CERN Deneyi Hakkında Sorular

Questions About the CERN Experiment

Mehmet Keçeci

27.03.2012

ATLAS Detector Layers Image

Belli aralıklar ile CERN (Kuruluş:1952-1954) hakkında gelen sorulara özel cevap vermek yerine genel olarak cevap vermeyi uygun olacağını düşündüm.

Sorular:

1. CERN’de (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) şu anda ulaşılan enerji nedir?

Cevap 1: Şu an için 4TeV’tur. Fakat ilerleyen yıllarda hedef 7+7=14TeV’tur. Bunu günlük ve anlık takip edebilirsiniz. Fakat bu verilen enerji protonların çarpışma enerjileri değildir çünkü hızlanırken farklı sebeplerden dolayı kaybedilen enerjiler vardır. Fakat şu an için 100-220 GeV’lar ve ötesi net olarak sağlanmaktadır.

(1 trilyon elektron volt = 1 TeV =1012 eV yaklaşık bir sivrisineğin kanat çırpma enerjisidir.)

Daha öncesinde Tevatron/Fermilab’da (ABD/Chicago) 1,96TeV’a ulaşılmıştı.

http://vistar-capture.web.cern.ch/vistar-capture/lhc1.webp den veya aşağıdaki alandan çalıştığı anlarda anlık görmek mümkündür.

 

2. CERN’de protonlar ışık hızının % kaçına kadar hızlandırılıyorlar?

Cevap:2  Işık hızının 99.999999% ile 0.999999991% oranında hızlandırılırlar.

3. LHC (Large Hadron Collider-Geniş Hadron Çarpıştırıcısı GHÇ) kaç km’dir?

Cevap 3: 27 km lik bir dairedir.

4. LHC yerin kaç metre altındadır?

Cevap4: 50 ile 175m altındadır.

5. LHC hangi bölümlerden oluşur?

Cevap 5: 

  1. ALICE A Large Ion Collider Experiment at CERN LHC
  2. ATLAS A large Toroidal LHC ApparatuS
  3. CMS The Compact Muon Solenoidan Experiment for the Large Hadron Collider at CERN
  4. LHCb Large Hadron Collider beauty experiment
  5. TOTEM Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC
  6. LHCf Large Hadron Collider forward

6. LHC’de elde edilen vakum basıncı nedir?

Cevap 6: 3 kademeli vakum uygulanarak

  1. Ultrayüksek ışın vakumu (10-10 Torr (~3 milyon molekül/cm3)) (! Toor 1mmHg-Civa’nın sağladığı basınçtır. 1 atmosfer basıncı 760 mmHg’dir)
  2. Cryomagnetler için izolasyon vakumu (10-6 Torr)
  3. Helyum dağıtım hattı için izolasyon vakumu (QRL)

7. Kullanılan mıknatıslar ne kadar alan üretirler?

Cevap 7: 8,33 Tesla

8. LHC ne kadar bir enerji harcar?

Cevap 8: Aylık ortalama 180MW

9. LHC’de zaman ve uzay eğrildi mi?

Cevap 9: Uzay-Zaman kütlenin olduğu her alanda eğilir. Fotonun durgun kütlesi sıfırdır fakat hareket halinde iken izafiyetten dolayı kütle kazanır ve uzay zamanı eger. Bu deneyde özellikle protonlar kullanıldığından onlarda kütleli parçacıklar olduğundan ister durgun hallerinde isterse hareketli hallerinde uzay-zamanı eğerler.

10. LHC’de alanlar birleşti mi?

Cevap 10: Elektromanyetik ve Zayıf etkileşimin birleştiği daha önce gösterilmişti GSW modeli ve daha sonraki deneylerde bunlar gözlemlenmişlerdi şu anda LHC’da bu seviyelerin üzerine çıkılmış fakat Güçlü Nükleer Kuvvetin birleşimi için seviye çok düşüktür.

11. LHC’de ne yapılmak isteniyor?

Cevap 11:

İlk etapta Standart Modelin bir öngörüsü olan Higgs Bozonunun kesin bulunması çalışmaları yapılmaktadır. Bu gün itibari ile 2,3 Sigma %97 doğruluk değeri ile doğruluğu kabul edilmektedir. Büyük bir ihtimalle yazın daha kesin bir dille 2,6 Sigma %99 kesinlikle ve seneyede 3 Sigma oran kesinliği ile açıklanacaktır.

Daha sonra Süpersimetri, yüksek boyutlar, kara madde ve enerji, Big Bang’in ilk anları ve sonrasının daha iyi anlaşılması, yeni parçacıklar, diğer modellerin testleri ve öngörileri gibi bir çok konular vardır.

 

Notlar:

1 bar = 100.000 Pa

1 milibar = 0,001 bar = 100 Pa = 0,750 torr

1 atm = 101.325 Pascal = 760 mm Hg = 760 torr

Magnetic Fields and Particles Image

 

 

 

 

 

 

 

Colliding Beam Pass Image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Colliding Beams Image

 

 

 

3D Event Image

 

LHC at CERN Image

ATLAS Collaboration Map Image

Ek 1: 13.04.2014

Kaynaklar/References:

  1. https://ab-div.web.cern.ch/ab-div/Publications/LHC-DesignReport.html
  2. http://lhc.web.cern.ch/lhc/
  3. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/components/vacuum.htm
  4. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/beam.htm
  5. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/components/magnets.htm
  6. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/faq/lhc-energy-consumption.htm
  7. http://www.atlas.ch
  8. http://www.atlas.ch/glossary/glossary.html
  9. http://www.youtube.com/theATLASExperiment
  10. http://vistar-capture.web.cern.ch/vistar-capture/lhc1.webp
  11. http://www.youtube.com/user/kececimehmet
  12. http://vimeo.com/mkececi
  13. http://mehmetkececi.com/index.php?option=com_content&view=article&id=77&Itemid=475
  14. http://mehmetkececi.com/index.php?option=com_content&view=article&id=86&Itemid=491
  15. http://en.wikipedia.org/wiki/Unsolved_problems_in_physics
  16. http://www.aps.org/units/dpf/awards/recipient.cfm?first_nm=Peter&last_nm=Higgs&year=2010
  17. http://www.fnal.gov/
  18. http://indico2.lal.in2p3.fr/indico/conferenceDisplay.py?confId=1747
  19. http://www.youtube.com/user/fermilab
  20. http://cdsweb.cern.ch/
  21. http://pdg.lbl.gov/
  22. http://pdg.lbl.gov/2011/tables/rpp2011-sum-gauge-higgs-bosons.pdf
  23. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/lhc_glossary.htm
  24. http://lhc-machine-outreach.web.cern.ch/lhc-machine-outreach/lhc-vital-statistics.htm
  25. http://www.mehmetkececi.com
  26. http://www.youtube.com/watch?v=aPss1JHM44o&index=1&list=UUBVkKYfOZkSSTuXFHFCmsMw

 

Sıcaklık Çevrim Tablosu

Temperature Conversion Table

ilk ölçek/From çevrilen ölçek Fahrenhayt/To Fahrenheit To Celsius To Kelvin To Rankine
Fahrenheit (F) F (F – 32) * 5/9 (F – 32) * 5/9 + 273.15  [°R] = [°F] + 459.67
Celsius (C or o) (C * 9/5) + 32 C C + 273.15  
Kelvin (K) (K – 273.15) * 9/5 + 32 K – 273.15 K  
Rankine [°F] = [°R] − 459.67   [K] = [°R] × 5⁄9 [°R] = [K] × 9⁄5

 

Not: Bu (- 273.15) kullanım mutlak sıcaklığın Celsius derecesine aittir. Fizikte kullanılan termodinamik sıcaklık olan  – 273.16 Celsius ile farklı noktalar değildirler. Bunların her ikiside aynı değerdir. Termodinamik sıcaklık suyun asıl donma noktası (triple point) olan 0,01 (0,0098) (13th CGPM, 1967) [1, 2, 3] dereceyi 0 olarak alırken mutlak sıcaklık ise normal 0 değerden alındığından dolayı aralarındaki 0,01 (0,0098 gerçek değer) derecelik fark buradan gelir fakat her ikisi de aynı noktayı gösterirler sadece başlangıç noktaları farklıdır. Tersinden alırsak başlangıç (0 Kelvin) aynı bitiş noktası birinin 0 diğerinin 0,01’dir.

 

Santigrad kullanımı 1954’te kaldırılmış yerine Celsius derecesi getirilmiştir. Aralarında çok küçük fark vardır.

