ATOM FİZİĞİ VE ATOM TEKNİĞİ

Zaman zaman muhtelif gaip mecmualarında atomla ı'gılı makaleler mtışar etmektedir. Bu makaleler ekseriya nazarî olduğu gibi, mevzuun yalnız bir parçasına temas etmektedirler. Alman Mühendisler Birliğinin neşrettiği ZVDI mecmu asında "Atom fiziği ve atom tekniği" başlığı al tında ve bu mevzuun aşağı yukarı her branşını bir araya toplıyan bir yazı serisi intişar etmiş tir Aşağıdaki IX makaleyi ihtiva eden bu yazı serisi görüleceği veçhile mevzu ile fazla aşma olmıyan okuyucularımıza da umumî bir fıkıı vermektedir. Bu itibarla aktüel ve günden ganj ehemmiyet kesbeden bu mevzu etıafında okuyu cularımızı tenvir etmek amaeıyle bu yazı SJI isi ne bugünden itibaren başlıyoruz.

Yukarıkl başlık altında neşredeceğimiz ma kaleler şunlardır :

I — NÜKLEAR REAKTÖRLERDE KUL LANILAN RADYOAKTİF UNSURLARIN İS TİHSALİ, TASFİYE VE İŞLENMESİ.

Yazan : Dr. Heımo Hardung Hardung Frankfurt (Maın)

JX — FİZİKÎ ESAJ3LAR Yazan : Dr. R. Schulten

Mannheıın

III — ATOM REAKTÖRLERİ KEŞİF RE AKTÖRLERİ

Yazan : Y. Mühendis G. Wıesenack Essen

VI — ATOM SANTRALLARI VE PORTATİF ATOM TESİSLERİ

Yazan : Y. Mühendis G. Wıesenack

Essen

V — REAKTÖR MALZEMELERİNİN TEK NOLOJlSÎ

Yazan : Dr. Heımo Hardung Hardung

Frankfurt (Maın)

VI REAKTÖRLERDE YAPILAN ÖLÇÜ LERDEKİ HUSUSİYETLER

Yazan : Dr. E. Steudel

Karisi uhe

VII — KORUNMA TEDBİRLERİ Yazanlar : W. Jacobi ve B. Rajewsky Frankfurt (Maiu)

— RADYOAKTİF İZOTOPLARIN TEK NİK ARAŞTIRMA VE USULLERDE KULLA NILMASI

ZVDI den te""ima 3cUn Y Mühendis Muhtufn Ki1. :plr>ğlu

Yazan : Dr. K Sdueı voın

IX HUKUK VE SİGORTALAMA LERİ

Yazan Di Kans Kruse

Dusseldoı t MESELE

Gottmgen

T

NÜKLEAR REAKTÖRLERDE KULLANI LAN RADYOAKTİF UNSURLARIN İSTİHSA Lİ, TASFİYESİ VE İŞLENMESİ Yazan: Di Heımo Haı dung Hnıılung

Frankfurt (Muin) VRAN\UM

Şimdiye kadar malûm leaktor tıpleıının hepsinde uıanyum iptidai yakıtı V'şkıl etmekte dıı Bu madenden elde erlılen tâli mahsullerin e nerjı kaynağı olarak kullanılması ise âtiye bıra kılmıştır. Bu itibarla uranyum madeninin cev herlerinden istihsali en muhını meseleleıden bı rıdır.

Uranyum madeni üç kademede istihsal edi lir :

1. Maden ocağındaki istihsal

Bu ameliye alelade cevher naklinden çok az farklı olduğundan hususî olarak zıkıe değmez

2. Cevherin teksifi

Ekseri cevherler, tenörlerımn du,j]< olması hasebiyle kimyevî tasfiyeye gitmede.ı evvel tek sif ameliyesine tâbi tutulmalıdırlar.

Malûm mihaniki ve kimyevi zenginleştirme metodları mcyanında (flotasyon, suda eritme, tersıp, v. s. gibi), bulunan cevherleıın hususî hassalarına uyan bir kaç yem usul prensip o larak değil, tatbikî olaıak ınkışat ettirilmiştir (İyon mübadele edicisi, santııtujlu teksif). Bil hassa iyon mübadele metodu Cenubî Afrika evv herlerı içuı çok iyi neticeler vermiş ve nisbeten fakır cevherleıden (takııbun '/, 0.2 uranyum) takriben ';„ 80 konsantrasyonlar elde edilmiştir.

