona) maruz bırakılmasının bu maddelerin ışınetkin (radyoaktif) hale gelmesi anlamına gelmemesidir. Radyasyon sadece gıda maddelerinin içindeki mikropları, bakterileri ve kurtları öldürmektedir.

Su kaynakları yaşam, sanayi ve tarım için hayati önem taşımaktadır. Birçok ülke su kaynakları açısından büyük sıkıntılar çekmektedir. Işınetkin çekirdekler ve nükleer teknoloji yardımıyla yer altı sularının konumlarını ve miktarlarını belirlemek de mümkündür.

 

ELEKTRİK ÜRETİMİ

Nükleer Teknolojinin belki de en iyi bilinen kullanım alanı elektrik enerjisinin üretildiği nükleer santrallerdir. Bu santrallerde uranyum yakıt kullanılarak elektrik enerjisi elde edilmektedir. Günümüzde nükleer santraller dünyada birçok ülkede kullanılmakta, dünya elektrik üretiminin yaklaşık %17'sini karşılamaktadır.

 

 

Nükleer santrallerden sera etkisi yaratabilen ve doğaya zarar veren karbon, kükürt ve azot oksitler gibi bazı gazların çıkmaması avantajlı yanları olarak görülmektedir. Önemli bir kaygı kaynağı olan nükleer atıkların güvenli bir şekilde yok edilmesi ile ilgili araştırma ve geliştirme çalışmaları da hali hazırda devam etmektedir.

Bugün dünyadaki birçok değişik ülkede 440 civarında nükleer santral elektrik enerjisi üretmek amacıyla kullanılmaktadır.