1 atmosferde suyun kaynama sıcaklığı 100 Santigrad (genelleme) yerine 99.975 oC (Celcius Degree/derece)

 

3-Yollu Sıcaklık Çeviricisi

Three-way Temperature Converter

İlk 3 haneden birine değerleri girdikten sonra fareniz ile bir yere tıklayınız veya tab tuşuna basınız.

To use this Converter type your value in a box and then click your mouse anywhere on the page (or press tab key).

Fahrenhayt/Fahrenheit -°F Celsius (Selsius) -°C /Santigrat (1954’e kadar) Kelvin-K Rankine

Kaynaklar/References:

  1. http://www1.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-1/kelvin.html
  2. http://www.bipm.org/utils/en/pdf/ITS-90.pdf
  3. http://www1.bipm.org/cc/CIPM/Allowed/94/CIPM-Recom2CI-2005-EN.pdf

Japonya’da 2. Çernobil Faciası Beklenebilir mi?

2. Chernobyl Disaster at Japan?

Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Accedent

Mehmet Keçeci

13.03.2011

Ek6: Kaza derecesi 7’dir.

Ek5: 21.04.2011

Fukushima Daiichi Nükleer Santrali İçin Yol Haritası Belirlendi

Roadmap towards Restoration from the Accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

Yol Haritası- Roadmap

  1. 6 ila 9 aylık bir dönemde ve iki aşamada ele alınacak 63 tedbirden oluşmaktadır.
  2. Nihai hedef tahliye edilenlerin evlerine dönebilmelerini ve tüm vatandaşların güvenlik içinde yaşamlarını devam ettirmelerini sağlamaktır.
  3. Olası bir tsunamiye karşı tedbir olarak, Ünite 1, 2 ve 3’ün reaktör basınç kaplarına su basan pompaların dağıtım panoları 15 Nisan’da daha yüksek seviyelere çıkarılmıştır. (Daha önce yapılması gerekirdi.)
  4. Okyanusa radyoaktif madde salımının en aza indirilmesi amacıyla, radyoaktif elementleri yakalamak üzere tasarlanmış Zeolit ile dolu kum torbaları Ünite 1 ve Ünite 2’nin ve Ünite 2 ve Ünite 3’nin pompa odalarının aralarına yerleştirilmiştir. Bu işlemin verimliliğine karar vermek için periyodik olarak Zeolit malzemesinin örneklenmesi ve analizi tasarlanmıştır. (Daha önce yapılması gerekirdi.)
  5. Ünite 1, 2 ve 3’e tatlı su basılmasına ve kontamine olmuş suyun aktarılması için çalışmalara devam edilmiştir. Ünite 1’in çıkış ağzındaki sıcaklığın düşme eğiliminde olduğu gözlenmektedir. (İyi Haber)
  6. Ünite 1’deki koruma kabında hidrojen birikmesi ihtimalini azaltmak için azot gazı basılmaya devam edilmiş basınç dengeli hale gelmiştir. (İyi Haber)
  7. Ünite 2 ve 3’ün reaktör basınç kabı ve koruma kabı basınçları atmosferik basınçta durağandır.
  8. Bütün üniteler için reaktör basınç kabı sıcaklıkları soğuk kapatma şartlarının üzerinde bulunmaktadır. (Kötü haber. Kapatma için daha zaman var demektir.)
  9. 17 ve 18 Nisanda Ünite1, 2 ve 3’te uzaktan kumandalı robot kullanılarak gözlem yapılmıştır. (Dikkat edinki buralara doğrudan insan girişi yapılmıyor.)

13.04.2011:

Ek4: 30.03.2011

Bazı reaktörlerdeki erime ve sızma ciddi seviyelere ulaştığından özellikle yakın çevre (30km) bundan aşırı şekilde etkilenecektir.  Bence kaza derecesi 5’ten 6’ya çıkmıştır. 

Makalede şu an Çernobil gözükmüyor demiştim ama geçen süre içerisinde durum dahada ciddileşmiştir. Şu an Çernobile benzer bir durum almıştır. Bence Japonlar bu konuda yetersiz kaldılar. Haftalarca ne jenaratörü, ne pompaları nede elektrik hatlarını halledebildiler. Bu konuda bir acaiplik var. Dışarıdan jenaratör getirilebilirdi. Geçici pompalar kurulabilirdi. Bence işin ciddiyetini başta anlayamadılar. Daha sonra sızıntı oluncada bunları yapamadılar.