3. Uranyum kimyası

Fakat fizikî sebepler dolayısıyle uı anyunı madeninde aranan yüksek safiyet derecesi tama mıyle yeni meseleler tevlit etmiştir. Bu meyanda uranyum istihsal yellerinin İnşası, âlet inşaıye cilerı derecesinde kimyevî bir mesele teşkil et memektedir. Çünkü bir taraftan çok tahripkâr vasatlar mevcuttur, diğer taraftan ise âletler is tihsale âdemi safiyet vermemelidirler. Çok geç meden uranyum madeninin lüzumlu safiyet dore

E.M.M. 6

cesmde ve iktisadî olarak istihsalinin en iyi şa kılde florunun ircası yoluyla mümkün olduğu anlaşılmıştır. Bu itibarla dünydaa kullanılan u suller aşağıdaki kademelerde sıralanmıştır :

a) Temizleme

Hazırlama tesisatından sevkedilen konsantre, mayi ekstraksıyon süratiyle maden için elzem nihaî safiyete getırilu Bu maksat için eter ile su veya su ile trıbütilıosfat arasındaki mübadele ve devamlı veya devamlı olmıyan âletlerin tercih e dılip edılmıyeceği ", mevziî şartlara, arzu edilen işlenecek cevher miktarına ve muamele edilecek konsantrenin cinsine tâbidir. Amerika Birleşik Devletlerinde umumiyetle "daraban eden kolon lar" metodu taammüm etmiştir. Burada trıbütıl fosfat aksı istikamette akış suretiyle daraban eden ara cidarlar vasıtasiyle su ile karışır. Buna mukabil Avrupa'da ekseriya başka yollardan gi dilir (meselâ Mixer Settler prensıbme göre ka rıştırma). Bû münasebetle şurasını kaydedelim ki, elzem tasfiye esas itibariyle selektif tersıp suretiyle de elde edilebilir ve yalnız iktisadî mü lâhazalar bugün mayi ekstraksiyon ameliyesine rüçhan vermektedir.

b) Tersip

Tasfiye edilmiş uranyum tuzlarının mahsul lerinin tersıbi, sanayide ya azot mürekkepleriyle (meselâ amonyak veya üre) veya oksijenli su (bu munzam bir tasfiye yapar fakat zor fılitre edile bilen toir rusup verir) üe yapılır. Aşağıdaki a meliyeler için dane büyüklüğü ve dane şeklinin ehemmiyeti dolayısiyle, tersıp mekanizmasına ta mamiyle hususî bir ehemmiyet atfedılmiştir. Bil hassa amonyak tersıbi, rüsubun etraflı olarak kontrolünü mümkün kılacak şekilde inkişaf etti rilmiştir.

Nazarî olarak tasfiye edilmiş uranyum nit ratını bilâvasıta oksitleştirmek için ısıtmak da mümkündür. Fakat bu takdirde bir taraftan bü yük korozyon zorlamaları teşekkül^eder, diğer taraftan ise elde edilen oksitin safiyeti maksada muvafık değildir.

c) Kalsinasyon ve irca

Nihayet fılitre edilmiş rüsup münasip fnın larda (devamlı olarak) kalsine edilir ve hidro jen ile uranyum oksitine irca edilir. Yüksek sü hunetler dolayısıyle burada kullanılan fırınlar, noytrona zarar verecek pislikleri hiç bir suretle imalâta nakletmiyecek, yanı husule gelecek ko rozyona karşı fazla mukavemeti olan bir malze meden yapılmalıdır. Bunun içm devridaim fırın lan (burada muamele görecek malzeme kaplara konur) veya devvar fırınlar inkişaf ettirilmiştir.

Ameliyenin münasip bir şekilde icrası suretiyle oksit muhtelif kimyevî veya fizikî hassalar kaza nır. Bu hassalar onu florlamaya, sinter ameliye sine veya karbüre etmeğe elverişli kılar.

trca için elzem hidrojen ya münasip kontakt patronları vasıtasiyle bombalardan temin edilir (ve temdit için azotla karıştırılır) veya bir Crack ünitesinde mayı amonyaktan istihsal edilir. Ekse riya ikinci yol daha iktisadidir.

d) Florlama

Oksitm tetraflörüre inkılâbı basit olmakla beraber bir sürü teknolojik güçlükler baş göste rir. Bu güçlükler ancak yüksek kalitede âlet kullanılması sayesinde bertaraf edilebilirler. Kul lanılan flor murekkebatına göre korozyon zorla maları muhteliftir ve âletler de buna göre yapıl malıdırlar. Anglo Sakson memleketlerinde esas olarak kullanılan gaz şeklindeki asit floridrik (HF), fırınları çabucak korozyona mâruz bıra kır (çünkü florlama esnasmda su teşekkül eder) ve bu suretle imalâtın pisleşmesıne sebebiyet ve rir. Bu sebeple meselâ bir zamanlar kullanılan "ınconel" den mamû] tencere fırınların astarlan sık sık değiştirilirdi ve şüphesiz burada fırın mal zemesi kabili ihmal olmıyacak derecede imalâta karışırdı. Devamlı florlama ameliyesi elde etmek gayesiyle sallantılı oluklaç^ve savurma kuleleri inkişaf ettirilmiştir. Mamafih bunların verdiği neticeler hakkında şimdiye kadar az malûmat açıklanmıştır.

