Erciyes Üniversitesi’nde (ERÜ) geliştirilen nükleer dedektör sistemi, TEKNOFEST’teki başarısıyla dikkat çekti. ERÜ Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş ve araştırma grubunun yaptığı sistem, 1 ton saf su ve gadolinyumla çalışıyor ve Nükleer Enerji Teknolojileri Tasarım Yarışması’nda donanım kategorisinde birinciliği aldı.
Dedektör, nükleer reaktörlerin güvenliğini izlemek için tasarlandı. Reaktörlerde fisyon tepkimeleri sırasında ortaya çıkan antinötrinoları tespit etmeye yönelik çalışmalarda kullanılacak. Sistem, olası değişimlerin takip edilmesine ve mevcut güvenlik mekanizmalarının desteklenmesine katkı sunmayı amaçlıyor.
Erciyes Nötrino Araştırma Grubu’nun Başarısı
Doç. Dr. Emrah Tıraş, 2020'nin sonunda ABD’den Erciyes Üniversitesi’ne döndüğünü ve ardından Erciyes Nötrino Araştırma Grubu’nu kurduğunu anlattı. Grup o günden beri dedektör teknolojileri üzerinde çalışıyor.
Tıraş’a göre grup üyeleri ABD’de Fermilab’daki nötrino deneylerinde, Kaliforniya’daki hibrit nötrino dedektörü çalışmalarında ve CERN’deki deneylerde aktif rol aldı. Çalışmalar yalnızca nötrino fiziğiyle sınırlı değil. Grup, yapay zekâ uygulamaları, yeni fizik modelleri, parçacık fiziği ve nükleer teknolojilerde kullanılabilecek dedektörler üzerinde de araştırma yapıyor.
TEKNOFEST’e üç takımla katıldıklarını söyleyen Tıraş, ENRG Hard takımının donanımda, ENRG Soft ve ENRG Rednova takımlarının ise yazılım alanında yarıştığını belirtti. Üç takım da finale kaldı, birincilik ise donanım kategorisinde ENRG Hard’ın oldu.
1 Ton Saf Su ve Gadolinyum
Tıraş, dedektörün uzun yıllardır üzerinde çalıştıkları bir teknolojiye dayandığını söyledi. Sistem, 1 tonluk saf suya gadolinyum eklenerek oluşturuldu.
Dedektörün görevlerinden biri kozmik müon parçacıklarının etkileşimlerini tespit etmek. Diğeri ise nötronları yakalayıp bu etkileşimleri incelemek. Gadolinyumun tercih edilme sebebi de nötronları yakalama kabiliyeti.
Sistemin taşınabilir olmasına özellikle dikkat çeken Tıraş şöyle konuştu: “Buradaki temel amacımız, nükleer reaktörleri güvenlik amacıyla izleyebilecek bir sistem geliştirmek. Bunu taşınabilir bir tasarım olarak gerçekleştirdik. Bütün elektronik aksamımız ve 1 tonluk dedektör sistemimiz istenilen yere taşınabiliyor.”
Akkuyu ve Küçük Modüler Reaktörler Hedefte
Tıraş, dedektörün ileride Türkiye’de kurulması planlanan küçük modüler reaktörlerde ve Akkuyu Nükleer Güç Santrali çevresindeki izleme çalışmalarında kullanılabilecek şekilde tasarlandığını söyledi. Sistem yaklaşık bir yıldır uzaydan gelen müon parçacıklarından veri topluyor ve bu veriler analiz ediliyor.
Dedektörün içindeki amerikyum-berilyum (Am-Be) radyoaktif kaynağından yayılan nötronlar da yakalanıp inceleniyor. Tıraş, sistemin aktif olarak çalıştığını belirtti.
Benzer teknolojilerin nükleer reaktörlerin güvenlik amaçlı izlenmesinde farklı ülkelerde de kullanıldığını söyleyen Tıraş, Türkiye’deki başka araştırma gruplarıyla da iş birliği yaptıklarını ekledi.
“7 Gün 24 Saat İzleme İmkânı”
Tıraş’a göre geliştirdikleri sistem, reaktörlerdeki mevcut güvenlik ve kontrol mekanizmalarının yerine geçmeyecek, onları tamamlayacak. Kesintisiz izleme, olası değişimlerin fark edilmesine yardımcı olabilir. Sistem reaktörlerden gelen nötrinoları ve nötronik etkileşimleri takip ediyor, olası değişimlerin uzmanlarca değerlendirilmesini kolaylaştırıyor.
Tıraş sistemin işlevini şöyle anlattı: “7 gün 24 saatlik bir izleme sistemi oluşturduğunuz zaman, bu size beklenmeyen fiziksel olayları tespit etme şansı sağlıyor. Bu sistem, anlık herhangi bir durum olduğunda ya da sistemdeki akısal değişikliklerde reaktörleri kontrol eden nükleer mühendisleri haberdar edip kontrol edilmesini sağlayan ikincil bir kontrol sistemi.”
Nükleer teknolojide güvenliğin tek bir mekanizmaya bırakılmaması gerektiğini de hatırlatan Tıraş, dedektörün mevcut sistemleri desteklemeye odaklandığını vurguladı.
Laboratuvar Altyapısına Destek
Araştırmaların sürebilmesi için güçlü bir laboratuvar altyapısına ihtiyaç duyduklarını söyleyen Tıraş, bu altyapının kurulmasında Erciyes Üniversitesi’nin önemli katkısı olduğunu belirtti.
TÜBİTAK, Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) ve Yükseköğretim Kurulu’nun (YÖK) araştırma üniversiteleri kapsamında verdiği proje destekleriyle laboratuvar imkânlarının güçlendirildiğini, çalışmaların da devam ettiğini ifade etti.
Nijerya’dan Kayseri’ye Geldi
Araştırma grubunun üyelerinden Nijeryalı Dr. Saleh Abubakar da parçacık ve radyasyon dedektörleri üzerinde çalıştıklarını anlattı. Hedefleri, nükleer reaktörlerin kontrolüne katkı sunacak sistemlerin yanı sıra uzay ve savunma sanayisinde kullanılabilecek dedektörler geliştirmek.
ERÜ Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği öğrencisi Murat Akar ise yaklaşık dört yıldır grupta çalıştığını, sistemin mekanik ve elektronik altyapısının kurulmasında görev aldığını söyledi. Akar, nükleer ve kuantum teknolojileri alanlarında kendilerini geliştirerek Türkiye’de katma değeri yüksek teknolojiler üretmeyi hedeflediklerini dile getirdi.