Ek3: 19.03.2011

  1.  
  2. Reaktör jenaratörlerinin üst katlarda ve asla ıslanmayacak tarzda ve ıslanmadan etkilenmeyen jenaratörlerin üretilmesi gerekir.
  3. Reaktörlerin merkezi soğutma sistemi mutlaka olması gerekir (ABWR”dekile gibi)
  4. Portatif, taşınabilir (mobile) jenaratörler kullanılabilmelidirler.

Radyasyon dağılımı

Son sayıların 14bin”e yakın ölü ve 17bin”e yakın kayıp olduğudur.

Japonya depremi ve tsunaminin etkileri

Ek:2 14.03.2011

“Şimdi de 2 numaralı reaktörde, soğutma pompasının yakıtının bitmesi nedeniyle durması yüzünden, nükleer yakıt çubuklarının ısınmaya başladığı ve erime tehdidinin yükseldiği bildiriliyor.

Kabineden sorumlu devlet bakanı Yukio Edano, üç reaktörde de çubukların erimeye başladığına ilişkin işaretler bulunduğunu, ancak bunu kesin olarak teyit etmelerinin mümkün olmadığını belirtti.

Teknisyenler reaktörü soğutabilmek için buraya deniz suyu pompalamayı sürdürüyor. Ancak meydana gelen son patlama pompaları da etkilediği için, bir ara beş pompadan sadece biri çalışıyordu.

Su seviyesindeki ani düşüşün ise çubukların dışa açık hale gelmesine yol açtığından endişe ediliyor. Bu endişeler özellikle ikinci reaktör üzerine odaklanıyor.

Yetkililer, deniz suyu verilmesinin reaktörün dış koruyucu kabuğundaki basıncı artıracağını bildiklerini, fakat nükleer yakıt çubuklarında topyekün bir erimenin engellenebilmesi için başka seçenekleri olmadığını belirttiler.”

“Japonya’nın güneyindeki Shinmoedake yanardağının bugün yeniden faaliyete geçtiği ve çevresine kaya ve duman püskürmeye başladığı bildirildi”

Eğer yukarıdaki haber doğru ve sonuçta böyle bir şey gerçekleşir ve reaktör kalbi erirse o zaman asıl tehlike zilleri çalmış olacaktır. Aşağıda saydığım maddelerinde ne kadar önemli olduğu görülür.

Ek 1: 14.03.2011

Fusushima 3

 14 Mart 2011 11:15 JST (Japan Standard Time)

Fukushima 3”te (1970-1976) 1 gibi dış duvarları hidrojen patlamasına dayanamadılar. Reaktör kalbinin parçalandığı veya eridiği düşünülmemektedir. 

Ben tüm dünyada kullanılan reaktörlerin

  1. 30 yılı geçenlerin mutlaka yeni koruma teknolojileri ile yenilenmesi gerekir.
  2. Artık BWR tarzını bırakıp AWBR veya diğer tip güncel tarzlardada inşa edilmesi gerekir.
  3. 9.5-10 deprem şiddetinde dahi soğutma sistemleri devre dışı kalmamalıdır. (Burada 9 şiddetinde devre dışı kalmıştır bu bir açıktır. Sistemin eski bir reaktör tipi olduğuda değerlendirilmelidir.)

13.03.2011

Fukishima

  13 Mart 2011    12:33 JST

 

Fukuşima (Fukushima) 1 ve 2 nükleer santrallerinden çıkan buharda radyoaktif sızıntı saptanmış ve 40 yıllık Fukuşima 1 (Daiçi (Daiichi) reaktörü- Tokyo”ya 240 km uzaklıkta) santralinde sabah saatlerinde patlama meydana gelmiştir. Fukuşima’da sızıntıya karşı tarama çalışmaları yapılıyor. Koriyama kentinden boşaltılan kişiler nükleer tarama merkezinde baştan ayağı taranıyor ve bu santrallerin 20 ile 30 km çevreleri boşaltılmaktadır. Santraldeki radyoaktivite oranının bir saatte bir yıllık seviyenin eşiğine geldiği bildirilmiştir. Bu bölgedeki insanlara radyasyonun ektilerini azaltmaları için İyot dağıtımı olmuştur.

 

Birim Tip İlk Yapım İlk İşleyiş Elektrik Gücü Reaktör sağlayıcısı Mimari Yapım
Fukushima I – 1 BWR-3 1967 October 1970 460 MW General Electric Ebasco* Kajima**
Fukushima I – 2 BWR-4 1969 July 18, 1974 784 MW General Electric Ebasco Kajima
Fukushima I – 3 BWR-4 1970 March 27, 1976 784 MW Toshiba Toshiba Kajima
Fukushima I – 4 BWR-4 1973 October 12, 1978 784 MW Hitachi Hitachi Kajima
Fukushima I – 5 BWR-4 1972 April 18, 1978 784 MW Toshiba Toshiba Kajima
Fukushima I – 6 BWR-5 1973 October 24, 1979 1,100 MW General Electric Ebasco Kajima
Fukushima I – 7 (planlanmış) ABWR 2012 October 2016 1,380 MW *Electric Bond and Share Company
Fukushima I – 8 (planlanmış) ABWR 2012 October 2017 1,380 MW **Kajima Corporation

  

BWR (Boiling water reactor: Kaynar Su Reaktörü: Kaynar Sulu Reaktör: KSR)

fukushima

BWR Şeması  

 

 

1. Reactor pressure vessel (RPV) (reaktör basınç kabı,reaktör ana gövdesi )
2. Nuclear fuel element (Nüleer yakıt maddesi)
3. Control rods (Kontrol Çubukları)
4. Circulation pumps (devir pompaları)
5. Engine control rods (motor kontrol çubukları)
6. Steam (buhar)
7. Feedwater (besleme suyu)
8. High pressure turbine (HPT) (Yüksek basınçlı türbin)
9. Low pressure turbine (Düşük basınçlı türbin)

 

 

10. Generator (Jeneratör)
11. Exciter (Uyarıcı)
12. Condenser (Yoğunlaştırıcı)
13. Coolant (Soğutucu veya gazı, sıvısı)
14. Pre-heater (Ön ısıtıcı)
15. Feedwater pump (besleme suyu pompası)
16. Cold water pump (soğuk su pompası)
17. Concrete enclosure (betonla kaplı alan)
18. Mains connection (Ana dağıtım bağlantıları)

 

 

ABWR (Advanced Boiling Water Reactor: İlerlemiş (Geliştirilmiş, güncel) Kaynar Su Reaktörü: İlerlemiş Kaynar Sulu Reaktör: İKSR)

fukushima

ABWR (reaktör ana gövdesi)

1: Reactor core (reaktör kalbi/koru)

2: Control rods (Kontrol Çubukları)

3: Internal Water Pump (İç Su Pompası)

4: Steam pipeline to the Turbine generator (Türbin jeneratörüne giden buhar boru hattı)

5: Cooling water flow to the core (Reaktör kalbini soğutan su borusu)

Bu veriler göz önüne alındığında patlayan Hidrojen gazı (içerdeki suyun fazla ısınması ve oluşan yüksek dereceli su buharı sonucu biriken hidrojenin patlamasıdır (reaktör kalbi patlamaz). Çernobil”de de böyle olmuştur. Fakat bu patlamanın etkisi sadece dış duvarı yıkmakla kalırsa zararlı bir etki oluşturmaz fakat bu patlama reaktörün kalbini parçalarsa o zaman etki büyük ve zararlı olur. (Çernobil gibi). Şu ana kadar bize gelen haberlerde Fukushima”da patlama reaktör kalbine zarar vermemiş gibi gözükmektedir. Öylede olmasını dileriz.

İkinci olarak eksi BWR reaktörlerinde iç soğutma pompaları yoktur ABWR”ler de isi bu mevcuttur. Yeni yapılan tüm reaktörlerin ABWR olması gerekir. Fukushima eski bir reaktör olduğundan (40 yıllık) bu iç soğutma pompası bulunmamaktadır ve büyük bir ihtimalle de sorun bundan kaynaklanmış olabilir. Ayrıca yer çekimi ile çalışan ve soğutma çubuklarının da olmadığını düşünüyorum olsaydı bu seviyede bir sorunun olmaması gerekir.

Eski reaktörler bu iki dizayna göre tekrar güncelleştirilmeleri gerekir.

2. bir Çernobil faciası şu anda görülmemektedir.

Son gelişmeler eklenecektir.

13.03.2011

reactor

 

Japonya: 日本