Devvar fırınların inşası sayesinde gaz şeklin deki HF ile florlama muvaffakiyetle halledil miştir. Bu fırınlar zamanla sınaî bakımdan inki şaf ettirilmiştir.

Sulu asit floridrik ile florlama son senelerde (pastanın zor fılitre edilmesi dolayısıyle) ehem miyetini kaybetmiştir.

Ekseriya amonyum diklörür de "van Inrpe" nin bir usulüne göre florlama vasıtası olarak kullanılmaktadır. Kullanılması kolay ve nısbe ten tehlikesiz olan bu tuz oksit ile karıştırıldığı zaman bir çifte flörür verir ki bu da mütaakıp bir harurî muamele neticesinde ayrılarak amon yaktan temizlenebilir. Bu fevkalâde saf bir u ranyum tetraflörünün istihsalini mümkün kılar. Fakat yüksek kalitede âlet kullanılmasına ihti yaç gösterir.

Freon ile florlama, ancak bu unsuru ucuza maleden memleketlerde kullanılmaktadır ve bu itibarla umuma teşmili muvafık değildir.

e) Harurî irca Yukarıda tasvir edilen ameliyeden elde edi len "yeşil tuz" gayet saf kalsiyum veya magnez

E. M. M. 6

yum ile karıştırılır ve münasip kaplarda yakılır. Burada kuvvetli ekzoterm bir reaksiyonla uran yum madeni ve kalsiyum veya magnezyum fldriir teşekkül eder. Mayı haldeki oldukça ağır made nin üzerinde cüruf yüzer, öyle ki reaksiyon ka bının soğumasından sonra ayırma kolayca müm kündür.

Kalsiyum, magnezyumun aksine olarak flor oksitlerini de irca ettiği ve bu suretle imalâtı ı yıleştirdiği halde redüksiyon madeninin seçilme sinde daha ziyade iktisadî mülâhazalar rol oynar. Amerika Birleşik Devletlerinde magnezyum ve Atlantiğin berisindeki mcmleketleı de ise daha ziyade kalsiyum kullanılır. Her ıkı redüksıyon madeni de münasip temizlikte ve dane büyüklü ğünde olmalıdır. Çünkü aksi takdirde tetraflörür ile karıştrılırken güçlükler çıkar. Reaksiyon ka bı usulen reaksiyon cürufu ile (kalsiyum fldıüı veya magnezyum flörür) astarlanmıştır, öyle ki yüksek sühunete rağmen imalâta pislik kaıış maz. Tertip tarzına ve kullaman redüksıyon ma denine göre reaksiyon kapalı bir kapta (tazyik tahtında) yahut açıkta vukubulur.

TORTUM

Toryum, bizzat ayrılmaya salılı olmamakla beraber, bir reaktörün ncytı:.n manasında uyul maya salih 233 U ya inkılâp edeı ve bundan do layı da bilvasıta atomik yakıt olabilir. Bu bakım d m ehemmiyeti, mezkûı "yumurtlama ame. yesının" münasip reaktörlerde vulıı hulmasına bağlıdır ve bınnctice külliyetli m.klan! ı zengin leştirilmiş 233X1 yo ihtiyaç vaıdır. Bu ılıbaıla an cak bir çek toıyum yumurtlayıcıları ıçm start malzemesi mevcut olduğu takdirde iktisadî ehem miyet kesbedeı. Bu ise hâlen nıevzuubahıs değil dir. Toryum, uı anyumunkıne çok benzıyen bir şe kilde o'.cle edilir, yalnız redaksiyonda saf toryum madeni yeııae, kolayca eriyebilen bn halita hu sule gelir Toıyu n flöruıun kalsıyum'a ıcaksıyo nundiin husule ',L1ÜII haraıot, t,unara;y.e erimesi ne ve bu suıetle LUiuftan ayrılmasına kâfi gelmez. Ç nko flörur ıl.l ası (bu aynı zamanda toryum flc rür ı'.c irca c:iı ecektır) bu guçlüğ'ü bırtaıaf eder ve evvelâ bn toryum ;mko hanı alaşımı ekle edilir. Buradaki çinko ise yüksek vakumda ısıtı larak kolaylıkla tebahhur ettirilebilir.

E.M.H. 6