GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| AEKT-205 | NÜKLEER ENERJİNİN TEMELLERİ | Ders | 2 | 4 | 4,00 |
Dersin Seviyesi
Önlisans
Dersin Sunulduğu Dil
Türkçe
Dersin Amacı
Bu dersin amacı; ön lisans öğrencilerine nükleer enerjinin temel ilkelerini, radyasyon ve radyasyondan korunma prensiplerini, nükleer reaktör tiplerini ve güvenlik kültürünü ağır matematiksel denklemlere girmeden, temel düzeyde ve basit sayısal örneklerle desteklenerek aktarmaktır. Ayrıca öğrencilerin nükleer enerjinin dünyadaki ve Türkiye’deki güncel durumu, çevresel ve ekonomik etkileri ile nükleer kazalardan çıkarılan teknik dersler hakkında vizyon sahibi olmalarını sağlamaktır.
Dersi Veren Öğretim GörevlisiGörevlileri
Dr. Öğr. Üyesi Gökhan Bayram
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Atomun yapısını, izotop kavramını ve radyoaktif bozunma türlerini açıklar; enerji birimleri, aktivite ve yarı ömür ile ilgili temel düzeyde sayısal problemleri çözer. |
| 2 | Fisyon ve füzyon mekanizmalarını açıklayarak nükleer santrallerin temel bileşenlerini ve yaygın reaktör tiplerini (PWR/VVER, BWR, CANDU, SMR) ayırt eder. |
| 3 | Nükleer yakıt döngüsünün aşamalarını tanımlar ve radyoaktif atık sınıflarını yarı ömür ve tehlike düzeyine göre karşılaştırır. |
| 4 | Radyasyondan korunma ilkelerini (ALARA; zaman, mesafe, zırhlama) ve savunma derinliği felsefesini kavrayarak doz ve zırhlama ile ilgili temel hesaplamaları yapar. |
| 5 | Tarihsel nükleer kazalardan çıkarılan dersleri, Türkiye'nin nükleer enerji stratejisini (Akkuyu NGS) ve nükleer enerjinin ekonomik-çevresel boyutlarını temel düzeyde değerlendirir. |
Öğrenim Türü
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok.
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Ders, ön lisans öğrencilerinin teknik düzeyine uygun olarak ağır matematiksel formüller ve kuantum mekaniği denklemleri kullanılmadan, kavramsal anlatım ve görsel materyaller ağırlıklı işlenecektir. Ancak her hafta, işlenen konuyu pekiştirmek amacıyla temel düzeyde aritmetik işlemler içeren örnek problemler (yarı ömür hesabı, doz–mesafe ilişkisi, enerji dönüşümü vb.) çözülecektir. Öğrencilerin güncel nükleer teknolojileri takip edebilmeleri için ulusal (TENMAK, nükleer.gov.tr) ve uluslararası (IAEA, WNA) kurumların web sitelerini ve sektörel raporları incelemeleri tavsiye edilir.
Dersin İçeriği
Bu ders; enerji türleri ve temel enerji-güç birimleri, atomun yapısı ve izotop kavramı, radyoaktivite ve yarı ömür, fisyon ve füzyon reaksiyonları ile zincirleme reaksiyon mekanizmasını kapsar. Ders içeriğinde nükleer reaktörlerin temel bileşenleri, yaygın kullanılan reaktör tipleri (PWR/VVER, BWR, CANDU, SMR), uranyum zenginleştirme dahil nükleer yakıt döngüsü ve radyoaktif atık yönetimi incelenir. Ayrıca radyasyonun biyolojik etkileri ve doz kavramları, radyasyondan korunma (ALARA) ve zırhlama, savunma derinliği felsefesi ve nükleer güvenlik kültürü, tarihsel nükleer kazalar (TMI, Çernobil, Fukushima), Türkiye'nin nükleer enerji politikası ve Akkuyu NGS projesi ile nükleer enerjinin ekonomik ve çevresel boyutları ele alınmakta; her hafta işlenen konuları pekiştiren temel düzeyde sayısal örnek problemler çözülmektedir.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Teorik | Uygulama | Laboratuvar |
|---|---|---|---|
| 1 | Enerjiye Giriş / Enerji türleri ve dönüşümleri, temel enerji ve güç birimleri (J, kWh, MW), dünyada ve Türkiye'de enerji görünümü, elektrik üretiminde nükleer enerjinin yeri. | ||
| 2 | Atomun Yapısı ve İzotoplar / Proton, nötron ve elektron; atom ve kütle numarası; izotop kavramı (U-235, U-238); bağlanma enerjisinin kavramsal anlatımı. | ||
| 3 | Radyoaktivite ve Yarı Ömür / Kararsız çekirdekler; alfa, beta ve gama bozunmaları; yarı ömür ve aktivite kavramları; doğal ve yapay radyasyon kaynakları. | ||
| 4 | Fisyon, Füzyon ve Zincirleme Reaksiyon / Çekirdek bölünmesi ve birleşmesi mekanizmaları, kütle açığı ve enerji açığa çıkışı; kontrollü ve kontrolsüz zincirleme reaksiyonlar; kritik, alt-kritik ve üst-kritik durumlar. | ||
| 5 | Nükleer Reaktörlerin Temel Bileşenleri / Yakıt çubukları, kontrol çubukları (bor, kadmiyum), yavaşlatıcılar (moderatör) ve soğutucular; reaktörde ısı üretimi, ısıdan elektriğe dönüşüm ve verim kavramı. | ||
| 6 | Nükleer Reaktör Tipleri - I (Basınçlı Su Reaktörleri - PWR/VVER) / Dünyada ve Türkiye'de (Akkuyu) en yaygın tasarım olan Basınçlı Su Reaktörleri; birinci ve ikinci çevrim mantığı, çalışma şemaları; kapasite faktörü kavramı. | ||
| 7 | Nükleer Reaktör Tipleri - II (BWR, CANDU, SMR) / Kaynar Su Reaktörleri, Ağır Su Reaktörleri ve Küçük Modüler Reaktörler; nükleer santral nesilleri ve nükleer enerjinin dünyadaki güncel durumu. | ||
| 8 | Ara sınav. | ||
| 9 | Nükleer Yakıt Döngüsü ve Atık Yönetimi / Uranyum madenciliğinden reaktöre ön döngü; kullanılmış yakıt yönetimi, geçici ve kalıcı depolama süreçleri; radyoaktif atık sınıfları. | ||
| 10 | Radyasyonun Biyolojik Etkileri ve Doz Kavramları / Radyasyonun madde ve doku ile etkileşimi; doz birimleri (Gray, Sievert); doğal fon radyasyonu ve tıbbi ışınlamalar; kişisel dozimetreler ve temel radyasyon ölçüm cihazları (Geiger sayacı). | ||
| 11 | Radyasyondan Korunma ve Zırhlama / ALARA prensibi; zaman, mesafe ve zırhlama yöntemleri; ters kare yasası ve yarı değer kalınlığı; kurşun, beton ve su zırhları. | ||
| 12 | Nükleer Güvenlik Kültürü ve Savunma Derinliği / Savunma derinliği felsefesi ve çoklu bariyer sistemi (yakıt zarfı, reaktör basınç kabı, koruma binası); yedeklilik kavramı ve güvenlik kültürünün öğeleri. | ||
| 13 | Tarihsel Nükleer Kazalar / INES ölçeği; Three Mile Island (1979), Çernobil (1986) ve Fukushima (2011) kazalarının teknik nedenleri, insan faktörü ve çevresel etkileri; kazalardan alınan dersler ve Nesil III+ pasif güvenlik sistemleri. | ||
| 14 | Türkiye'de Nükleer Enerji ve Akkuyu NGS / Türkiye'nin nükleer enerji yolculuğu; Akkuyu Nükleer Güç Santrali projesi ve VVER-1200 özellikleri; projenin ülkeye sağladığı stratejik avantajlar. | ||
| 15 | Nükleer Enerjinin Ekonomisi, Çevresel Boyutu ve Geleceği / İlk yatırım ve işletme maliyetleri; karbon emisyonu azaltımındaki rol; SMR ve füzyon teknolojilerinin geleceği; genel dönem özeti. | ||
| 16 | Final sınavı |
Ders Kitabı Malzemesi Önerilen Kaynaklar
Ahmet Ege (2019). Nükleer Enerji: Atomdan Elektriğe Sağlıktan Silaha. Ankara: Hece Yayınları. (ISBN: 978-605-7547-19-4). Murray, R. L. & Holbert, K. E. (2019). Nuclear Energy: An Introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes (8th ed.). Butterworth-Heinemann/Elsevier. (ISBN: 978-0-12-812881-7). IAEA Nuclear Energy Series — açık erişim eğitim ve teknik raporları (www.iaea.org/publications). (EN satırında: IAEA Nuclear Energy Series — open-access educational and technical reports.)
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Anlatım, Soru-Cevap, Tartışma, Görsel Materyal ve Video Gösterimi, Örnek Problem Çözümü, Örnek Olay İncelemesi (Tarihsel Nükleer Kazalar Analizi).
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 75 |
| Quiz | 1 | 15 |
| Derse Katılım | 14 | 10 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 50 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 50 | |
Staj Durumu
Yok (Ders kapsamında zorunlu staj çalışması bulunmamaktadır).
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 1 | 1 |
| Final Sınavı | 1 | 1 | 1 |
| Quiz | 1 | 1 | 1 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Problem Çözümü | 14 | 1 | 14 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 15 | 15 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 15 | 15 |
| Okuma | 10 | 2 | 20 |
| Quiz için Bireysel Çalışma | 1 | 4 | 4 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 113 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | PÇ 8 | PÇ 9 | PÇ 10 | PÇ 11 | PÇ 12 | PÇ 13 | PÇ 14 | PÇ 15 | PÇ 16 | PÇ 17 | PÇ 18 | PÇ 19 | PÇ 20 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 4 | 4 | 2 | ||||||||||||||||
| ÖÇ 2 | 4 | 4 | 5 | 3 | ||||||||||||||||
| ÖÇ 3 | 2 | 1 | 5 | 4 | 3 | 2 | 3 | |||||||||||||
| ÖÇ 4 | 2 | 1 | 4 | 5 | 2 | 2 | 4 | |||||||||||||
| ÖÇ 5 | 1 | 5 | 4 | 4 | 5 | 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek