‘Kimya’ Kategorisi için Arşiv

Kan Fizyolojisi

Salı, 06 Kasım 2007

KAN FİZYOLOJİSİ

Kan, hücrelerden ve “plasma “ adı verilen bir sıvıdan oluşmuştur. Hücreler eritrositler (kırmızı kan hücreleri), lökositler (beyaz kan hücreleri) ve trombositlerdir. Hücrelerin % 99’undan fazlasını eritrositler oluşturur. Eritrositler kanın oksijen taşıyan hücreleridir.Lökositler vucudu enfeksiyonlara ve kansere karşı koruyan hücrelerdir. Trombositler ise kanın pıhtılaşmasında görev alırlar.

Eğer kan santrifüj edilirse, hücreler plazmadan ayrılır. Hücreler daha ağır oldukları için dibe çökerken daha hafif olan plazma üstte kalır. Kan, içi heparin ile sıvanmış “mikropipet” denilen küçük tüplerde santrifüj edilir. Bu tüpün en alttaki kısmında eritrositler toplanır, bunun hemen üstünde ise çok ince bir tabaka halinde lökositler bulunur, en üstte ise plazma bulunur (Şekil 1.).

Şekil 1:Hematokrit.

Hematokrit, eritrositlerin oluşturduğu kan hacminin toplam kan hacmine oranıdır. Hematokrit tayini için kan heparinize özel tüplerde santrifüj edilir, eritrositler en altta toplanır, onun üstünde lökosit ve trombositlerin oluşturduğu çok ince bir tabaka oluşur, en üstte ise plazma adı verilen açık saman sarısı-beyaz renkte sıvı toplanır. Hematokriti hesaplamak için eritrositlerle dolu olan tüpün uzunluğu kanla dolu tüpün uzunluğuna bölünüp, çıkan sonuç 100 ile çarpılır. Şekil 1. deki kan örneğinin hematokritini hesaplamak için şu işlem yapılmalıdır.

36 mm x 100 = % 45

80 mm

Hematokrit pipetinde eritrositler 36 mm lik bir sütun oluştururken, lökosit ve trombositler birlikte yaklaşık 1-2 mm lik bir sutun oluşturmalarının sebebi, bu hücrelerin sayılarından kaynaklanmaktadır. 1 mm3 kanda 4,6-6,2 milyon eritrosit varken, 5.000-10.000 lökosit ve 200.000-400.000 trombosit vardır. Doğal olarak, sayıca fazla olan eritrositler hemotokrit pipetinde daha uzun bir sütun oluşturacaklardır.

Hematokrit oranı erkeklerde % 40-50 arasında değişirken, bu oran kadınlarda % 35-45 arasında değişir. Erkeklerde hematokrit oranının yüksek olmasının sebebi, erkeklerdeki toplam kan hücresi sayısının kadınlarınkinden daha fazla olmasından kaynaklanmaktadır. Erkeklerde 1 mm3 kanda ortalama 5,1-5,8 milyon kan hücresi varken kadınlarda 1 mm3 kanda 4,3-5,2 milyon kan hücresi vardır. Eritrositlerin sayısının azaldığı durumlara anemi (kansızlık) denirken, eritrosit sayısının arttığı durumlara ise polisitemi denir.

Plazma kanın sıvı kısmıdır, su içinde çözünmüş çok sayıda organik ve inorganik maddelerden oluşur. Bu maddelerden en önemlisi proteinlerdir. Proteinler plazmanın toplam ağırlığının yaklaşık yüzde 7 sini oluşturur. Plazma proteinleri 3 ana gruba ayrılır. Bunlar, albüminler, globulinler ve fibrinojendir. Bu proteinlerin kandaki konsantrasyonu, sırasıyla 4,5 g/100mL , 2,5 g/100 mL ve 0,3 g/100mL dir. Proteinler içinde miktar olarak en fazla olan albüminlerdir. Bu proteinler, hücreler tarafından kullanılmak üzere plazmadan ayrılmazlar. Hücreler kendi proteinlerini yapmak için plazma aminoasitlerini kullanırlar fakat hiçbir zaman plazma proteinlerini kullanmazlar. Plazma proteinleri plazmanın içinde yada interstisiyel sıvıda fonksiyon yaparlar. Kısacası, plazma proteinleri, hücreler tarafından kullanılmak üzere plazmayı terketmezler. Eğer kanın pıhtılaşmasına izin verilirse, tüpün üstünde kalan sıvıya plazma değil serum denir. Serumda fibrinojen ve pıhtılaşma ile ilgili diğer proteinler, pıhtılaşmada kullanıldığı için yoktur. Matematik formül olarak ifade etmek gerekirse

[Plazma - Fibrinojen = Serum ]diyebiliriz.

KAN HÜCRELERİ

ERİTROSİTLER

Eritrositler bikonkav disk şeklinde yapılardır. Yani her iki tarafından basık daire şeklindedirler. 7  m çapındadırlar. Eritrositlerin yapım yeri yassı kemiklerin iliğidir. Eritrositlerin hücre zarı kişiden kişiye değişen özel proteinler içerir, bu proteinler sayesinde kan, ABO dediğimiz kan gruplarına ayrılır. Eritrositler hemoglobin denilen ve eritrosit ağırlığının üçte birini oluşturan bir protein içerirler. Bu proteinin görevi O2 taşımaktır, oksijenin yaklaşık % 99’u hemoglobin ile taşınır, geri kalan % 1’lik kısım ise kanda çözünmüş olarak taşınır.

Hemoglobin proteini 4 adet hem ve 4 adet polipeptid zincirinden oluşur. Bu polipeptid zincirlerini ikisi  diğer ikisi ise  zincirinden oluşmuştur. Her bir hem grubu bir adet polipeptid zinciri üzerinde yer alır (Şekil 2). Oksijeni bağlayan hem grubudur, her hem grubu bir molekül oksijen bağlar, dolayısı ile bir hemoglobin 4 adet oksijen molekülü bağlayabilir. Dört adet O2 bağlayan hemoglobin tümüyle doymuştur, yani artık bir beşinci O2 molekülünü bağlayamaz, buna oksihemoglobin denir. Oksihemoglobin parlak kırmızı renktedir. Oksihemoglobin bağladığı 4 adet o2 molekülünden bir veya daha fazlasını kaybederse, o zaman deoksihemoglobin adını alır. Deoksihemoglobin koyu kırmızı renktedir. Venöz kan arteryel kandan daha fazla deoksihemoglobin içerdiği için daha koyu renktedir. Hemoglobine hiç o2 molekülü bağlı değilse ilk O2 molekülünün bağlanması daha zordur, eğer hemoglobin 2 yada 3 O2 molekülü bağlandıysa 3. Veya 4. O2 molekülünün hemoglobine bağlanması daha kolaydır, buna allosterik etki denir. Bu etkinin sonucu olarak oksijen basıncının artmasıyla hemoglobinin oksijen bağlaması “S” şeklinde yada “sigmoid” şeklinde artar. Parsiyel oksijen basıncı ile hemoglobin bağlanması arasındaki bu ilişki “oksihemoglobin disosasyon eğrisi” ile gösterilir.

Oksijen taşıma kapasitesi belirli bir hacimdeki kanın içerdiği O2 hacmidir. Bu kapasite etkin hemoglobin konsantrasyonuna bağlıdır. Taşıma kapasitesi anemide azalır. Aneminin tipine bağlı olarak, bu kapasite, ya eritrositlerin sayısının azalmasından, yada, yetersiz veya anormal hemoglobin yapımından kaynaklanır.

Kemik iliğinden ayrılan immatür (tam geli?memi?) eritrosit, çekirdeği olduğu için bölünme yeteneğine sahiptir, fakat henüz hiç hemoglobin içermez. Geli?me devam ederken eritrosit çekirdeğini kaybeder, ve içerdiği hemoglobin miktarı artar. Geli?me tamamlandığı zaman, eritrosit çekirdek de dahil tüm organellerini kaybeder. Eritrositlerin çekirdek ve organelleri olmadığı için ne bölünebilirler ne de ya?amlarını uzun süre devam ettirebilirler. Eritrositlerin yaşam süresi 120 gündür. Eritrositlerin yapımı için amino asit, lipid, karbohidrat gibi olağan besin maddelerinin yanı sıra, ek olarak demir, folik asit ve B12 vitamini de ?arttır.

Bu maddelerden demir olmadığı zaman, eritrositler normalden daha küçük olur ve görevlerini tam yapamazlar, bu duruma demir eksikliği anemisi denir. Folik asit ve B12 eksikliğinde ise eritrositler normalden daha büyük olur ve yine görevlerini tam olarak yapamazlar, bu duruma da megaloblastik anemi denir.

Anemi, normal hemoglobine sahip eritrositlerin toplam sayısının azalmasından, yada eritrositin içindeki hemoglobinin konsantrasyonunun azalmasından, yada her ikisinin birlikte olması sonuu ortaya çıkan hastalık durumudur. Diette demir, B12 vitamini veya folik asit eksikliği; kemik iliğinin kanser yada toksik maddelerle bozulması, yada a?ırı kan kaybı, böbrek hastalıklarında eritropietin eksikliği, yada eritrositlrin ?ekil bozukluğundan dolayı a?ırı yıkılması.

LÖKOSITLER

Bir damla kanı uygun bir boya ile boyayıp mikroskop altında incelediğimiz zaman çe?itli tiplerde lökosit görülür. Lökositler yapılarına ve çe?itli boyalara kar?ı olan afinitelerine göre sınıflandırılırlar. Buna göre lökositler 3 gruba ayrılırlar.

1.Polimorfonükler granülositler

a) Nötrofiller

b) Eozinofiller

c) Bazofiller

2. Monositler

3. Lenfositler

Polimorfonükleer granülositlerin nükleusları çok lobludur ve sitoplazmalarında çok sayıda granül bulunur. Bu gruptaki hücrelerin bazılarının granülleri “eozin” isimli boyayı tutarlar. Bu hücrelere eozinofil denir. Bir diğer grup bazik boyaları tutar, bu yüzden bu gruba bazofil denir. Bir ba?ka grup ise boyalara özel bir afinite göstermez, bu gruba da nötrofil denir. Monositler granülositlerden biraz daha büyüktür ve atnalına benzeyen tek parçalı bir nükleusları vardır, sitoplazmaları da daha azdır. Lenfositler en az sitoplazma içeren gruptur, monositler gibi tek parça ve büyük çekirdek içerirler.

Lökositlerin hepsi kemik iliğinde yapılırlar, ancak daha sonraki geli?melerini kemik iliği dı?ında tamamlarlar

TROMBOSITLER

Trombositler çok sayıda granül içeren renksiz hücre parçalarıdır. Megakaryosit denilen kemik iliğinin büyük hücrelerinin paraçalarından oluşur. Bu megakaryosit parçaları sistemik dolaşıma girince trombosit adını alırlar. Hemostazın sağlanmasında yani kanamanın durdurulmasında önemlidirler. Trombositler bir yüzeye yapışma eğilimindedirler, fakat kan damarlarının içini döşeyen normal endotel hücrelerine yapışmazlar. Ancak damarın içindeki endotel bir şekilde hasar görürde altındaki bağ dokusu (kollajen) açığa çıkarsa, trombositler kollajene bağlanır. Bu bağlanma trombositlerin granüllerdeki içeriği ortama boşaltmalarına sebeb olur. Ortama boşalan bu maddelerden biri olan ADP trombositlerin yüzeyinde birtakım değişikliklerin başlamasına neden olur ve yeni gelen trombositler de bu trombositlere bağlanarak trombosit agregasyonu denilen olaya yol açarlar. Hızla ilerleyen bu olay damarın içinde trombosit tıkacının oluşmasını sağlar. Endotel hücreleri tarafından salgılanan bir protein olan von Willebrand faktörü (vWF) trombositlerin hasarlı damar duvarına tutunmasını kolaylaştırır. VWF önce kollajene bağlanır ve trombositin kollajene bağlanmasını sağlar. Koagülasyon için trombosit agregasyonu şart olduğu için von Willebrand faktörü eksikliği yada bozukluğunda koagülasyon bozuklukları görülür. Bu faktörün eksikliğinden kaynaklanan hastalığa von Willebrand hastalığı denir. Trombositlerin kollajene bağlanması, trombosit hücre zarındaki araşidonik asidin tromboksan A2 ye dönmesine neden olur. Bu madde trombosit agregasyonu uyardığı gibi, trombosit granüllerinden diğer maddelerin de salınmasına neden olur. Trombosit tıkacı kan damarındaki sızıntıyı tümüyle önler, ve bu tıkaç kontraksiyon ile daha da kuvvetlenir. Trombositler yüksek oranda kontraktil protein içerirler. Kontraksiyon trombosit tıkacının sıkışarak daha kuvvetli hale gelmesini sağlar. Bu olaylar olurken aynı zamanda hasarlı damar duvarındaki düz kaslar da kasılarak o bölgeye gelen kan miktarını azaltır, dolayısı ile o bölgedeki kan basıncını azaltır. Trombosit tıkacı sadece hasarlı bölgede olur, ve oradan yayılmaz. Bunu nedeni damar duvarının prostasiklin de denilen PGI2 isimli bir madde sentez etmesidir. PGI2 kuvvetli bir trombosit agregasyon inhibitörüdür.

HEMOSTAZ (KANAMANIN DURDURULMASI)

Kan dokusu organizmada son derece yaygın bir damar ağı içinde sürekli dolaşım halinde bulunduğu için, vücudun bir bölgesindeki yaralanmalar , bir önlem alınmadığı taktirde, önemli miktarda kanın kaybıyla sonuçlanabilir. Ancak hem damar sistemi hem de kanın bizzat kendisi kan kaybının önlenmesine yönelik bir dizi koruyucu mekanizmaya sahiptir. Bir damarın hasara uğraması halinde kanamanın durdurulması üç aşamalı bir mekanizma ile sağlanır.

1)Vazokonstriksiyon

2)Trombosit tıkacı oluşumu

3)KOAGÜLASYON (PIHTILAŞMA)

Koagülasyon sıvı olan kanın, pıhtı yada trombus denilen jel kıvamlı katı bir maddeye dönüşmesidir. Pıhtılaşma plasma proteinlerinden fibrinojen fibrine dönüştüğü zaman gerçekleşir. Fibrinojen karaciğer tarafından yapılan ve normal insanların serumunda her zaman bulunan çubuk şeklinde bir proteindir. Fibrin başlangıçta gevşek bir iplik ağ gibidir. Oluştuktan hemen sonra kovalent çapraz bağların oluşmasıyla kuvvetlenir. Bu olay faktör XIII denilen bir plazma enzimi sayesinde gerçekleşir. Fibrinojen kanda her zaman bulunur, fakat trombin normalde kanda bulunmaz, yalnızca pıhtılaşma olayı uyarıldığı zaman oluşur. Uyarılmadan önce kanda protrombin denilen inaktif şekilde bulunur. Kan damarının yaralandığı bölgede enzimatik olarak trombine çevrilir. Trombin de faktör XIII ü aktive eder.

Pıhtılaşmaya bırakılan kan örneğinde, pıhtılaşma sonrası ayrılan sıvıya serum denir. Serum plazmadan farklı olrak fibrinojen ve bazı pıhtılaşma faktörlerini kapsamaz, bunun dışında bileşimi plazma ile aynıdır.

EPiTEL BAG VE DESTEK DOKU

Belli bir görevi yapmak uzere bir araya gelmis aynı yapı ve sekildeki hucre topluluklarına DOKU adı verilir.vücutta en cok hucre kapsayan doku epitel dokudur ve vucudun dıs yuzetini, organların iç yüzeyini örter. epitel doku kendi arasında 3 e ayrIlır

1. YASSI EPiTEL HUCRELERi:

Bunların yüksekligi genisliginden azdIr cekirdek te buna uygun olarak yassılanmıstIr bu tip hücreler kan ve lenf damarlarında ve derinin üst tabakasında bulunur.

2. KÜBİK SEKLiNDE EPiTEL HÜCRELER:

Bunların yüksekliği ve genişliği hemen hemen eşittir omurgasız hayvanların dış yüzeyini örten deride omurgalı hayvanlarIn böbrek ve troid bezinde bulunur

3. SiLiNDiRiK ŞEKLiNDEKi EPiTEL HÜCRELER

Bu tip hücrelerin yüksekliği genişliginden fazlakdır bagırsak ve solunum kanallarının iç yüzeyinde bulunur

Bu hücreler vücüdun dıs yüzeyini dış ortama karsı korur iç organlarında bulunanlar ise besin emilimini sağlar.

BAG VE DESTEK DOKU

Genel olarak bag dokusu vücudun çeşitli kısımlarını birbirine baglar destek dokusu ise vucudun yumuşak kısımlarına destek görevi yapar destek doku :

1.KIKIRDAK DOKUaha çok omurgasızlarda görülür kan damarı ve sinir içermez difizyonla beslenir 3 e ayrılır (a) Hiyelin kıkırdak (b) Esnek kıkırdak (c) Lifli kıkırdak

2.KEMİK DOKU:Hücrelerine osteosit denir hücre arsı sıvısına osein denir.Alyuvarlar ve akyuvarlar kırmızı kemik iliginde üretilir kan hücreleri kanalikul adı verilen ince uzantılarıyla birbirleriyle ilişkilidirler

KAS VE SiNiR DOKU

Kas dokusu çok hücrelilerde hareketi saglayan dokudur kas dokusu embiryonun mezoderm tabakasından oluşur kas dokusu hücelerinin zarlarına sarkolemma plazmasınada sarkoplazma adı verilir ikiye ayrılır

1 DÜZ KASüz kas hücreleri ince uzun ve iğ şeklindedir Bunların etrafı bag dokusuyla sarılmıstır düz kasın kontraksiyonu istemsizdir yavaş ve ritmik olarak yapılan kasılıp gevşeme hareketleri uzun süre devam edebilir çabuk yorulmaz omugalı hayvanlarda iç organlarda ve kan damarlarının çeperlerinde bulunur .

2 ÇİZGİLİ KAS:Çizgili kas a iskelet kası da denir.İskelete bağlanmış olduklarından hareketi sağlarlar , istemli çalışırlar ve cabuk yorulurlar birden fazla nükleus bulunur bunlarda bantlaşma görülür. Kalp kası görünüş olarak çizgili kasa benzer fakat işleyiş yönünden düz kasa benzer.

SiNiR DOKUSU

Sinir dokusunu oluşturan hücreler uzn ve kısa uzantıları olan özel yapılı hücrelerdir uzantılarıyla birlikte bir sinir hücresine neron denir . Genel olarak bir uyarının alınması ve iletilmesi impusun yönü dentrit ten akson a doğrudur dentrit ve aksan arasındaki boşluğa sinaps adı verilir sinir hücresi miyelin kılıf ile örtülüdür miyelin kılıf uyarının daha hızlı iletilmesini sağlar miyelin kılıftan sonra içte silindirik bir eksen olan akson bulunur akson boyunca belirli aralıklarla kıllıflar incelerek boğumlar oluşturulur bu boğumlara ranvier boğumları denir…

BAĞ DOKU;

Bütün dokular bağ dokunun farklılaşmasıyla oluşmuştur.Gelişimleri esnasıda mezenşim hücrelerinden oluşurlar.Bağ doku vücudun çeşitli kısımlarını birbirine bağlar.Bağ dokusu hücreler arası maddeye ve içindeki lif yapısına göre;

1-Öz bağ dokusu-konektif doku; 2-Adipöz-yağdokusu; 3-Destek doku

KAS DOKU

Kas doku hareketi sağlar.Kas dokusu hücrelerine sarkolemma ,plazmasınada sarkoplazma denir.Kas hücresindeki kaasılma yeteneğine sahip proteinden yapılmış lifçiklere miyofibril denir. A-Düz Kas; B-Çizgili Kas; C-Kalp Kası;

KAN DOKU

Ara madde sıvı plazmadır.Hücrelerin Eritrosit(alyuvar)lökosit(akyuvar),trumbosit(plake t).Bu hücreler kanın %45 Plazma ise %55′idir.70 kg. bir insanda 5lt. kan vardır.

SEGMENTASYON

Segmentasyon şekli yumurtanın içinde bulunan vitellüs miktarına göre ayrılır.Alestial yumurtada yumurta,alimal kutuptan vegetatif kutba doğru meridyonal bölünür ilk oluşan parçalara plastomer denir.Platomer içerisindeki boşluklara plastosöl adı veilir.Plastomerin gelişmesiyle Morola adı verilen safa oluşur

REFLEKS:Belirli bir uyarana karşı gösterilen otomatik tepkiye refleks denir.Refleks;kalp hızını,kan basıncını,solunumu,tükrük salgılanmasını,sindirim ve diğer sistemleri kontrol etmede önemli bir rol oynar.

OTONOM SİNİR SİSTEMİ İsteğimize bağlı olmaksızın kendiliğinden çalışan içorganlar,kalp,akciğer,kan damarları,bezler ve düz kasları idare eden sinirlerin meydana getirdiği sisteme otonom veya bitkisel sinir sistemi denir.Bu sistem sempatik ve parasempatik sinirlerden oluşur.

ENDOKRİN SİSTEM Çokhücrelilerde,özellikle omurgalılarda,vücudun bir bütün halinde çalışmasını düzenleyen ve bütünleştiren sistemlerin ikincisi endokrin sistendir. Endokrin sistemi oluşturan bezlerin salgısına hormon denir.Endokrin sistem,sinir sistemi ile beraber çalışır ve bazı yönlerden ona benzer.

PROTEİNLER: Vücudun başlıca yapı madderi olup enerjı de sağlarlar.Bir protein oksıtlendığı zaman 3.1-4.4 kalorılık enerjı verır.

OSMOZ:Su moleküllerinin yarı geçirgen zardan düfüzyonuna denir.

FOSİL:Yerden çıkanrılan hayvan ve bitki kalıntılarına denır. Fosıllenme ıse fosıllerın jeolojık formasyonlar ıçınde ksmen veya tamamen muhafaza olmasına etki eden faktörlerin tümüdür.

BUZ:fosıllerın en ıyı korundugu ortamdır.

DIFÜZYON:Molekıllerın çok yoğun otamdan az yoğun ortama geçışıne denır.

HÜCRE:Canlıyı meydana getiren en küçük yapı birimidir.Tüm canlılar hücrelerden meydana gelmiştir.

EMME KUVVETİ:İki ortam arasındaki ozmotik basınc farklı mevcutta oldugu maddelerce dışardan emilimi devam eder.İşte dışardan su alınmasını saglayan bu kuvvete turgor basıncı denir.

KAN HÜCRELERİ:Kan hücre Alyuvarlar ,Akyuvarlar olmak üzere ikiye ayrılır

Akyuvarlar

Granüllü alyuvarlar

Nötrofil Bazofil Eozonofil

Granülsüz alyuvarlar

Lenfosit Monosit

Kan plazmasının %90 sudur

Kan vücudun savunma taşıma görevini yerine getirmektedir.

Dokular:Kan,kas,sinir,epitel, bağ olmak üzere 5tip doku vardır.

Sinir Sistemi Merkezi sinir Sistemi ve Periferik Sinir Sistemi olmak üzere ikiye ayrılır.

MERKEZI SINIR SISTEMI:

Merkezi Sinir Sistemi 2 ana parçadan oluşur: beyin ve omurilik. Ortalama bir erişkinin beyni 1300-1400 gramdır. Beyin 100 milyar sinir hücresi (nöron) ve trilyonlarca “glia” denilen destek hücrelerinden oluşur. Omurilik ise yaklaşık olarak kadınlarda 43 cm erkeklerde ise 45 cm uzunluğunda ve 35-40 gram ağırlığındadır. Omurilik Kolumna Vertebralis denilen birçok kemikten oluşmuş bir kemik yapı içinde bulunmaktadır. Kolumna Vertebralis 70 cm uzunluğundadır, yani omurilik kolumna vertebralisten oldukça kısadır.

BEYNI OLUSTURAN YAPILAR:

Serebral Korteks: Korteks kelimesi latince “kabuk” kelimesinden gelmektedir. Kalınlığı 2-6 mm arasındadır. Serebral korteksin sağ ve sol yarısı korpus kallosum denilen, kalın bir bant oluşturan sinir lifleri ile birbirine bağlanmıştır. İnsanlarda serebral korteksin yüzeyi pek çok girinti ve çıkıntıyla kaplıdır. Korteksdeki çıkıntılara girus girintilere ise sulkus denir. Yüksek seviyeli bir memeli olan insanlarda bu girinti ve çıkıntıların sayısı çok fazlayken fare, sıçan gibi düşük seviyeli memelilerde bu girinti ve çıkıntıların sayısı daha azdır.

Fonksiyonu: Düşünme, istemli hareket, dil, sonuç çıkarma, algılama.

Serebellum (Beyincik): Serebellum kelimesi latince “küçük beyin” kelimesinden gelmektedir. Serebellum beyin sapının hemen arkasındadır. Serebellum serebral korteks gibi hemisferlere ayrılır ve bu hemisferleri saran bir korteksi vardır. Serebellumun fonksiyonu hareket, denge ve postürün sağlanmasıyla ilgilidir.

Beyin sapı: Beyin sapı, talamus ile omurilik arasında kalan bölgeye verilen isimdir. Beyin sapındaki yapılar, medulla, pons, tektum, retiküler formasyon, ve tegmentumdur. Beyin sapındaki bazı alanlar kan basıncı, kalp hızı ve solunum gibi hayati fonksiyonların düzenlenmesinden sorumludur.

Hipotalamus: Bir bezelye tanesi büyüklüğündeki bu küçük yapı beynin tabanında yer alır. Beynin üç yüzde birini oluşturmasına rağmen çok önemli davranışlardan sorumludur. Hipotalamus vücudun termostatıdır. Eğer vücut çok ısınırsa, hipotalamus bunu algılar ve derideki kapiler damarların genişlemesini sağlar, bu da vücudun soğumasına yol açar. Hipotalamus ayni zamanda hipofiz bezini de kontrol eder. Duyguların, açlığın, susuzluğun ve sirkadian ritmin düzenlenmesinde rol oynar.

Talamus: Talamus periferden gelen duyusal bilgiyi alıp bunu serebral kortekse ileten bir röle gibidir. Ayrıca serebral korteksden gelen bilgileri de omurilik ve beynin diğer kısımlarına iletir. Fonksiyonu duyusal ve motor integrasyondur

1. Merkezi sinir sistemindeki nöron topluluklarına nükleus denir.

2. Periferik sinir sistemindeki nöron topluluklarına ganglion denir.

3. Merkezi sinir sistemindeki akson topluluklarına traktus denir.

4. Periferik sinir sistemindeki akson topluluklarına sinir denir.

Şekil ve yapı bakımından benzer olan aynı görevleri yapan hücrelerin meydana getirdiği topluluğa doku denir.Dokuları inceleyen bilim dalına Histoloji denir.

Dokular ikiye ayrılır:

1.Bitkisel dokular

2.Hayvansal dokular

Şekil ve yapı bakımından benzer olan aynı görevleri yapan hücrelerin meydana getirdiği topluluğa doku denir.Dokuları inceleyen bilim dalına Histoloji denir.

Bitkisel dokuların sınıflandırılması

BİTKİSEL DOKULAR (İkiye ayrılır)

Sürgen (Meristem) Doku:

Bitkilerde bölünme yeteneği sürekli olan dokudur. Sürekli bölünerek değişmez dokuları oluşturur.Bu doku bitkinin uzamasını ve kalınlaşmasını sağlar.

1.Birincil Meristem :

Kök gövde ve dal uçlarında bulunur.Boyuna büyümeyi sağlar.

2.İkincil meristem(Kambiyum) :

Bu doku değişmez doku hücrelerinin bölünme yeteneği kazanmasıyla gelişir. Bitkinin enine kalınlaşmasını sağlar.

Değişmez dokular:

Birincil ve ikincil meristem doku hücrelerinin gelişme ve farklılaşmasından oluşur. Değişmez dokuları meydana getiren hücreler, bölünebilme özelliğini kaybeder.

Değişmez dokular yapı ve görevlerine göre gruplandırılır:

1.Parankima dokusu:

Bitkilerdeki diğer doku ve organların arasını doldurur. İşlevlerine göre özümleme parankiması, havalandırma parankiması ve depo parankiması olarak üç gruba ayrılır.

2.Koruyucu doku :

Bitkilerde kök , gövde ve meyvelerin üzerini örter. Hücre çeperi kalındır. İki gruba ayrılır.

a-Epidermis:

Bitkinin genç bölgelerinin ve yapraklarının üzerini örten tek tabakalı bir dokudur.Üzerinde kutikula tabakası vardır.Bu tabaka kurak bölge bitkilerinde su kaybını önler.Epidremis hücreleri faklılaşarak tüyleri ve stomaları oluşturur.

Stomalar yaprağın alt yüzeyinde bulunur. Bitkinin gaz alışverişini ve terleme yoluyla yapısındaki su miktarını düzenler.

b-Periderm

Çok yıllık bitkilerde kök ve gövdenin üzerini örter.Peridermde epidermisdeki stomaların yerini kovucuk(lentisel) alır.

3. İletim dokusu:

Bitkilerde madde taşınmasını gerçekleştirir. İletim dokusu ikiye ayrılır.

a-Odun borusu (ksilem):

Oluştuktan sonra hücreleri canlılığını kaybeder.Bu borular kökten yaprağa doğru su ve madensel tuzları taşır.

b-Soymuk boruları(floem):

Canlı hücrelerden oluşmuştur.Soymuk borusu fotosentezle üretilen besinlerin köke doğru iletimini sağlar.

4.Destek doku:

Bitkinin yapısının korunmasını sağlar. Çok yıllık bitkilerde gövdeyi dayanıklı duruma getirir.Bir yıllık bitkilerde destek doku bulunmaz.destek doku iki çeşittir.

a-Pek doku:

Büyümekte olan genç bitkilerde yer alan canlı bir dokudur,hücre çeperi kalındır.

b-Sert doku

Sitoplazma ve çekirdekleri yoktur. Yuvarlak ve köşeli hücrelerine “taş hücreleri” denir.Armut ve ayvada bulunur.

5.Salgı doku:

Bol sitoplazmalı ve büyük çekirdekli canlı hücrelerden oluşur.Oluşturdukları salgılar bitkiyi çürümekten korur, tozlaşmayı kolaylaştırır ve bitkiyi dış etkilere karşı korur.

Bitkilerin hücre, doku ve organlardan oluşan düzenli yapısı

Bütün canlılar hücrelerden oluşmuştur. Hücreler dokuları dokularda organları oluşturmuştur. Çevremizdeki canlılardan olan bitkilerde bu yapıdadır. Bitkileri inceleyen bilim dalına botanik denir.Bitkiler bazı özelliklerine göre farklılık gösterirler. Bitkileri iki ana gurupta incelemek mümkündür.

1.Çiçekli bitkiler

2.Çiçeksiz bitkiler

Bir bitkiyi incelediğimizde aşağıdaki yapıları görürüz.

1.Bitkinin toprak altında kalan kısmı olan kök.

2.Diğer organları taşıyan gövde.

3.Gövde üzerindeki yapraklar.

4.Renkli yapraklardan oluşan çiçek.

Bitkinin toprakla ilişkisini kuran kök

Genellikle toprağın altında kalan ve bitkiyi toprağa bağlayan kısımdır. Kök, bitkinin beslenmesi için gerekli su ve suda çözünmüş madensel tuzları topraktan emerek alır.

Kök, ana kök, yan kökler ve emici tüyler olmak üzere 3 kısımdan oluşur.

Ana kök : Her bitkide bir tane bulunur. Bitkinin toprağa sıkıca bağlanmasını sağlar.

Yan kökler : Ana kökten yanlara doğru uzanan çok sayıdaki köklerdir. Bitkinin topraktan çıkmasını önler. Yan kökler suyun olduğu yöne doğru ilerleyerek bitkinin suyu almasına yardımcı olur.

Emici tüyler : Yan köklerin uç kısımlarındaki tüysü yapılardır. Topraktan su ve madensel tuzları emerler. Ayrıca salgıladıkları asitli maddelerle kökün önüne gelen taş, kaya gibi sert engelleri parçalayarak eritirler.

Kök, yapı ve görevlerine göre kazık kök, saçak kök ve depo kök olmak üzere 3 çeşittir.

Kazık kök : Ana kök iyi gelişmiş, kalınlaşmış ve toprağın içine doğru uzanmıştır. Yan kökler ise ana köke bağlı ve fazla gelişmemiştir. Ebegümeci, fasülye, havuç, lahana, bakla, bamya, gelincik ve büyük ağaçların kökleri kazık köktür.

Saçak kök : Ana kök fazla gelişmemiş ve yan köklerle aynı kalınlıktadır. Gövdenin kökle birleştiği yerden hemen hemen aynı uzunlukta çok sayıda yan kökler çıkmıştır. Soğan, buğday, mısır, çilek, çimen, arpa, ayçiçeği ve sarımsak gibi bitkilerin kökleri saçak köke örnektir.

Depo kök : Ana kök aşırı gelişerek yedek besin depo edebilecek duruma gelmiştir. Yan kökler, ana kökten çıkmış ve oldukça ince görünümdedir. Turp, havuç, şeker pancarı ve şalgam kökleri depo kök olup yedek besin depo ederler. Ayrıca salep bitkisinin yan kökleri yedek besin depo eder.

Ayrıca bataklık bitkilerinde dik durmayı sağlayan destek kök ve bitkinin hava almasını sağlayan hava kökleri bulunur.

Çiçekli bir bitkinin diğer bir organı da gövdedir. Bitkinin genellikle toprak üstünde bulunan dal, yaprak, çiçek ve meyve gibi yapılarını taşıyan organıdır. Gövde, içindeki iletim boruları sayesinde topraktan alınan su ve madensel tuzları yapraklara, yapraklarda oluşan besin maddelerini de köke kadar iletir. Ayrıca bitkinin dik durmasını ve yaprakların güneşten en iyi şekilde yararlanmasını sağlar. Tomurcuk,yaprak,çiçek ve meyveyi taşır. Köklerden gelen suyu yapraklara kadar iletmekle görevlidir.

GÖVDE ÇEŞİTLERİ

1. ODUNSU GÖVDE: Ağaç gibi çok yıllık bitkilerde sert ve sağlam gövdeleridir. Örnek:Çam, kavak, elma, söğüt odunsu gövdedir.

2. OTSU GÖVDE:Bir yıllık bitkilerin ince,zayıf ve yeşil renkli gövdeleridir. Örnek: Sebzeler, buğday. Çimen otsu gövdedir.

3. YUMRU GÖVDE: Besin depo edilen ve toprak altında bulunan gövdedir. Örnek: Patates ve yer elması.

4. SÜRÜNGEN GÖVDE:Toprak üzerinde dik durmayan, sürünen gövdedir. Örnek: Karpuz ve çilek.

5. SARILGAN GÖVDE:Sarmaşık, asma ve fasulye gibi bitkilerin gövdesi bu tiptir.

6. YASSI GÖVDE:Lahana,marul,soğan ve sarımsak gibi bitkilerin gövdesi yassı gövdedir.

7. DEPO GÖVDE:Kaktüs gibi hücrelerinde su depo eden gövdelerdir.

YAPRAK

Bitkinin solunum ve besin yapmakla görevli organı yapraklardır. Yaprağın geniş ve yassı kısmına “yaprak ayası”, dala veya gövdeye bağlandığı kısmına “yaprak sapı”, yaprak sapının biraz genişleyerek gövde veya dala bağlanan ucuna “yaprak kını” , yaprak kını ile dal arasındaki kısma “tomurcuk” , yaprak ayasında iletimi sağlayan iletim borularına “damarlar” denir.

Yaprak ayası tek parçalı olan yapraklara “basit yaprak”, yaprak ayası çok parçalı olan yapraklara ise “bileşik yaprak” denir.

Yapraklar ayalarına göre; oval (kayısı), yuvarlak (ayva), iğne (çam), şerit (buğday, mısır), spatül (söğüt) ve el ayası (asma, çınar)

Yapraklar kenarlarına göre; düz kenarlı, dişli kenarlı, bölümlü kenarlı ve parçalı kenarlı

Yapraklar damarlarına göre; telek damarlı, el tarağı damarlı ve paralel damarlı

Yapraklar dizilişlerine göre; sarmal, karşılıklı ve halkalı

Yaprağın Görevleri :

1. Fotosentez yoluyla besin yapar.

2. Alt kısımlarındaki gözeneklerden (stoma) solunum yapar.

3. Terleme yoluyla fazla suyu dışarı atar.

4. Yaprak dökülmesi sayesinde zararlı maddelerin dışarı atılmasını sağlar.

ÇİÇEK

Çiçekli bitkilerin üreme organları çiçektir. Çiçek, tohumlar vasıtasıyla yeni bireylerin oluşmasını ve bitkinin devamını sağlar.

Tam bir çiçekte; çiçek sapı, çiçek tablası, çanak yaprak, taç yaprak, erkek ve dişi organlar vardır. Çiçek sapı çiçeği dala bağlar, çanak yaprak, taç yaprak, erkek ve dişi organlar dıştan içe doğru sırayla dört halka şeklinde çiçek tablası üzerine dizilirler.

Erkek organ, ipçik denilen bir sap ile başçık denilen şişkin bir kısımdan meydana gelmiştir. Başçıkta, içinde erkek üreme hücreleri (polen) bulunan çiçek tozu keseleri bulunur. Polenler olgunlaşınca keseler çatlar ve polenler etrafa yayılır.

Dişi organ, yumurtalık, dişicik borusu ve tepecik olmak üzere üç kısımdan oluşur. Yumurtalıkta çok sayıda dişi üreme hücresi (yumurta) bulunur. Dişicik borusu, tepeciği yumurtalığa bağlayan dar kısımdır. Tepecikte çiçek tozlarının yapışmasını sağlayan yapışkan bir sıvı bulunur.

Erkek ve dişi organı bir arada bulunduran bitkilere “bir evcikli” , erkek ve dişi organları ayrı bulunduran bitkilere de “iki evcikli” bitki denir. Meşe, mısır, çam, kestane ve fındık bir evcikli, söğüt, antep fıstığı, kenevir ve kavak iki evcikli bitkilerdir.

Erkek organın başçığındaki polenlerin dişi organın tepeciğine taşınması olayına “tozlaşma” denir. Polenlerin rüzgar, su, böcekler ve kuşlar vasıtasıyla taşınması sonucu oluşan tozlaşmaya “doğal tozlaşma” , insan eliyle yapılan tozlaşmaya da “yapay tozlaşma” denir.

Tozlaşma sonucu dişi organın tepeciğine gelen erkek üreme hücreleri buraya yapışarak dişicik borusu boyunca uzantı oluşturur. Bu uzantı içindeki hücrelerden biri aşağı yumurtalık içine düşerek dişi üreme hücresi ile birleşir. Bu olaya “döllenme” denir. Döllenmiş yumurtaya “zigot” denir. Döllenmiş yumurta bölünerek “embriyo” yu meydana getirir. Zamanla embriyonun etrafında besince zengin canlı çenekler oluşur. Bu çeneklere “tohum” denir. Tohumun gelişerek etli ve sulu bir hal almasıyla “meyve” meydana gelir.

Döllenmeden sonra tohum taslağı tohumu, yumurtalık olgunlaşarak meyveyi oluşturur.Tohumu çevreleyen kısmına meyve adı verilir. Bir meyvenin yapısına çiçek tablası hatta çiçek sapı dahi katılır. Örneğin eriğin yediğimiz kısmı meyvedir.

Çimlenme

Tohum içinde embriyo ve besin maddesi bulunan yapıdır. Tohumdan bitki kökünün, gövdesinin ve yaprak ve çiçeklerin oluşmasına çimlenme denir.

Tohum çimlenirken gerekli besini çeneklerden alır. Tohumun çimlenebilmesi için uygun sıcaklık ve hava gerekir.

Buğday ve mısır gibi bitkilerin bir tana çeneği bulunur bunlara “tek çenekli bitkiler”, fasulye ve nohut gibi bitkilerde iki tane çenek yer alır bunlara da “iki çenekli bitkiler” denir.

Çimlenme esnasında tohumun yapısındaki besin kullanılır ve böylece yeni bir bitki oluşur.

Kara yosunları

Nemli yerlerde, ağaç kabukları ve toprak üzerinde görülen yeşil renkli küçük bir bitkidir. Küçük bir gövdeye ve köksü kısma sahiptirler. Damarsızdırlar. İnce saplarının ucunda bulunan spor keselerinin içindeki sporların olgunlaşarak keselerin çatlaması ile etrafa yayılması sonucu nemli yerlerde çimlenerek genç kara yosunu bitkisi oluşur. Bu şekilde eşeysiz üreme yaparlar. Ertesi yıl genç kara yosunu bitkisinin ince yapraklarının arasında oluşan erkek ve dişi üreme organlarındaki erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesi sonucu zigot oluşur. Zigot gelişimini tamamlayarak yeni bir karayosununu oluşturur. Bu şekilde üreme eşeyli üremedir. Kara yosununun hayatı boyunca bir eşeyli üremeyi bir eşeysiz üreme takip eder. Buna “döl değişimi” veya “döl almaşı” denir.

Eğrelti otları

En gelişmiş çiçeksiz bitkilerdir. Kök, gövde ve yapraklar bulunur. İletim boruları bulunduğundan damarlıdırlar. Eğrelti otları ormanlarda ağaç diplerinde, nemli yerlerde ve dere kenarlarında yetişirler. Eğrelti otlarında da döl almaşı görülür. Eğrelti otları geniş yapraklarının altında kahverengi spor keselerindeki sporların rüzgar veya başka etkilerle çevreye yayılıp çimlenmesiyle eşeysiz, sonra oluşan erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesiyle eşeyli ürerler.

Çiçekli bitkiler ile çiçeksiz bitkiler arsındaki farklar şunlardır ;

Çiçekli Bitkiler Çiçeksiz Bitkiler

1 – Üreme organı olan çiçek vardır. 1 – Çiçekleri yoktur.

2 – Kök, gövde ve yaprakları vardır. 2 – Kök, gövde ve yaprakları yoktur veya iyi gelişmemiştir.

3 – Gövde ve yapraklarında iletim boruları vardır. 3 – Eğrelti otu hariç iletim boruları yoktur.

4 – Eşeyli üreme ile çoğalırlar. 4 – Eşeyli ve eşeysiz olarak çoğalırlar.

Doğal bir çevrede yaşayan canlıların birbirleriyle ilişkilerine ekosistem denir. Toprakta yaşayan küçük böcekler bitkilerle beslenir. Yılan ,kurbağa gibi hayvanlar ise hem böceklerle hem de bitkilerle beslenir. Bitkiler bir çok canlının enerji kaynağıdır.

Bitkiler fotosentez sayesinde havadaki oksijen ve karbondioksit dengesini düzenler. Ayrıca hava su toprak dengesinde rol oynar.

Erozyonu kökleri sayesinde önler. Mobilya kağıt sanayinde kullanılır.

Kirlilik çeşitleri

1. Hava kirliliği

2. Su kirliliği

3. Toprak kirliliği

4. Ses kirliliği

5. Radyasyon

Hava kirliliği havada çeşitli gazların birikmesi sonucu oluşur. Bu gazların bir katman oluşturması sera etkisi yaratır ve güneş enerjisinden yararlanmayı azaltır. Bitkilerde bundan ister istemez olumsuz yönde etkilenir.

Aynı şekilde çeşitli karbon gazları atmosferde birikerek su buharı ile bileşerek asitleri oluşturur. Bu asitler asit yağmurları halinde yere iner bitkilerin gelişimini olumsuz yönde etkiler.

Bitkiler çevredeki bütün kirlilik olaylarından olumsuz yönde etkilenir. Çevrenin temiz tutulması bitkiler açısından hayati önem taşır. Bu anlamda bitkiler korunmalı ve yaşatılmalıdır. Ancak bu şekilde temiz ve sağlıklı bir çevreye sahip olabiliriz.

Protein Structure

Salı, 06 Kasım 2007

PROTEİN STRUCTURE

Every protein molecule has a characteristic three-dimensional shape, or conformation. Fibrous proteins, such as collagen and keratin, consist of polypeptide chains arranged in roughly parallel fashion along a single linear axis, thus forming tough, usually water-insoluble, fibers or sheets. Globular proteins, e.g., many of the known enzymes, show a tightly folded structural geometry approximating the shape of an ellipsoid or sphere.

Because the physiological activity of most proteins is closely linked to their three-dimensional architecture, specific terms are used to refer to different aspects of protein structure.

-The term primary structure denotes the precise linear sequence of amino acids that constitutes the polypeptide chain of the protein molecule. Automated techniques for amino acid sequencing have made possible the determination of the primary structure of hundreds of proteins.

-The physical interaction of sequential amino acid subunits results in a so-called secondary structure, which often can either be a twisting of the polypeptide chain approximating a linear helix , or a zigzag pattern .

-Most globular proteins also undergo extensive folding of the chain into a complex three-dimensional geometry designated as tertiary structure. Many globular protein molecules are easily crystallized and have been examined by X-ray diffraction, a technique that allows the visualization of the precise three-dimensional positioning of atoms in relation to each other in a crystal.

The tertiary structure of several protein molecules has been determined from X-ray diffraction analysis. Two or more polypeptide chains that behave in many ways as a single structural and functional entity are said to exhibit quaternary structure. The separate chains are not linked through covalent chemical bonds but by weak forces of association.

The precise three-dimensional structure of a protein molecule is referred to as its native state and appears, in almost all cases, to be required for proper biological function (especially for the enzymes). If the tertiary or quaternary structure of a protein is altered, e.g., by such physical factors as extremes of temperature, changes in pH, or variations in salt concentration, the protein is said to be denatured; it usually exhibits reduction or loss of biological activity.

Organik Kimya

Salı, 06 Kasım 2007

Organik Kimya: Kaynagi canli organizmalar olan karbon ve bilesikleri üzerinde çalisir;bunlarin yapisini, bilesiklerini, fiziksel ve kimyasal özelliklerini inceler.

Inorganik Kimya: Maden ve mineral gibi yapisinda karbon olmayan maddelerle ilgilenir.

Fiziksel Kimya: Organik ve inorganik maddelerin fiziksel ve kimyasal nitelikleri arasindaki iliskileri inceler.

Analitik Kimya: Maddelerin niteligi, saflik derecesi gibi özelliklerini arastirir.

Biyokimya: Canli organizmadaki kimyasal reaksiyonlari, kimyasal reaksiyonlarin canli organizma üzerindeki etkilerini arastirir.

Analitik Kimya : Kalitatif analiz, konsantrasyon ve çözelti hazirlama, çözünürlük çarpimi, asitlik-bazlik, redoks reaksiyonlari, indikatörler, gravimetri, volumetri (nötralizasyon titrasyonlari ve pH, redoks, çöktürme titrasyonlari, kompleksimetri).

Çevre Kimyasi : Madde ve çevre. Ekosistemlerin siniflandirilmasi ve kararliligi. Ekosistem bilesenleri. Ekoloji bilgisi. Deniz ekosistemi ve su kimyasinin temel ögeleri. Asli ve tali elementler. Mikrobesi maddeleri. Çözünmüs gazlar. Fotosentez ve solunum. Biyolojik ve kimyasal oksijen ihtiyaci. Sulardaki kirleticiler. Atiksu parametrelerinin tayini. Atiksu aritimina giris. Hava kirliligi ve kontrolu. Fotokimyasal smog. Ozon tabakasi asinmasi. Baca ve egzos gazi aritimi.

Enstrümental Analiz :Elektromagnetik isima (özellikleri ve madde ile etkilesimi); Optik yöntemler (Moleküler spektroskopinin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari ‘ UV ve Görünür alan, Infrared, Raman, Fluoresans spektroskopileri’, Atomik spektroskopinin temelleri, enstrümantas- yonu ve uygulamalari ‘Atomik emisyon, absorpsiyon ve fluoresans spektroskopileri ‘, Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi, Elektron-Spin Rezonans Spektroskopisi) ; Kütle Spektroskopisi ; Elektroanalitik yöntemlerin temelleri, nstrümantasyonu ve uygulamalari (Voltametri, Polarografi, Kulometri) ; Termal yöntemlerin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari (Termogravimetrik analiz, Diferansiyel Termal analiz, Diferansiyel Taramali Kalorimetri); Kromatografinin temelleri, enstrümantasyonu ve uygulamalari (Gaz, Likid ve Süperkritik Akiskan kromatografileri).

Endüstriyel Analiz Laboratuarlara analiz için örnek alinmasi, akaryakit, kati yakit, gaz yakit analizleri, yaglama yaglari ve kaydiricilarin analizleri, su, çimento, gübre, cam, sabun analizleri.

Koordinasyon Kimyasi :Basit bilesiklerin olusumu. Koordinasyon kimyasinin temelleri ve tarihçesi. Nomenklatür (isimlendirme). Izomerlik. Koordinasyon bilesiklerine iliskin modern kuramlar (Oktet ve etkin atom numarasi kurallari. Valens baglar kurami ve hibridlesme. Elektrostatik kristal alan kurami. Molekül orbital/ligand alan kurami. Sert ve yumusak asit ve bazlar kurami). Koordinasyon kimyasinin diger bilimlerdeki uygulamalari. Kompleks dengeleri ve kararliliklari.

Kuramsal Kimya :Atomun yapisi (Rutherford atom modeli, Isima kanunlari, Siyah cisim, Bohr atom modeli, Belirsizlik bagintisi, Dalga mekaniginin temelleri, Schrödinger denkleminin anlami, Tek ve iki boyutlu potansiyel çukuru içindeki elektron için dalga denkleminin çözümleri, Orbitallerin dalga fonksiyonlari, Periyodik sistemin olusum temelleri); Kimyasal baglar (Iyonik baglar ‘elektronegativite, sebeke enerjisi, iyonlarin polarizasyonu ve deformasyonu’, Kovalent baglar ‘Valens Baglar Kurami, Molekül Orbital Kurami, Rezonans Kurami, Hibridizasyon’, Koordinatif Kovalent Baglar ‘Kristal Alan Kurami, Ligand Alan Kurami, Yüksek-spin ve Düsük-spin kompleksleri, Koordinatif baglarin Molekül Orbital kurami ile açiklanmasi, Komplekslerde hibridizasyon’, Metalik Baglar).

Fizikokimya I ( Kimya Bölümü ) : Gaz kanunlari ve gazlarin yapilari; Sivilarin incelenmesi; Katilarin incelenmesi; Termodinamik; Termokimya; Kimyasal Potansiyel; Aktivite; Fugasite; Kimyasal Denge Fizikokimya II ( Kimya Bölümü ) : Maddenin yapisini inceleme yöntemleri; Çözeltilerin incelenmesi; Seyreltik çözeltiler; Fazlar. Kolloid Kimya :Kolloidlerin tanimi, önemi ve siniflandirilmasi; Kolloidal çözeltilerin hazirlanmasi; Kinetik özellikler; Kolloidal tanecik boyutunun hesaplanmasi; Kolloidal çözeltilerde viskozite; Pihtilasma olayi; Kolloidal çözeltilerde kararlilik; Koruyucu kolloidler; Jeller ve zarlar; Emülsiyonlar; Solid soller; Köpük. Çekirdek Kimyasi :Radyoaktivite; Çekirdegin yapisi; Elementer tanecikler; Çekirdeklerin kararliligi; Çekirdek reaksiyonlari; Yapma radyoaktivite; Çekirdek fisyonu; Çekirdek enerjisi; Termonükleer reaksiyonlar ve Çekirdek füzyonu; Nükleer reaksiyonlarla madde arasindaki reaksiyonlar; Radyasyonlarin deteksiyonu ve ölçülmesi. Elektrokimya :Elektrokimyanin tanimlanmasi ve tarihçesi; Iletkenlerin siniflandirilmasi; faraday elektroliz kanunlari; Kulometreler; Elektrolitik iletkenlik; Iletkenlik ölçülmesinin uygulamalari; Tasima sayilari; Elektrolitlerin siniflandirilmasi; Kuvvetli elektrolitler hakkinda Debye-Hückel Teorisi; Elektromotor kuvvet; Reversible elektrot potansiyelleri; Pillerin siniflandirilmasi ve incelemeleri; Redoks sistemler; Elektromotor kuvvet ölçülmesinin uygulamalari; Elektroliz ve polarizasyon; Polarografi; Amperometri; Elektrokimyasal korozyon. Yüzey Aktif Maddeler :YAM’lerin tanimi, siniflandirilmasi, Yüzey ve arayüzey gerilimi,Sivi-gaz, Sivi-sivi, sivi-kati arayüzeyleri, Islatma, Yayilma, Çözeltilerin yüzey özellikleri, YAM çözeltilerinin özellikleri, Emilsiyonlar-köpükler, Flotasyon, Temizleyiciler. Kimyacilar Için Matematik :Ölçme nedir; SI birim sistemi ve kurallari; Anlamli rakamlar ve sayilar; Deney sonuçlarinin grafik ve çizelge ile gösterimi; Grafikten baginti bulma; Dogrusal bagintilar ve dogrusallastirma; En küçük kareler yöntemi; Iliski katsayisi; Kuskulu degerlerin atilmasi yöntemleri; Yanilgi ve türleri; Gauss dagilimi; Ortalama, standart, olasi ve limit yanilgi hesaplanmasi; Ölçüm sayisi belirleme;önem sinamasi. Kimyada Bilgisayar Uygulamalari :Bilgisayarin genel tanitimi; Bilgisayarin evrimi; Kisisel bilgisayarlar; Kisisel bilgisayari olusturan bilesenler; Yazilim nedir; Isletim sistemleri; MS DOS’un bilesenleri ve komutlari; Bilgisayari açma ve özel ayarlar; Öteki isletim sistemleri; Üst düzey proglamlama dilleri; Programlama, algoritma, veri ve türleri; Hazir yazilimlar; MS Excel kullanimi; Ölçmede kuskulu degerlerin atilmasi uygulamasi; EKKY uygulamasi; Bir tepkimenin hiz katsayisini bulma uygulamasi; Limit yanilgi hesabi uygulamasi; Grafik çizim programlari; Potansiyometrik pH titrasyonu grafigi çizimi; Grafikte iç deger bulma uygulamasi; Bilimsel rapor yazimi; Istatistik test uygulamasi. Polimer Kimyasi : Polimerler hakkinda genel bilgiler. Polimer ve kopolimerlerin yapi özellikleri ve molekül agirligi dagilimlari. Polikondensasyon, serbest radikal, anyonik ve katyonik polimerizasyon reaksiyonlari. Reaksiyun mekanizmalari, reaksiyon kinetigi ve polimerizasyon reaksiyonlari örnek uygulamalari. Polimerler üzerindeki kimyasal reaksiyonlar.

Genel Kimya : Periyodik sistem ve atomun yapisi. Kimyasal baglar. Alkali metaller. Toprak alkali metaller. IIIA grubu elementleri. IVA grubu elementleri. Polonyum, Skandiyum, Itriyum elementleri. Nadir toprak metalleri (Lantanitler), geçis elementleri, Toryum, Vanadin, Niyobyum, Tantal, geçis elementleri VIB grubu krom, molibden, wolfram, uranyum, geçis elementleri VIIB grubu mangan, teknesyum, renyum, geçis elementleri VIIIB grubu demir, kobalt, nikel, rodyum, palladyum, osmiyum, iridyum elementkeri, platin, bakir, gümüs, altin elementleri, çinko, kadmiyum, civa elementleri. Anorganik Kimya : Periyodik sistem ve atomun yapisi. Kimyasal baglar. Alkali metaller. Toprak alkali metaller. IIIA grubu elementleri. IVA grubu elementleri. Polonyum, Skandiyum, Itriyum elementleri. Nadir toprak metalleri (Lantanitler), geçis elementleri, Toryum, Vanadin, Niyobyum, Tantal, geçis elementleri VIB grubu krom, molibden, wolfram, uranyum, geçis elementleri VIIB grubu mangan, teknesyum, renyum, geçis elementleri VIIIB grubu demir, kobalt, nikel, rodyum, palladyum, osmiyum, iridyum elementkeri, platin, bakir, gümüs, altin elementleri, çinko, kadmiyum, civa elementleri. Pestisidler :Pestisidlerin tanimi, siniflandirilmasi, bozunmasi, direnç ve toksisite, herbisidlerin siniflandirilmasi ve eldesi, insektisidler ve akarisidlerin eldesi, biyolojisi, fungusidlerin eldesi ve siniflandirilmasi, rodandisidlerin eldesi ve siniflandirilmasi, bakterisidlerin tanimi ve eldesi, fumigantlarin tanimi ve eldesi, feromanlar ve özellikler.

Organik Kimya I : • Organik Bilesikler ve Kimyasal Yapilari (orbital-elektronik yapi-kimyasal baglar-organik reaksiyon tipleri ve elenmanlari-adlandirma ve saflastirma yöntemleri) • Organik Bilesiklerin Kimyasal ve Spektroskopik Yapi analizleri • Alifatik ve Alisiklik Hidrokarbonlar (doymus, ikili-üçlü mono ve çoklu doymamis bilesikler) • Izomeri ve Stereokimya • Alkol;Eter Epoksit ve Türevleri • Aminler • Hetero Alifatik Organik Bilesikler (Organo metalik, azotlu, kükürtlü, fosforlu bilesikler) • Karbonil Bilesikleri (Aldehit-keton) ve türevleri (Her sinifa ait adlandirmalar, elde yöntemleri, tipik reaksiyonlar izomeri ve kimyasal spektroskopik taninmalari)

Organik Kimya II : • Karboksilli Asidler ve Türevleri (doymus ve doymamis alifatik mono-di-poli asidler, ester, anhidrid, amid, açil klorür ve diger türevleri) • Çok fonksiyonlu Organik Bilesikler (Dikarbonil bilesikleri ve reaksiyonlari-keto, oksi, amino, halo asidler v.s. malon ester asetoasit ester sentezleri v.s.) • Aromatik Bilesikler (Adlandirma, izomeri, reaksiyonlari ve anilzleri, aromatik hidrokarbonlar, fenol, aromatik eter, karbonil, asid bilesikleri ve türevleri) • Poli Aromatik Bilesikler • Hetereo Halkali ve Hetereo Halkali Aromatik Bilesikler (Adlandirma, izomeri, eldeleri, reaksiyonlari, kimyasal ve spektroskopik taninmalari) • Dogal Maddeler (Karbohidrat, terpen, feromon, alkaloid, lipid, boyar madde tanimlari)

Organik Kimya III : Tiyoeterler, Taç eterler ve Kriptanlar (sentez ve özellikler)-Benzoid olmayan aromatikler-Karbosiklik ve N, S, O-Atomlu heterosiklik bilesikler (reaktivite, sentez ve özellikler)-Perisiklik reaksiyonlar (Elektrosiklik reaksiyonlarin analizi, Sigmatropik çevrilmeler, Siklo katilmalar)-Dogal ürünler (Alkoloidler, Isoprenoidler v.b., sentez ve özellikler).

Organik Reaksiyon Mekanizmasi : • Strüktür, Reaktivite ve Mekanizma Bagintisi • Reaksiyon Mekanizmasi ve Reaksiyon Hiz Tayin Yöntemleri • Reaksiyon Ara Ürün Tipleri (yapi, olusum ve kararliliklari) • Asidler-Bazlar • Organik Reaksiyonlar ve Mekanizmalari • Sübstitüsyon, Katilma, Eliminasyon, Çevrilme, Oksidasyon ve Indirgeme Reaksiyonlari • Fotokimya ve Kadikalik Reaksiyonlar • Perisiklik Reaksiyonlar

Tekstil Kimyasi I : Tekstil elyafin siniflandirilmasi, yapisi, temel özellikleri, pamuk, keten, kenevir, jüt, rami, yün, ipek, viskoz, bakir ve asetat ipegi, polietilen, polipropilen, politetrafloroetilen, polivinilklorür, polivinilalkol, poliakrilonitril, poliester, poliamid ve poliüretan elyafin üretimi, yapisi ve özellikleri.

Tekstil Kimyasi II : Tekstil terbiyesinde ön islemler. Pamugun terbiyesi: Yikama, hasillama, hasil sökme, pisirme, agartma, merserizasyon, apre. Yünün terbiyesi: Yikama, karbonizasyon, agartma, dinkleme, krablama, dekatür, fiksaj, keçelesmezlik, apre. Keten, rejenere selüloz ve protein elyafin terbiyesi.

Organik Boyar Maddeler : Renk bilgisi, boyarmaddelerin siniflandirilmasi. Asid, bazik, direkt, krom, metal-kompleks, reaktif, azoik, dispersiyon, solvent azo boyarmaddeler. Nitro ve nitrozo, aril metin ve aza analoglari, aza [18] annulen, karbonil, kükürt boyarmaddeler.

Tekstil Boyama Teknolojisi : Boyama mekanizmasi. Direkt, dispersiyon, inkisaf, reaktif, kombine boyamalar. Çektirme ve fular yöntemleri. Gevsek elyaf ve tops, iplik, kumas boyama makinalari. Kurutma, fiksaj, basma islemleri ve makinalari. Çesitli elyafin boyarmadde gruplari ile boyanmasi.

Besin Kimyasi I : Besin elementleri, besin proteinlerinin özellikleri, enzimler, besin maddelerindeki rolü ve kontrolü, lipidler, antioksidanlar, karbohidratlar, isinin karbohidratlar üzerine etkisi, Maillard reaksiyonu, besinlerde kahverengi lekelerin olusma reaksiyonlari.

Besin Kimyasi II : Vitaminler, anorganik tuzlar ve elementler, tahil, baklagiller, meyve ve sebzeler, pigmentler, meyve sulari, yemek yaglari, süt ve süt ürünleri, yumurta, et ve et ürünleri, tatli maddeler, alkoloidle maddeler.

Endüstriyel Mikrobiyoloji : Endüstriyel fermentasyon uygulamalarinin esaslari, mayalar, küfler ve bakterilerin yapisi ve muhafaza yöntemleri. Fermentasyon yoluyla organik asidlerin, alkollerin, alkollü içkilerin, vitaminlerin, besin maddelerinin ve ekmek mayasinin üretimi. Tek hüre proterini.

Toksikoloji ve Hijyen :Genel bilgi ve tarifler, zehirlerin vücuda girisi, biyotransformasyonu, atilimi, genel etki sekilleri, zehirlenmelerde ilk yardim. Belli basli anorganik ve organik bilesiklerin, çözücülerin, gazlarin ve tozlarin zehirlilikleri ve hijyenik sartlari.

Ilaç Aktif Maddeler : Ilaçlarin galenik sekilleri, üretimde kullanilan cihazlarin tanitimi, ilacin tanimi ve siniflandirilmasi, anestezikler, analgesikler, hipnotik ve sedatifler, antipiretik-analgesikler, lokal anestezikler, sülfonamidler, antibiyotikler ve vitaminler.

Biokimya : Genel hücre yapisi , suyun insan organizmada bulunus sekilleri, dagilimi, görevleri. Elektrolitler, organizmanin tampon maddeleri karbohidratlar, lipidler yapilari, biolojik görevleri ve metabolizmalari. Amino asidler özellikleri, endojen, eksojen amino asidler ve metabolizmasi. Proteinler özellikleri ve amino asid siralarinin belirlenmesi. Amonyak metabolizmasi ve üre devri. Enzimler yapilari ve biokimyasal reaksiyonlarda etki prensipleri.

Klinik Kimyasi : Klinik biokimya yöntemleri, biolojik materyal türleri. Lipid ve protein metabolizmasini inceleyen analiz metodlari. Antikoagülantlar ve kullanilan analizler. Kan bilesim ve görevleri. Plazma proteinleri, kanin pihtilasmasindaki kimyasal reaksiyonlar. Kanin hücresel elementleri. Kanda proteinlerden baska azot içeren küçük moleküllü organik maddeler ve biosentezleri. Hemoglobin biosentezi ve yikilma ürünleri. Konkromentler.

Biokimyada Seçme Konular : Bazi organlarin spesifik biokimyasal fonksiyonlari, sindirim sistemi, karaciger, böbrek, bag ve destek dokulari, kan ve sinir sistemi biyokimyasi.

Analiz Metodları Hakkında Genel Bilgiler

Salı, 06 Kasım 2007

ANALİZ METODLARI HAKKINDA GENEL BİLGİLER

1. ESER ELEMENT ANALİZLERİNİN ÖZELLİKLERİ

Eser element analizleri özellikle jeokimyasal aramalarda (prospeksiyonlarda) çok fazla kullanılır. Bir analiz yönteminin seçilmesinde göz önüne alınması gereken önemli özellik vardır. Bunlar:

2. Duyarlılık (sensivity)

3. Doğruluk (accuracy)

4. İncelik (precision)

5. Analitik aralık (range)

6. Basitlik

7. Alet ve Malzeme Masrafları

8. Analiz Zamanı

Jeokimyasal aramalarda, araştırılan elementler genelde eser miktarlarda bulunabilir. Bu yüzden miktar belirtmek için çoğunlukla ppm(parts per million) değeri kullanılır. Daha küçük konsantrasyonlar için ppb (parts per billion) değeri kullanılır.

1 ton = 1000 kg

1 kg = 1000 gr.

1 gr = 1000 miligram

1 miligram = 1000 mikrogram

1 mikrogram = 1000 nanogram

1 nanogram = 1000 pikogram dır.

9. ANALİZ METODLARI

1. Optik Emisyon Spektrometrisi

İnce olarak öğütülmüş numune iki kömür elektrot arasında elektrik akımı yardımıyla ısıtılırsa örnekteki atomlar kendilerine özgü farklı dalga boylarında ışık yayarlar. Bu ışık dar bir aralıktan spektograf içine gelir. Burdaki prizma ve mercekler yardımıyla ışık farklı dalga boylarına ayrılırak bir fotoğraf filmine düşer. Fotoğraf filmi üzerindeki çizgiler belirli elementler tarafından yayılan ışığa aittir. Bu çizgilerin kalınlıkları örnek içindeki elementin miktarı ile orantılıdır.

Bu metodla saptanabilen en düşük element miktarları şöyledir.

ELEMENT (ppm) ELEMENT (ppm)

Co 20 Zr 20

Cr 10 Au 40

Cu 1 B 2

Ga 2 Cd 200

Ge 20 Ce 1000

Mn 4 La 100

Nb 40 Ni 20

Pb 10 Tl 100

Sn 10 Ta 200

Ti 10 W 100

V 2 Sb 200

Ag 1 Zn 400

Bi 10 As 400

In 10 Ba 200

Mo 10 Ca 1

Sc 20 Mg 10

Y 20 Sr 400

Avantajları:

1. Birçok elementi (32 veya daha fazla) aynı anda analiz etme imkanı.

2. Kullanışının oldukça basit ve çabuk olması.

3. Bir yıl içinde yüzbinlerce örnek analiz edilebilmesi

4. Analizlerin oldukça ucuz olması.

5. Sonuçları gösteren filmin uzun süre kolayca korunabilmesi

Dezavantajları:

6. Aleti araziye taşıma güçlüğü.

7. Sadece deneyimli kişilerin kullanabilmesi.

8. Bazı elementlerin analizinde incelik ve duyarlılığın olmaması.

9. Her elementin daima örnek içindeki toplam miktarının belirlenmesi, veya kısmi analizin mümkün olmaması.

10. Spektrografın ilk maliyetinin pahalı oluşu.

1. Kolorimetrik Metodlar

Bazı kimyasal maddeler eser elementlerle reaksiyona girerek renkli bileşikler oluştururlar. Eğer eser elementin miktarı fazla ise renk daha koyu, az ise renk daha açık olur.

Eğer çözeltisi hazırlanmış olan örnekte ditizon maddesi kullanılmışsa, element konsantrasyonuna bağlı olarak yeşil-mavi-kırmızı renkler oluşur.

Avantajları:

11. Basit ve taşınabilir olması (arazide kullanılabilmesi)

12. Aletin çalıştırılmasında fazla eğitim görmüş ve uzmanlaşmış bir elemana gerek olmaması

13. Örneklerin çözündürme dereceleri ayarlanarak, elementlerin kısmi analizlerinin yapılabilmesi

14. Yatırım maliyetinin düşük olması.

Dezavantajları:

15. Bir defada bir tek element veya element grubunun analiz edilebilmesi

16. Bazı organik çözücülerin ortaya çıkardığı yangın ve zehirlenme tehlikelerine karşı tedbirli olma gereği.

1. Kağıt Kromatografisi

Bir filtre kağıdı içinde örnek olan çözeltiye batırılırsa, çözelti kağıt boyunca yükselir. Çözelti içinde farklı iyonlar birbirinden farklı hızlarda yükselir. Böylelikle iyon grupları birbirinden ayrılmış olur. Daha sonra bu filtre kağıdı özel çözeltilerle banyo edilir. Daha sonra elementlerin cinsi bantların renklerine göre ve aldıkları konumlara göre saptanır.

Bu yöntemin en iyi tarafı kimyasal yolla birbirinden ayrılması zor olan minerallerin bu yöntemle kolayca ayrılabilmesidir. Ancak bu deneyin yapılması için ortamdaki rutubet oranının çok düşük olması gerekir.

2. Atomik Absorbsiyon Spektrofotometri

Jeokimyasal analizlerde yaygın şekilde kullanılan bir metoddur. Alınan sonuçlar ppm ve % cinsindendir. Bu yöntemin en önemli özelliği ise aynı çözeltide birkaç element birden iyi bir incelik, duyarlılık ve doğrulukla çok kısa bir sürede gerçekleştirilebilir olmasıdır. Bunun yanında ucuz oluşu oldukça cazip bir özelliktir.

Bu yöntemin esası bir elementin atomlarının belirli dalga boylarındaki elektromanyetik radyasyonu absorbe edebilmesi esasına dayanır. Belli bir elementin atomları sadece kendi karakteristik dalga boylarının radyasyonunu absorbe edebilir. Ancak bunu yapabilmesi için atomların serbest ve iyonize olmamış halde bulunması gerekmektedir. AAS üç bölümden oluşur.

3. Radyasyon Kaynağı:

4. Örnek Sistemi

5. Dedeksiyon Sistemi

6. Civa Dedektörü

Civa elementi özellikle hidrotermal yatakların civarında önemli anomaliler oluşturduğu için bu element diğer pekçok yatağın jeokimyasal prospeksiyonununu yapılmasında kullanılmıştır. Atomik absorbsiyon esasına dayanan ve ppb seviyesinde analiz yapabilen civa dedektörleri imal edilmiştir. Çalışma esası ise şöyledir: ısıtılan örnekten çıkan civa buharı absorbsiyon hücrelerine gönderilmekte ve ışığın emilme miktarı bir dedeksiyon sisteminde okunmaktadır.

Ayrıca çok alçaktan uçabilen bir uçak veya helikoptere monte edilmişduyarlı ve kesintisiz analiz yapabilen hg dedektörleriyle havadan civa prospeksiyonu yapılabilmektedir.

7. X- Ray Flouresans Spektrometri

Bir atomun iç yörüngelerindeki elektron X ışınları bombardımanları ile daha aktif hale getirilebilir. Bunun sonucunda yörüngelerdeki elektronlardan biri komşu dış yörüngeye sıçrar. Fakat elektronlar bu kararsız durumda fazla kalmayıp kararlı alt yörüngelere inmek isterler. Bu iniş esnasında her atom elektronu kendisine özgü karakteristik ikincil X ışınları(flouresans) yayar. Bu ışınlar analizör ve kolimatörler ile ayrılır ve bu ayrılan ışınlarda sintilizasyon veya gazlı sayaç yardımıyla ölçülebilir. Ölçülen bu ışın miktarı aynı zamanda elementin miktarı ile orantılı olduğu için elde edilen sonuç kantitatif bir sonuçtur. Bu yöntemle özelikle bazı elementlerin duyarlılık sınır oldukça büyüktür. P, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu Zn, As, Sr, Nb, Mo, Cd, Sb, Sn, Ba, Ta, Bi gibi elementlerin duyarlılık sınırı 100 ppm dir. Si, Al, S, Se, Pb, Au, Ag, W, Hg gibi elementlerin ise duyarlılık sınırı 1000 ppm dir.

8. Radyometri

Uranyun (U), Toryum (Th), potasyum (K) gibi birçok element doğada radyoaktif ışınım yapar. Bunun dışında radyoaktif olmayan birçok elementte nötron bombardımanı yapılarak yapay radyoaktif hale getirilir. Doğal veya yapay bütün radyoaktif elementler alfa, beta, gama ışınları yayarlar. Gamma ışınlarının enerji durumu atomun cinsiyle ilgilidir. Bu özellikten faydalanılarak birçok elementin cinsini ve miktarını belirlemek mümkündür. Ancak bu analizin çok yavaş ve pahalı olması nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Son yıllarda sadece bazı elementler için özel olarak yapılmış aletlerde bu kusurlar giderilmiştir.

9. Diğer Metodlar

17. Gravimetrik Metodlar

Bu metodta saptanacak elementin serbest veya bileşik halinde ayrılıp tartılması esasına dayanır. Günümüzdeki hassas teraziler yardımıyla 100 mikrogramdan daha az miktarlarda meddeleri tartmak mümkündür. Aslında jeokimyasal prospeksiyonlarda çok daha az miktarlardaki maddelerin ölçülmesi gerekir

18. Türbidimetrik ve Nefelometrik Metodlar

Bu metod ise bir elementin süspansiyon halinde oluşturduğu çökeleğin çeşitli dalga boyundaki absorbsiyon veya yansıtma miktarlarının ölçülmesine dayanır. Bunlardan en çok kullanılanı sudaki SO4 iyonunun BaSO4 halinde çökeldikten sonra türbidimetrik olarak ölçülmesidir.

19. Nokta (spot) testleri:

Bazı eser elementlerin renkli bileşiklerini bir filtre kağıdı üzereinde noktalar halinde toplamak mümkündür. Bu renkli noktaların incelenmesi ile o elementin miktarı saptanabilir

20. Flouresans Metodu

Bazı bileşikler ultraviyole lambası altında flouresans ışığı yayarlar. Bu ışığın şiddeti ölçülerek , bileşiğe bu özelliği veren elementin miktarı saptanır Bu metod en çok U ve hidrokarbonların saptanmasında kullanılılır.

21. Elektriksel Metodlar

Bir çözelti içindeki iyon veya iyon gruplarının cins ve miktarlarını çözeltinin elektriksel özelliklerinden yararlanarak saptamak mümkündür. Ph metre ve Eh metre ile özellikle su analizlerinde kullanılır.

ÖRNEKLERİN ANALİZE HAZIRLANIŞI

1. Kayaç Örnekleri

2. Sediman ve Toprak Örnekleri

3. Bitki Örnekleri

a. Kuru Külleştirme Metodu

b. Yaş Külleştirme Metodu

4. Su Örnekleri

Test

Salı, 06 Kasım 2007

1.x bir tamsayı olmak üzere x=2a+5,a=4b+3 olduğuna göre.x sayısının 8 ile bölümünden elde edilen kalan kaçtır?

a) 0 b) 1 c) 2 d) 3

2.Hangi sayının 3 fazlasının 4 katı, o sayının 2 eksiğine eşittir? ifadesinin denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

a) 4x+3=x-2 b) 4(x+3)=x-2

c) 4x-3=x+2 d) 4(x-3)=x+2

3.Bir doğal sayının 6 fazlasının 2 katı ile, aynı sayının ardışığının 3 katının 3 eksiğine eşittir.Bu sayı kaçtır?

a) 9 b) 10 c) 12 d) 14

4.672/6 işlemi, aşağıdaki hangi problemin çözümü olamaz?

a) 672 misket, altışarlı kaç gruba ayrılır?

b) 672 dew kaç tane 6 vardır?

c) 6 yı kaç defa kendisiyle çarparsak 672 elde ederiz?

d) 672 sayısı 6 nın kaç katıdır?

5.Tümler iki açının ölçüleri oranı 5/4 olduğuna göre, bu iki açının farkı kaçtır?

a) 50 b) 20 c) 10 d)5

6.Saf maddenin erime ve kaynamaları sırasında sıcaklıkları değişmez.

Buna göre aşağıdakilerden hangisi yukarıdaki özelliği taşır?

a) Gazoz b) Kolonya

c)Gliserin d)Deniz suyu

7.Nötr bir atom için;

*Proton sayısı = Elektron sayısı

**Elektron sayısı = Çekirdek yükü

***Proton sayısı = Nötron sayısı

Yukarıdaki ifadelerin hangileri her zaman için doğrudur?

a) Yanlız* b) Yanlız**

c) * ve ** c)*,** ve ***

8.Kloroplast bulunduran bir hücrede aşağıdaki organellerin hangisi bulunmaz?

a)Mitokondri

b)Golgi

c)Sentrozom

d)Lizozom

9.Aşağıdaki bilgilerden hangisi doğru değildir?

a)Erozyon oluşumunda insanın etkisi vardır.

b)Bütün enerjilerin kaynağı güneştir.

c)Tüketiciler enerjisini güneşten alır.

d)Kimyasal maddseler besin zinciri yoluyla insana kadar ulaşır.

10.Bir çocuk önce 60 m batıya, sonra 80 m güneye gidiyor.Daha sonra harekete başladığı noktaya doğru 100 m daha giderse yer değiştirmesi kaç m olur?

a)0 b)40 c)100 d)240

11.Aşağıda verilen özelliklerden hangisi üzerinde enlemin etkisi görülmez?

a)Güneş ışınlarını geliş açısı

b)Gece-gündüz süreleri

c)İklim çeşitleri

d)Yerel saat farkı

12.Türkiye ile ilgili aşağıdaki özelliklerden hangisi özel konumuyla açıklanamaz?

a)Ekvator’a olan uzaklığı

b)Ortalama yükseltisi

c)Yerşekil özellikleri

d)Jeopolitik ve jeostratejik önemi

13.Trablusgarp Savaşı’nı kaybeden Osmanlı Devleti, kendisini toparlamaya fırsat bulamadan Balkan Devletleri harekete geçerler ve Osmanlı Devleti’ne karşı savaş ilan ederler.

Aşağıdakilerden hangisi, Balkan Savaşları’nın nedenlerinden biri olarak gösterilemez?

a)Osmanlı merkazi otoritesinin iyice zayıflaması

b)Fansız Devrimi’nin getirdiği milliyetçilik akımı

c)Osmanlı topraklarının paylaşılmak istenmesi

d)Osmanlı Devleti’nin güçlü olması

14.Mudanya Ateşkes Antlaşması’yla, Osmanlı Devleti hukuken sona ermiştir.Buna göre, millet iradesine dayalı yönetim için öncelikle aşağıdakilerden hangisinin kaldırılmasının gerekli olduğu düşünülebilir?

a)Saltanat

b)Halifelik

c)Düzenli Ordu

d)TBMM

15.Aşağıdakilerden hangisi, Lozan Barış Konferansı’nda kesinlikle taviz verilmeyen konolardan biridir?

a)Boğazların komisyona verilmemesi

b)Kapitülasyonların tamamen kaldırılmnası

c)Musul sorununun çözülmesi

d)Borçların Osmanlı’ya bağlı uluslar arasında paylaşılması

16.Aşağıdaki atasözlerinin hangisinde mecazlı bir söyleyş yoktur?

a)Kara gün kararıp kalmaz

b)Her kaşığın kısmeti bir olmaz

c)Ağaç yaşken eğilir

d)Adam adamdan korkmaz, utanır

17.Aşağıdakilerden hangisi dilek kiplerine bir örnek değildir?

a)Koş b)Açıklamalısın

c)Açılalım d)Dinlersin

18.Aşağıdakilerden hangisi haber kiplerine bir örnek değildir?

a)Taşınır b)Yanılsa

c)Geçiliyor d)Satılmış

19.Aşağıdaki geçen altı çizili sözcüklerden hangisi sesteş olarak kullanlıabilir?

a)Başına hasır bir şapka geçirmişti

b)Ayağı birkaç gündür ağırıyordu

c)Hâlâ bir çocuk gibi davranıyor

d)Gül en sevdiğim çiçektir

20.Aşağıdakilerden hangisi altı çizili sözcük gerçek anlamında kullanılmıştır?

a)Ortalığı sadece iki mum aydınlatıyordu

b)Ateşli bir konoşma yaptı

c)Soruma ince bir karşılık verdi

d)Yağmur birden coştu

!!!!!BAŞARILAR!!!!!

Avrupa Ve Amerika’da

Salı, 06 Kasım 2007

Son yıllarda özellikle Avrupa ve Amerika’da ısı transferi uygulamalarında, sıcaklık ölçümleri için görsel sıvı kristal tekniği geliştirilmiştir [not: bundan sonra zaman zaman kısaltma amacıyla LC (liquid crystal) veya TLC (thermocromic liquid crystal) denilecektir]. LC maddesi kimyasal sıvı bir karışımdır ve yüzeye ince bir film şeklinde püskürtülür. Yüzeyde kuruduktan sonra akım yönünde herhangi bir bozucu ve direnç etkisi meydana getirmeksizin sıcaklık ölçümlerine olanak sağlar. LC, yüzeyin sıcaklığına göre renk verebilmektedir, böylece elde edilen renklere göre yerel sıcaklıklar ölçülmüş olur. Sıcaklık-renk tepkimesi bir kamera ya da fotoğraf makinasıyla görsel olarak kayıt edilebilir.

Çeşitli araştırmacılar; sıcaklık görüntülemede LC ısıl grafik tekniğinin uygulanışını, LC malzemelerinin yapısını, özelliklerini, sınıflandırılmasını, kalibrasyonunu, nitel ve nicel ölçüm sonuçlarının elde edilmesini, türlerini, avantajlarını ve kullanım sınırlarını anlatan raporlar hazırlamışlardır [1, 2, 6]. LC sıcaklık tespitinde kullanılmış, bunun yanında LC kullanarak akışın görüntülenmesi yapılmıştır [3]. Bazı çalışmalarda LC ‘in özellikle elektrik alanında kullanılması incelenmiştir. Bazı mikro devrelerde, multi tabaka devre kartlarında, yarı iletken cihazlarda ve diğer elektronik bileşenlerde özellikle soğuma karakteristiklerinin tespitinde bir sıcaklık ölçme tekniği olarak LC bileşenlerinin kullanılışı araştırılmıştır [4],[5].

LC yöntemi yüzeyden ısı akışını kontrol etmenin bir yolu olarak da kullanılmıştır [7]. Elektriksel alandan dolayı konvektif hareket oluşması durumunda ortaya çıkan fiziksel olay tartışılmıştır. Bir başka çalışmada ise [8]; taşınımla ısı transferine LC tekniğinin uygulanması incelenmiştir. LC kullanılarak, zorlanmış taşınımlı bir ortama yerleştirilmiş olan ısıtılmış nesnelerden elde edilen ısı transferinin ve akışkan akışının nitel ve nicel görüntü tespitleri yapılmıştır.

LC ‘in diğer bir geniş kullanım alanı ise yüzeye çarpan jetler olmuştur. Richards & Richards [9], buharlaşmakta olan su damlacıklarının kuru hava jetine maruz kalması esnasındaki anlık soğumayı inceledikleri çalışmalarında LC kullanmışlardır. Goldstein ve Timmers [10], tarafından yapılan deneysel çalışmada tek veya çok sıralı jetlerin düz bir levha üzerine normal yönde çarpması halinde yerel ısı transfer katsayılarını bulmak için bir görüntü tekniği kullanılmıştır. Bilen ve arkadaşları [11], uzun bir borudan çıkan türbülanslı dönel hava jeti ile yaptıkları deneylerde; çeşitli jet açısı ve Re değerlerinde LC’in yüzey sıcaklığına göre renk değiştirme özelliğinden faydalanarak yerel sıcaklıkları ölçmüşlerdir.

SIVI KRİSTALİN YAPISI

Doğada bazı organik maddeler, katı sıvı ve gaz fazının dışında dördüncü bir faz özelliği gösterirler. Bu faz durumunda; bu tip maddeler katı ve sıvı özelliklerinin bir karışımına sahiptir. İlk olarak 1988 yılında Avusturyalı Botanist F.R. Reinitzer, cholesteryl benzoate adlı organik maddenin, atmosferik basınçta ve 145°C sıcaklıkta aniden katı fazdan bulanık bir sıvıya dönüştüğünü ve sıcaklığın artması ile bu bulanık sıvının 178°C sıcaklıkta aniden berrak bir sıvıya dönüştüğünü gözlemiştir. İki yıl sonra Gatterman p-azoxyanisole ve p-azoxyphenetole adlı maddelerin de aynı davranışı gösterdiğini açıklamıştır. Bir süre sonra Alman fizikçi O. Lehmann, bulanık görünümlü ara fazın, cholestryl benzoate kristale benzer molekülsel yapıya sahip alanlar içerdiğini göstermiştir. Bu bulanık sıvılarda dikkati çeken bazı özellikler vardır. Bunlar diğer sıvılar gibi akıcı olup bulundukları kabın şeklini almalarına karşılık, katı kristaller gibi polarize ışıkta çift kırılma özelliğine sahiptir ve girişim renkleri verebilmektedir. Hem katı hem de sıvı özellikleri aynı anda taşıdıklarından bunlara termokromik sıvı kristal (TLC) adı verilmiştir.

TLC ’in ara fazına mezomorphic faz veya sadece mezophaze denir. Bu ara faz belli organik bileşikler için karakterize edilir. Bu ara fazda moleküller dizili olmalarına rağmen hareketlidir. Ara fazın üç farklı çeşidi vardır. Bunlar: scmectic, nematic ve cholesteric. TLC, üzerine gelen ışığa karşılık spektrumdaki renkleri sırayla gösterir. Çoğu karışımlar, sıcaklık arttığı zaman renksizlikten, kırmızı renge dönüşür ve yüksek bir sıcaklıkta tekrar renksizliğe dönmeden evvel spektrumundaki renkleri peş peşe gösterir. Renk değişikliği tersinirdir, yani soğuma sırasında ısıtmada olduğu gibi TLC renklerini bu sefer de tersten başlayarak gösterebilir. Sıcaklığa göre sadece tek bir renk gösteren karışımlar da yapılabilir. TLC ’in -30°C’ ile 100°C arasındaki sıcaklık aralığını kapsadığı belirtilmiştir [13].

Esas olarak bir TLC; saf katı ve saf sıvı fazları arasındaki bir maddenin termodinamik fazıdır ve belirli şartlar altında bazı organik bileşenlerden ortaya çıkar. TLC ‘in görünür ışığı yansıtmaya başladığı sıcaklık (kısaca olay sıcaklığı denilebilir) altındaki tüm sıcaklıklarda TLC katı halde olacaktır ve saydam olarak görünecektir. TLC olay sıcaklığında iken beyaz ışıkla aydınlanan ve sabit optik şartlar altında görüntülenen TLC malzemesi görülebilir ışığın (yani rengin) eşdeğer olmayan dalga boylarını yansıtacaktır. TLC ‘in şerit genişliği boyunca sıcaklık arttığı zaman TLC ‘in yansıyan rengi de değişecektir. Son olarak, sıcaklık TLC ‘in netlik-noktası sıcaklığını (TLC’nin görünür ışığı yansıtmayı durdurduğu noktadaki sıcaklık) aşarsa, malzeme saf sıvı haline geçer ve tekrar saydam hale geri döner. Bu özellik seçici yansıma özelliğidir (TLC sıcaklığının bir fonksiyonu olarak ışığın özel bir dalga boyunun kırılması) ve çoğu TLC ‘lerde hem ısıtmada hem de soğutmada çok az hatayla ortaya çıkar.

Sıvı Kristallerin Sınıflandırılması

TLC ’ler ticari olarak piyasada iki türlü bulunur. Bunlardan ilki çeşitli firmalar tarafından geliştirilmiş kendinden yapışkanlı, sayısal göstergeli şeritlerdir. İkincisi ise özel kaplarda saklanan sıvı kristal malzemedir.

Özellikle şerit şeklindeki bir TLC ‘in kimyasal yapısı yani renk-sıcaklık tepkimesi TLC üretimi esnasında düzenleyici tarafından verilen basit TLC formulasyonu ile açıklanabilir. Nicel uygulamalar için, seçilen bu formulasyonlar faydalı olabilir. Örneğin “R35C5W” sık kullanılan bir TLC formulasyonudur. “R35C” nin anlamı kırmızı renk (R=red) olay sıcaklığında yani 35°C ’de başlıyor demektir. “5W” mavinin başlama sıcaklığının, kırmızıdan 5°C yukarıda olduğunu gösterir bu da kullanıcıya şerit aralığını formulasyonlardan kolayca belirlemeyi sağlar. Dar-şeritli TLC formulasyonları 1 ya da 2 °C ’nin altında şerit genişliğine sahip iken, geniş-şerit formulasyonları 5°C ila 25°C arasında şerit genişliğine sahiptir [1].

TLC ’den yararlanmada bazı sınırlamalar vardır. Bunlardan birincisi; eğer TLC, çevre havası etkisinden korunmamış ise kirlenmesi sonucunda yapısı değişebilir. İkincisi TLC ara fazda, yani mezophaze ‘da ise sıvı haldedir ve sıvı olan bu maddeye toz zerrecikleri kolayca yapışabilir, bu da TLC ‘in bazı özelliklerini etkileyebilir. Bu iki nedenle TLC ‘in her iki etkiye karşı çok iyi korunması gerekir. Bu etkilerle mücadele etmek için iki üretim tekniği geliştirilmiştir. Bunlar mikro kapsüller ve polimer dağılımdır.

Mikrokapsüller (ME) : “National Cash Register” şirketi araştırmacıları 1970’li yılların başlarında mikro kapsüllü TLC tekniğinin gelişmesine öncülük etmişlerdir. Mikro kapsül, ham TLC malzemesini 5-10 mikron çaplarında kapsüller içerisinde sararak koruma yöntemidir. Su esaslı tutkal malzemenin içinde asılı duran mikro kapsüllü TLC formulasyonları hemen hemen tüm uygulamalarda kullanılabilir. Mikro kapsül yöntemi kimyasal kirlenmeye karşılık muhteşem bir direnç sağlar. Ayrıca iyi bir radyasyondan korunma yöntemidir. Ancak yine de, ME-TLC ‘leri hazırlarken ve uygularken özel bir dikkat gerekir. Özellikle TLC ‘den gelen yansıyan ışığın aşırı inceltilmesi ve tutkal ile mikro kapsüllerin birbirinden ayrılması gibi problemler bertaraf edilmelidir.

Polimer Dağılım (PD): Polimer dağılım TLC malzemesinin sürekli dökümü veya tabakalaşma üretimini kolaylaştırmak için araştırmacıların orijinal olarak geliştirdikleri bir yöntemdir. Yöntem kimyasal olarak saf manomer esaslı TLC malzemesini katı polimer esaslı matrikse dağıtır. Bu yöntemin bir faydası TLC ’den yansıyan ışığın gerçekte şeffaf olan polimer malzemesinden dolayı daha az incelmesidir. Bu özellik; ham TLC malzemesinin daha parlak renk tepkisi karakteristiklerini korur. Ancak PD-TLC ’lerin kullanımı şu nedenlerden dolayı sınırlıdır:

1-) Püskürtmeli ortamlarda kullanılışı uygun değildir, yalnızca düzlem yüzeylerde kullanılabilirler.

2-) İmal edilen levhanın kesilmiş bir kısmı kullanıldığı zaman kimyasal kirlenme PD- TLC yüzeyini bozacağından dolayı oluşan köşe etkileri PD-TLC ’lerin kullanım alanını sınırlar.

Sıcaklık Görüntüleme Teknikleri

TLC ’ler ile sıcaklık ölçülmesi için iki yaklaşım vardır. Birinci yaklaşımda TLC cisim üzerine sürülür ve cisim üzerindeki sıcaklık dağılımı görünür hale gelir. Dış etkilerden bozulmaması için sürülen TLC ‘in üzeri polivinil alkol ile kaplanır. Bu prensibe dayanan ve firmalar tarafından geliştirilmiş kendinden yapışkanlı sayısal göstergeli TLC şeritler değişik yerlerde kolayca kullanılabilirler (Şekil 1).

Şekil 1. Kendinden Yapışkanlı Sayısal Sıvı Kristal Termometre [(Omega Engin. Inc.),12]

TLC ’li ikinci tip sıcaklık ölçerlerde, cisimlerden yayılan kızıl ötesi ışınlar, TLC ile temasta olan ve kızıl ötesi ışınları absorbe eden bir levha üzerine düşürülür. TLC kısmının gözlenmesi ile cismin sıcaklık profili rahatça izlenebilir (Şekil 2). Sıcaklık kontrollü bir hacmin iki tarafındaki pencereden biri kızıl ötesi ışınları geçirebilen malzemeden yapılmıştır. Diğer pencere ise görünen aralıkta ışık dalga boylarını geçiren bir camdan yapılmıştır. Bu iki pencere arasına ve bunlara paralel olarak TLC’li eleman yerleştirilmiştir. Bu eleman, 5mm kalınlıkta polyester bir levhadır. Bu levhanın ışınım düşen tarafına kızıl ötesi ışını yutan 1 ila 3mm kalınlıkta altın veya nikel malzeme, diğer tarafına ise 10 mm kalınlığında TLC malzeme kaplanmıştır. Altın veya nikel kaplama çok ince olduğundan arkasından bakıldığında saydam olarak görülebilmektedir. Cisimden gelen kızıl ötesi ışınlar, bu yutucu yüzey üzerine düştüğünde oluşan sıcaklık farkları gözlemci tarafından TLC’den izlenebilir [12].

Şekil 2. TLC esaslı Kızıl Ötesi Sıcaklık Ölçer Prensibi [12].

TLC ile sıcaklık ölçümünü yardımcı gözlem aparatları kullanıp kullanmamaya göre iki gruba ayırabiliriz.

Nitel Sıcaklık Görüntüleme Tekniği: Birçok sıcaklık görüntüleme uygulaması yalnızca nitel bilgiye gereksinim gösterir. Nitel ölçüm en basit ifadeyle TLC‘in yansıttığı renklerin insan gözüyle incelenmesi ve renklere tekabül eden sıcaklıkların uygun bir kalibrasyonla belirlenmesi esasına dayanır. TLC kaplı yüzeyin renk görüntüsünün kameraya çekilerek gözlenmesi uygulamalarda ucuz ve kolayca yerine getirilebilen bir tekniktir.

Nicel Sıcaklık Görüntüleme Tekniği: Nicel ölçüm; renk-sıcaklık tepkimesinin tespit edilmesinde görüntüleme-aydınlatma cihazı kullanmayı gerektirir. Nicel LC termografik uygulamalarında ya dar-şeritli ME-TLC formulasyonu (1°C ila 2°C aralığında renk tepkimesi verebilen şeritler) ya da her biri farklı olay sıcaklıklarına sahip birden fazla dar-şeritli TLC ’lerin karışımı kullanılır. Böylece bir dar-şeritli ME-TLC formulasyonu ve basit bir görüntü üretim sistemi kullanarak yüksek doğrulukta nispi sıcaklık ölçümleri yapılmasına izin verir. Dar-şeritli TLC ’leri kullanmaya bir alternatif tekli geniş-şeritli TLC (5 ve 20°C aralığında renk tepkimesi verebilen şeritler) kullanarak tekli görüntüden izoterm numunelerini haritalamaktır. Bu geniş-şerit tekniği cisimler büyük sıcaklık değişimine sahip olduğunda çok yararlıdır.

Bilindiği gibi renk subjektif bir kavram olduğundan onu saymak çok zordur. Nicel TLC uygulamalarında kullanılan modern makina vizyon sistemleri insan gözünün çıkıntı ve koniklerinin rengi kırmızı, sarı ve mavi ana renklerinin (RGB) bileşimine ayrıştırma özelliğini esas alarak doğal üçlü renk ayrışmasını gerçekleştirmek istiyorlar. Bu sistemlerde her bir görüntüde uygun renk tepkimesini üretmeye uygun miktarda kırmızı, sarı ve mavi depolanır. Ancak bu şekilde yükleme TLC termografik için çok etkili değildir. Çünkü bir TLC termografiğinde her bir noktadaki sıcaklığı yorumlayacak üç renge (kırmızı, sarı ve mavi) ihtiyaç vardır. Ayrıca bu sistemlerin ideal olmayan optik şartların mevcut olması durumundaki uygulamalarda kullanılması zordur. Yine de, son gelişmeler standart RGB vizyon modeli esaslı TLC termografik için özel olarak tek değerli renk tanımlayıcılarını çok sağlam bir şekilde üretmişlerdir [16].

Renk-Sıcaklık Tepkimesi Kalibrasyonu

Doğrudan kalibrasyon yöntemi: TLC ‘in hakiki renk-sıcaklık tepkimesi, ölçme sisteminin kendisi olan tepkimeyi etkileyebilecek durumdadır. Bu etkiyi belirlemenin en kolay yolu TLC ile renk ölçme sistemi tepkime karakteristiklerini yerinde doğrudan kalibre etmektir. Bu yöntem, ilgilenilen yüzey alanının üstünde ya da yakınında TLC sıcaklığını kontrol etmeyi veya ölçmeyi bertaraf ederek, deney cihazının hazırlanmasını öngörür.

Müteakip-izoterm yöntemi: Test yüzeyini ve TLC’yi, TLC olay sıcaklığına getirerek data toplama işi başlatılır. Daha sonra yüzey renk görüntüsü alınır ve ortalama renk değeri hesaplanır ve test yüzeyi sıcaklığıyla beraber hafızaya alınır. Netlik noktası sıcaklığına ulaşıncaya kadar daha yüksek sıcaklıklarda tekrar edilir. Kontrol etmesi kolay gibi gözükse de bu yöntem zaman alıcıdır ve zayıf renk-sıcaklık çözünürlüğü vardır.

Gradyan yöntemi: Müteakip-izoterm yöntemini tamamlamaya çalışan bir yöntemdir. Bu yöntemde aynı doğrusal sıcaklık gradyanında olduğu gibi TLC malzemesine bir ölçülebilir renk-sıcaklık dağılımı konu alınır. Gradyen tekniği tam yürütüldüğü zaman, tek bir renk görüntüsü kullanan TLC için tüm renk-sıcaklık tepkimelerinin temsil edildiği durumun aksine daha süreklidir.

Sıcaklık Ölçümündeki Hataların Kaynakları

Sıcaklık ölçüm hatalarının etkilerini TLC termografik uygulamalarında tam olarak saymak olanağı yoktur. Bunun nedeni; çoğunlukla olası hata kaynaklarının çok sayıda olması ve bu hata kaynaklarının TLC termografik sisteminin ortalama sıcaklık ölçüm hassasiyeti üzerindeki etkilerinin fazla olmasıdır. Ölçüm hatalarının kaynakları genelde;

• TLC malzemesinin uygulanmasında ve/veya hazırlanmasında uygun olmayan yüzey,

• TLC renk-sıcaklık yorumunun ve/veya kalibrasyonun uygun olmaması,

• Renk ve/veya sıcaklık ölçüm cihazı ile birleşen yerleşik hatalar şeklinde özetlenebilir.

UYGULAMA ÖRNEĞİ

Burada Atatürk Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümünde kurulu jet deney düzeneği üzerinde yapılmış olan deneylerin ışığında TLC yönteminin uygulanışı tartışılacaktır. TLC ile sıcaklık ölçme uygulamalarında öncelikle sıcaklığı ölçülecek olan sistemin sınır koşulu belirlenir. Bu sınır koşulu sabit ısı akısı sınır koşulu olabildiği gibi sabit sıcaklık sınır koşulu da olabilir. Bu çalışmada sabit sıcaklık sınır koşulu uygulanmıştır. Ancak daha önce literatürdeki jet çarpması deneylerinde kullanılan her iki sınır koşulunun da uygulanışını bilmekte fayda vardır.

Sabit Isı Akısı Sınır Koşulu Uygulayarak Ölçüm Yapılması: Goldstein ve Timmers [10], sabit ısı akısı sınır koşulunu meydana getirmek için arasından AC akımı geçirilerek ısıtılan 25,4 mm kalınlıkta paslanmaz çelikten bir ısıtıcı kullanmışlardır. Özel imal edilmiş şeffaf bir tabaka (mylar tabaka) üzerine yerleşmiş olan LC, bir sprey yapıştırıcı ile ısıtıcının ters yönüne yapıştırılmıştır. TLC‘in çalışma aralığı 30°C -35°C ‘dir. Isı kayıplarını minimize etmek için TLC tabakası ile bu tabakanın tam karşısına konulan arklik gözlem plakası arasında, 12,7 mm hava boşluğu bırakılmıştır. Şeffaf gözlem levhasının arkasında bir kamerayla renk değişikliği anında izlenmiştir (Şekil 3).

Şekil 3. LC ‘in Sabit Isı Akısı Sağlayan Isıtıcıyla Birleştirilmesi [10].

Sabit Duvar Sıcaklığı Sınır Koşulu Uygulayarak Ölçüm Yapılması: Diğer bir yöntem ise çarpma yüzeyi cidarında sabit sıcaklık sınır koşulu oluşturmaktır. Hoogendorn ’un bir jet çalışmasında [14], yoğun akımlı bir sıcak su banyosunun önüne ısıtılmış bir cam levha konulmuş, levhaya 30 mm reçine tabakası içerisindeki LC uygulanmıştır. Camın ısıl iletkenliği bilindiğinden, artık yerel ısı transfer oranları yüzey sıcaklığı ve su sıcaklıklarından gidilerek bulunabilir. Bu yolla yerel yüzey sıcaklıkları başka hiçbir işleme gerek kalmadan ölçülebilmektedir.

Şekil 4. Sınırda Sabit Sıcaklık Sağlayan Sıcak Su Banyosu [14].

Sıvı Kristalin Kalibrasyonu ve Renk-Sıcaklık İlişkisi

Uygulamada; TLC ‘in püskürtüleceği yüzeye iyice yapışması için, içerisine üretimi sırasında uygun reçine veya yapıştırıcı katılmış ise, kalibrasyon işlemi daha da basitçe yapılabilir. TLC, içindeki yapışkan dolayısıyla suda çözünmeye karşı dayanıklıdır. En azından kalibrasyon işlemi boyunca suda çözünme olmaz. Yerel ısı transfer katsayılarını hesaplayabilmek için önce TLC‘in kalibre edilmesi gerekir. Kalibrasyon işlemi sıcak su banyosunda yapılmaktadır. Test örneği için su banyosuna girecek boyutlarda bir plaka seçilir. Kısa sürede kararlı konuma geçilmesi istenilirse, ısı iletkenliği iyi olan bakır plaka seçilmesi uygun olacaktır. Kalibrasyon işleminde, TLC ‘in renklerinin iyi izlenebilmesi için bakır test örneği üzeri siyah mürekkep ile kaplanmıştır. Siyah zemin üzerine TLC püskürtülmüş, numune kuruduktan sonra kalibrasyon işlemine geçilmiştir. Sıcak su banyosuna daldırılan test numunesi, suyun ısınmasına göre kendi renklerini sırayla göstermeye başlamış ve su sıcaklığı, banyonun ve kalibrasyon cihazının dijital göstergesinden tespit edilmiştir. Renkler bitince TLC zeminin rengi siyahı gösterir. Daha sonra bu işlem sıcaklık banyosu, soğutma işlemine tabi tutularak tekrar yapılır. Su sıcaklığıyla TLC renkleri arasında kurulan ilişki Tablo 1’de verilmiştir.

Tablo 1. Sıvı Kristalin Renk ve Sıcaklıkları.

Renk Sıcaklık °C Renk aralığı °C Ortalama renk sıcaklığı °C

Mavi 44.60-37.35 7.25 40.975

Yeşil 37.35-36.10 1.25 36.725

Kırmızı 36.10-35.00 1.10 35.550

Yüzeyin TLC ile Kaplanması

Çarpma yüzeyine TLC tabakasının, akım yönünde bozucu bir etki yapmayacak şekilde ince bir film halinde uygulanması gerekir. Bu amaçla mikro kapsüllü TLC yüzeye püskürtülmeden önce su ile inceltilir ve daha sonra hava tabancası ile ince bir film şeklinde çarpma yüzeyine püskürtülür. TLC siyah zemin üzerinde renklerini daha canlı ve net bir şekilde gösterdiği için püskürtülmeden önce çarpma yüzeyi zeminine TLC için özel imal edilmiş siyah mürekkep püskürtülür. Ayrıca TLC renklerinin canlı olarak izlenebilmesi için tabaka kalınlığının 50-100 mikron arasında olması gerekir. Eğer bu kalınlık sağlanmazsa renkler solgun ve cansızdır.

Şekil 5. Çarpma Yüzeyindeki LC Film Kalınlığı.

Test Plakası Üzerinde Renk Halkası Yarıçapının Ölçülmesi ve Görüntülenmesi

Çarpma levhası üzerinde, ısı transferi sonucunda oluşan TLC renk genişliği ve bu renk halkası yarıçapının ölçülebilmesi için belli aralıklı ölçeklere ihtiyaç vardır. Bunun için çarpma yüzeyinin siyah zemini TLC püskürtülmeden önce belirli aralıklarla çizilmiş ve daha sonra çizilen bu ölçek üzerine TLC püskürtülmüştür. Jet yüzeye çarptırılarak renk halkası yarıçapının geometrik çarpma noktasından uzaklığı bu şekilde elde edilen ölçekle kolayca tespit edilebilir.

Şekil 6. Jet Çarpma Yüzeyinin Ölçeklere Bölünmüş Hali [15].

Daha sonra renk halkasının genişliği ve halka yarıçapı, çarpma levhası üzerinde yerel ısı transfer katsayıları hesaplamasında kullanılır. Şekil 6’da jet çarpma yüzeyinin ölçeklere bölünmüş haldeki resmi görülmektedir. Jetin yüzeye çarpması sonucu oluşan TLC’ in renk halkası kararlı duruma gelinceye kadar beklenir ve kararlı hale ulaşınca görüntü kaydedilir (Şekil 7).

Şekil 8’de Re=30.000, H/D=10 (lüle levha arası boyutsuz mesafe), q=41° ( dönen jetin dönme açısı) durumlarında elde edilmiş üç ayrı jet çarpması sıcaklık grafiği verilmiştir.

SONUÇ

Sıcaklık, manyetik alan, elektrik alan ve basınç gibi dış etkilerle sıvı kristallerin renkleri kırmızıdan mora kadar değişebilmektedir. Bu renk değişimleri birbirini izleyerek ortaya çıkabilmektedir ve genel olarak tersinir bir olaydır. Yani hem bu etkilerin artması esnasında, hem de azalması esnasında aynı renk değişimlerini görmek mümkündür.

Şekil 7. Yüzeye Dik Jet Halinde Hedef Yüzey Üzerinde Başlangıçta ve Kararlı Konumda Renk Dağılım [15].

Bu değişim özelliklerinden yararlanarak sıvı kristaller ile değişik yerlerde sıcaklık ölçülmesi, hesap makinaları, saatler, bilgisayarlar, televizyon ekranlarında görüntü elde edilmesi ve uyumlu optikte hologram depolanması gibi çeşitli uygulamalar yapılabilmektedir. Genel olarak kolestrik fazdaki sıvı kristaller sıcaklık ölçülmesinde kullanılırken nematik fazdaki sıvı kristaller ise elektronik cihazların ekranlarında görüntü elde etmek için kullanılabilmektedir. Sıcaklığı ölçülecek yüzeyin veya akımın komplikeliği hassas sıcaklık ölçmede negatif bir durum oluşturmaz. Bu nedenle özellikle, Isı Transferi ve Akışkanlar Mekaniği çalışmalarında sıvı kristalin kullanımı daha da önem kazanmaktadır.

Şekil 8. Dönerek Çarpan Jette Çeşitli H/D, Re Ve Açı Durumlarında LC Renk Dağılım[11].

Sıvı kristal ile sıcaklık ölçmenin çeşitli avantajları ve dezavantajları vardır. Bunları şöyle sıralamak mümkün olabilir:

1. İyi bir hassasiyet,

2. Hızlı ölçme zamanı (0,2 saniyeden daha iyi),

3. İyi tekrarlanabilme,

4. Tersinir renk gösterebilme,

5. Kullanımda geniş sıcaklık aralığı,

6. Değişebilir renk gösterimi,

7. Uygulaması kolay,

8. Esnek ve düzensiz satıhlar için çok iyi uygulanabilir,

9. Nispeten ucuz,

10. Renk gösterimi görsel olarak kayıt edilebilir,

11. Saklama ömrü sınırlı,

12. Doğruluğu (hassaslığı) kullanan kişiye bağımlıdır.

KAYNAKÇA

1. Farina, D.J., “Making Surface Temperature Measurements Using Liquid Crystal Thermography”, Electronics Cooling, vol.1, no.2, pp.10-15, 1995.

2. Ashforth-Frost S., “The Use of Liquid Crystals in Temperature Visualization”, Proc. Biomechanics’94, Technical University of Wroclaw, Poland, 20-23 October, pp.342-351, 1994.

3. Ashforth-Frost, S. and Jambunathan, K. “Flow Visualization Using Liquid Crystals”, Proc. ’93 SPIE Int. Conf. Optical Diagnostics in Fluid and Thermal Flow, San Diego, USA, 14-16 July, pp.237-245, 1993.

4. Kelker, H. and Hatz, R. “Technical Applications of Liquid Crystals”, Chem-Ing. Tech.,Germany, vol.45, no.16, pp.1005-1013, 1973.

5. Mizell, L., “Liquid Crystals A New Technique for Thermal Mapping of Electronic Components”, Microelectronics 44th Int. Congr., Munich, Germany, 9-11 November, pp. 450-475, 1970.

6. Brown, G.H., “Structure Properties and Some Applications of Liquid Crystals”, J. Opt. Soc. Amer., vol.63, no.12, pp.1505-1514, 1973.

7. Hwalek, J. and Carr, E.F., “A Liquid Crystal, Heat Switch ”, Heat Transfer Eng., vol. 8,no.1,pp. 36-39, 1987.

8. Cooper, T.E., Field, R.J., and Meyer, J.F., “Liquid Crystal Thermography and its Application to the Study of Convective Heat Transfer”, J. Heat Transfer, Trans. ASME, vol.97, no.3, pp.442-450, 1975.

9. Richards C.D. and Richards R.F., “Transient Temperature Measurements in a Convectively Cooled Droplet”, Experiments in Fluids, vol.25, no. 5/6, pp.392-400, 1998.

10. Goldstein R,J. and Timmers J.F., “Visualization of Heat Transfer from Arrays of Impinging Jets”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol.25, no.2, pp.1857-1868, 1982.

11. Bilen, K., Bakırcı K. and Yavuz T., “Dönerek Çarpan Jetin Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Sakarya, pp.538-543, 2000.

12. Genceli, O.F., Ölçme Tekniği, Birsen Yayınevi, İstanbul, 1995.

13. Bilen, K. “Isıtılan Düzlem Bir Plakaya Dik ve Eğik Hava Jeti Çarpmasında Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, Doktora Tezi, KTÜ, Fen Bilimler Enstitüsü, Trabzon, 1994.

14. Hoogendorn, C.J., “The Effect of Turbulence on Heat Transfer at a Stagnation Point”, Int. J. Heat Mass Transfer, vol.20, pp.1333-1338, 1977.

15. Bakırcı, K., “Dönen Çarpan Jetin Isı Transfer Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 1998.

16. Hacker, J. M. and Eaton, J. K., “Heat Transfer Measurements in a Backward Facing Step Flow with Arbitrary Wall Temperature Variations”, Report Number MD-71, Stanford University, Department of Mechanical Engineering, Thermo Sciences Division, Stanford, CA, June, 1995.

Kimyasal Baglar

Salı, 06 Kasım 2007

Kimyasal Baglar

Yukarida da belirtildigi gibi kimyasal baglar, atomlarin dis yörüngelerindeki elektronlarin hareketleriyle olusur. Her atom en dista yer alan yörüngesini, alabilecegi en fazla elektron sayisina tamamlama gayreti içindedir. Atomlarin son yörüngelerinde bulundurabilecekleri maksimum elektron sayisi 8’dir. Bunu saglarken atomlar ya en dis yörüngelerindeki elektronlari 8’e tamamlamak için baska atomlardan elektron alirlar, ya da eger en dis yörüngelerinde az sayida elektron varsa, bunlari bir baska atoma vererek önceden tamamlanmis olan bir alt yörüngeyi en dis yörüngeleri haline getirirler. Atomlarin kendi aralarinda yaptiklari bu elektron alip verme egilimi, birbirleri arasinda yaptiklari kimyasal baglarin temel itici gücünü olusturur.

Bu itici güç, yani atomlarin son yörüngelerindeki elektron sayilarini maksimuma tamamlama amaçlari, bir atomun diger atomlarla 3 çesit bag kurabilmesini saglar. Bunlar iyonik bag, kovalent bag ve metalik bagdir.

Moleküller arasinda ise genel olarak "zayif baglar" basligi altinda toplanan özel baglar görev yapar. Bu baglar atomlarin molekülleri olusturmak üzere kurduklari baglardan daha zayiftir. Çünkü moleküllerin maddeyi meydana getirmek için daha esnek yapilara ihtiyaçlari vardir.

Bu baglarin özellikleri nedir ve nasil kurulurlar, kisaca ele alalim.

Iyonik Baglar

Bu bag ile birlesen atomlar son yörüngelerindeki elektron sayisini 8’e tamamlamak için birbirleriyle elektron alisverisinde bulunurlar. Son yörüngelerinde 4’e kadar elektronu bulunan atomlar bu elektronlari birlesecekleri yani bag kuracaklari atoma verirler. Son yörüngelerinde 4’den fazla elektron bulunduran atomlar ise birlesecekleri yani bag kuracaklari atomlardan elektron alirlar. Bu tip bag ile olusan moleküller kristal (kübik) yapiya sahip olurlar. Yakindan tanidigimiz sofra tuzu (NaCl) molekülleri bu bag ile olusmus maddelerden biridir. Peki atomlarin neden böyle bir egilimi vardir? Bu egilim olmasa ne olurdu?

Bugüne kadar atomlarin bir araya gelmek için aralarinda kurduklari baglar çok genel biçimde tarif edilebilmistir. Ama atomlarin neden böyle bir prensiple davrandiklari anlasilamamistir. Yoksa atomlar son yörüngelerindeki elektronlarin sayisinin 8 olmasi gerektigini kendileri mi tesbit etmistir? Tabii ki hayir. Bu öyle büyük bir tespittir ki, bir akli, iradesi ve suuru olmayan bir atomun kendisini asmaktadir. Çünkü bu sayi maddenin ve dolayisiyla evrenin meydana gelmesi için ilk basamak olan atomlarin birlesmelerindeki kilit noktadir. Eger atomlarin bu prensipten kaynaklanan egilimleri olmasaydi moleküller ve buna bagli olarak da madde olusamazdi.

Oysa atomlar ilk yaratildiklari andan itibaren sahip olduklari bu egilim sayesinde moleküllerin ve maddenin kusursuz bir biçimde meydana gelmesi için hizmet ederler.

Kovalent Baglar

Atomlarin arasindaki baglari inceleyen bilim adamlari ilginç bir durumla karsilastilar. Bazi atomlar bag kurmak için elektron alisverisinde bulunurken, bazilari da son yörüngelerindeki elektronlari ortak kullanmaktaydilar. Daha sonra yapilan çalismalar da canlilik için vazgeçilmez önem tasiyan birçok molekülün bu baglar sayesinde var olabildigini ortaya koymustur.

Kovalent bagin daha iyi anlasilabilmesi için kolay bir örnek verelim: Daha önce elektron yörüngelerinden bahsederken de belirttigimiz gibi atomlarin ilk yörüngelerinde en fazla 2 elektron tasinabilir. Hidrojen atomu tek bir elektrona sahiptir ve elektron sayisini 2’ye çikarip kararli bir atom olma egilimindedir. Bu yüzden hidrojen atomu 2. bir hidrojen atomuyla kovalent bag yapar. Yani, 2 hidrojen atomu da birbirlerinin tek elektronlarini 2. elektron olarak kullanir. Böylece H2 molekülü olusur.(1)

Eger çok sayida atom, birbirlerinin elektronlarini ortaklasa kullanarak birlesiyorlarsa, bu kez "metalik bag" söz konusudur. Günlük hayatta çevremizde gördügümüz ya da kullandigimiz pek çok araç ve gerecin ana maddesini olusturan demir, bakir, çinko, alüminyum, vs. gibi metaller, kendilerini olusturan atomlarin birbirleri aralarinda metalik baglar yapmalari sonucunda, elle tutulur, gözle görülür, kullanilabilir bir yapi kazanmislardir.

Atomlarin yörüngelerindeki elektronlarin neden böyle bir egilimi oldugu sorusunu ise bilim adamlari cevaplayamamaktadir. Fakat canli organizmalar ancak nedenini bilmedigimiz bu egilim sayesinde var olabilirler.

Acaba tüm bu baglarla kaç farkli bilesik olusabilmektedir?

Laboratuvarlarda her gün yeni bilesikler olusturulmaktadir. Su an için yaklasik 2 milyon bilesikten bahsetmek mümkündür. En basit kimyasal bilesik, hidrojen molekülü kadar ufak olabildigi gibi, milyonlarca atomdan olusan bilesikler de vardir. (2)

Bir element acaba en fazla kaç degisik bilesik olusturabilir? Bu sorunun cevabi oldukça ilginçtir. Çünkü bir tarafta hiçbir elementle birlesmeyen bazi elementler (soy gazlar) vardir. Diger tarafta ise 1.700.000 bilesik olusturabilen karbon atomu vardir. Toplam bilesik sayisinin 2 milyon kadar oldugunu tekrar hatirlarsak, 109 elementin 108’i toplam 300.000 bilesik yapmaktadirlar. Ancak karbon olaganüstü bir sekilde tek basina tam 1.700.000 bilesik yapabilmektedir.

Nükleer Reaktörler

Salı, 06 Kasım 2007

NÜKLEER REAKTÖRLER

Nükleer rektörler; içersinde nükleer reaksiyonların yürütüldüğü ortamlardır. Çok büyük enerji açığa çıkaran iki tür nükleer reaksiyon vardır. Bunlar ; büyük atom çekirdeklerinin parçalanması (fizyon) veya küçük atom çekirdeklerinin birleşmesi (füzyon) reaksiyonlarıdır. Bu yüzden nükleer reaktörler ; içerisinde gerçekleşen reaksiyonlara göre ikiye ayrılabilirler :

1. Fizyon Reaktörleri

2. Füzyon Reaktörleri

Halihazırda füzyon reaksiyonuyla çalışan nükleer bir reaktör mevcut değildir. Fikir olarak 1942‘de ortaya atılan füzyon olayı ancak 1952‘de bomba olarak1942‘de ortaya atılan füzyon olayı ancak 1952‘de bomba olarak denenebilmiştir. Bu yüzden gücün kontrol altına alınması başka bir deyişle nükleer füzyona dayanan bir nükleer reaktör yapılması ise henüz gerçekleşememiştir. Ancak bu konudaki çalışmalar bütün hızıyla devam etmektedir. Günümüzde farklı şekillerde tasarlanmasına rağmen temel olarak fizyon reaksiyonuna dayanan yüzlerce nükleer reaktör mevcuttur. Atom bombasında çok kısa sürede gerçekleşen fizyon reaksiyonu nükleer reaktörlerde çok daha kısa sürede gerçekleştirilerek olay kontrol altına alınır. Nükleer reaktörü oluşturan entegre önemli elemanlardan birincisi uranyum ;yakıttır. (239Pu ‘da yakıt olarak kullanılabilir.)

Uranyum radyoaktif özelliği düşük olan bir elementtir. Reaktörde reaksiyona girmeden önce lastik eldivenle bile tutulabilir. Ancak fizyon sonucunda oluşan ürünlerin çoğu oldukça radyoaktiftir. Nükleer reaktör çalışmaya başladıktan sonra ne içine girmek nede reaktörden çıkan yakıt atıklarına yaklaşmak imkansızdır.

Yakıt olarak kullanılacak uranyumun reaktöre girmeden önce her türlü safsızlıktan arındırılması gerekir. Ayrıca yapısındaki 235U oranı % 3 dolayın yükselmiş olan izotopik olarak zenginleştirilmiş uranyum daha kullanışlıdır. Günümüzde yakıt olarak UO2 tercih edilmektedir. Uranyumdioksit önce toz haline getirilip sonra 1 cm çap ve yüksekliğinde silindirler şeklinde sıkıştırılır. Daha sonra fırında pişirilerek seramik yakıt lokması haline getirilen bu silindirler 4 m uzunluğunda ince bir metal zarf içine yerleştirilerek yakıt çubukları elde edilir.

Büyük bir reaktörde bu yakıt çubuklarından yaklaşık 50.000 tane vardır. Reaktörün ikinci temel elemanı nötron yavaşlatıcısıdır. Bunun için ise su kullanılır. Uranyum yakıt reaktörde bir su banyosuna daldırılmış cubuklar şeklindedir. Fizyon reaksiyonu sonucunda oluşan nötronlar yakıt çubuklarından su banyosuna geçerler. Su tarafından yavaşlatılan nötronların fizyon yapma yeteneği artar. bu yavaş nötronların yeniden uranyum yakıtı ile çarpışmaları ise fizyon olayını zincirleme reaksiyon şeklinde sürmesini sağlar.

Fizyon reaksiyonu sonucunda oluşan büyük ısınım yakıtın kızışmasını önlemek için ortamdan transfer edilmesi gerekir. Bunun için ise nötronları yavaşlatmak için ortamda bulunan suyun bir pompa ile devredilmesi sağlanır. Yaklaşık 3000C ‘de olan sıcak su borular yardımıyla soğuk su içeren bir hazneden geçirilir. Bu esnada ısı transferi ile soğuk su ısınarak buhar oluşur. Elde edilen buhar bir buhar türbininden geçirilerek ısı enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür.

Nükleer reaktörlerin entegre önemli elemanlarında bir diğeri ise kontrol çubuklarıdır. Reaktörün kontrolü ortamdaki nötron sayısını kontrolü ile mümkündür. Eğer fizyondan dolayı nötronların oluşma hızı uranyun yakıtı tarafından yakalanma hızına eşit ise reaktör aynı güçte çalışmaya devam eder. Ortamdaki nötronların çalışma sayısı arttıkça güç yükselir , azaldıkça düşer. Ortamda nötron kalmaz ise reaksiyon durur. Bunun için reaktöre kadminyun veya bordan yapılan ve nötronları soğuran kontrol çubukları yerleştirilir. Bu çubuklar reaktörde istenilen derinliğe indirilerek reaksiyon kontrol altında tutulur.

Sonuç itibariyle bir nükleer güç reaktörü temelde fizyon reaksiyonundan oluşan ısıyı yayan bir su ısıtıcısıdır. Aynı termik santrallerde de oluğu gibi elde edilen ısı ile sudan buhar , buharın türbinleri döndürmesinden ise elektrik enerjisi elde edilir. Prensip olarak birbirine çok benzeyen termik santrallerle nükleer santraller arasında çok önemli farklar vardır. Öncelikle nükleer santraller termik santrallerde olduğu gibi dışarı CO2 ve SO2 vermez. Kül bırakmazlar . Bundan dolayı çevreyi kirletmezler ancak nükleer reaktörden çıkan yakıt yüksek radyo aktiviteye sahip bir çok madde içeriri. Bu nükleer atıkların çevre ve insana zarar vermeden tasfiye edilmesi çok önemli bir problemdir. Bu atıkların dış ortamla irtibatı mümkün olmayan sorulara yol açabilir. Bu konudaki en büyük gelişme nükleer atıkların yeryüzünü 500 ile 1200 metre altında inşaa edilen özel depolara gömülmesidir. Yer altında gömülü olan nükleer atıkların yeryüzüne çıkmasını sağlayacak tek mekanizma yer altı suyu ile teması olacaktır. Bunun için atıkları gömüleceği yer seçiminde jeolojik ve çevresel faktörler dikkate alınır. Ayrıca bu atıklar yüksek sıcaklıkta cam eriyiği ile karıştırılıp metal silindirler içine boşaltılır. Ve soğuduğunda camsı bir yapı oluşturur. Cam suda çözünmeyen uygun mekanik özelliklere sahip bir malzeme olduğundan yer altındaki nükleer atıkların yeryüzüne çıkma olasılığını azaltır. Aslında nükleer atıkların tehlikesi kurşun , civa ve arsenik gibi zehirli atıklara kıyasla daha azdır. Çünkü nükleer atıkların radyoaktivitesi zamanla azalırken ,zehirli atıklar çevreye atıldıkları ilk günkü gibi kalırlar.

ENERJİ ve ÇEVRE

Enerji üretiminin çevre etkileri değişik biçimlerde değerlendirilebilir. Bu değerlendirmeler, her bir kaynak için birim enerji üretimine karşılık gelen kirleticimadde tip ve miktarları, bunların çevre ve atmosfer içerisinde dağılımları, çalışanların ve halkın sağlığı üzerine etkileri, atığın miktarı ve zehirliliği, uzun dönemde çevre ve ekolojik sistemler üzerindeki etkileri açılarından yapılabilir.

Dünya elektrik üretim rakamları incelendiğinde %60 ile en büyük payı fosil yakıtlar almaktadır. Fosil yakıtlar (kömür, petrol ve doğalgaz), hemen hemen bütün ülkelerde temel enerji üretim kaynağı olarak karşımıza çıkarlar. Fosil yakıtların çevre etkileri göz önüne alındığında karşımıza sera etkisi asit yağmurları ve hava kirliliği çıkar. Bu tür yakıtlardan yanma sonucu enerji elde edildiğinde yanma ürünleri (CO2,NOx ve SO2 gibi gazlar), baca gazı olarak atmosfer içinde dağılırlar. Baca gazları ayrıca uçucu kül ve hidrokarbonları içerirler. Nikel, kadmiyum, kurşun, arsenik gibi zehirli metaller de fosil yakıtların yanması sonucu atmosfere atılan diğer maddelerdir. CO2, sera etkisi oluşumunda etkin rol oynamaktadır. Dünyadaki endüstriyel gelişme öncesi atmosferdeki CO2 konsantrasyonu 280 ppm (milyonda bir ) dolaylarında idi. Bu konsantrasyon, 1958′de 315 ppm ve 1986′da 350 ppm düzeyine kadar yükselmiştir. Artan CO2 miktarı, yerkürenin sıcaklığının artmasına neden olmakta, bu da iklim dengelerinin bozulmasına yol açmaktadır. SO2 ve NOx ise esas olarak asit yağmurlarına yol açmaktadır. Atmosferdeki su buharı ile birleşen SO2 ve NOx ise esas olarak asit yağmurlarına yol açmaktadır. Atmosferdeki su buharı ile birleşen SO2 ve NOx sülfürik ve nitrik asit oluşturmakta ve bu da dünyanın ekolojik dengesinin bozulmasına neden olmaktadır. Bütün fosil yakıt artıkları kış aylarında pek çok şehrimizi etkisi altına alan hava kirliliğine yol açtığını da unutmamalıyız. Fosil yakıtların çevre etkileri bunlarla da sınırlı değildir. Örneğin kömür madenciliği hem çalışanlara sağlık riski getirmekte, hem de ülkemiz için pek yabancı olamayan metan gazı patlamaları nedeni ile ölümlere yol açabilmektedir. Diğer bir sorunla da fosil yakıt taşımacılığında karşılaşılmaktadır. Petrol taşıyan tankerlerin neden olduğu kazalar yüz binlerce ton petrolün denize yayılmasına neden olmuştur. Bunun canlı bir örneğini geçtiğimiz aylarda İstanbul Boğazı’nda yaşadık.

Hidroelektrik santraller ile elektrik üretimi, dünyada toplam elektrik üretimine yaklaşık %23 oranında katkıda bulunmaktadır. Hidroelektrik santralleri ile enerji üretimi için uygun coğrafi koşulların sağlanması gerekmektedir. Günümüz koşullarında kullanılabilir hidroelektrik kapasitenin büyük bir bölümü halihazırda kullanılmaktadır. Hidroelektrik santrallerin çevre ile etkileşimlerine gelince, büyük su rezervuarlarının oluşması nedeni ile ortaya çıkan toprak kaybı sonucu doğal ve jeolojik dengenin bozulabilmesi olasıdır. Bu rezervuarlarda oluşan bataklıklar da, metan gazı oluşumu için uygun bir ortam teşkil ederler. Yakın geçmişte barajların yıkılması sonucu meydana gelen kazalar, pek çok kişinin ölümüne neden olmuştur.

Dünyada elektrik üretimi içinde %17 gibi önemli bir pay, nükleer reaktörler tarafından sağlanmaktadır. Bu oran gelişmiş ülkelerde çok daha yüksek rakamlara ulaşmaktadır. Örneğin fosil yatakları kısıtlı olan Fransa, elektriğin %70′ini nükleer enerji ile sağlamaktadır. Nükleer enerjinin çevreye etkisi fisyon ürünü radyoaktif izotopların yayılması durumunda söz konusu olur. Bunun kötü bir örneğini 1986′da Çernobil reaktöründeki kaza ile yaşadık. Bu kazanın nedeni türbin kontrolü sırasında reaktör güvenlik sistemlerinin devre dışı bırakılmış olmasıdır. Çevreye yüksek miktarda radyoaktivitenin salınması ise, reaktörün koruma kabının olmamasından kaynaklanmaktadır. Bu reaktörün yetersiz tasarımını, günümüzde çalışan 400′ ün üzerindeki reaktör için genellemek doğru değildir. Bu reaktörler uzun süredir güvenli olarak çalışmaktadırlar. Bütün mühendislik sistemleri gibi nükleer reaktörler de kaza riski taşımakta, ancak alınan önlemler ile bu risk milyonda bir çok düşük bir olasılığa indirilmektedir. Öncelikle şunu söylemek gerekir ki nükleer reaktörler fosil yakıtlar gibi atmosferik kirlenmeye yol açan atık üretmezler. Normal günlük yaşantımızda karşılaştığımız radyoaktivitenin ancak çok küçük bir kısmı nükleer reaktörlerden kaynaklanmaktadır. Bunu kişi tarafından alınan radyasyon dozu için kullanılan "rem" ile ifade ettiğimizde ilginç sonuçlar ile karşılaşabiliriz. Dünyada doğal olarak bulunan radyoaktif izotoplar nedeni ile kişi başına düşen ortalama doz yaklaşık 26 miliremdir. Kozmik ışınlar nedeni ile alınan doz ise, 28 milirem düzeyindedir. Bunlardan korunmanın hiç bir yolu yoktur ve herkes yaşadığı yöreye bağlı olarak az ya da çok bu dozu alır. Doğal radyasyon dışında insanların maruz kaldığı en büyük radyoaktivite kaynağı ise tıbbi amaçlı röntgen ya da radyoterapidir. Göğüs ya da diş için uygulanan x-ışınları, yaklaşık 10 miliremlik doza karşılık gelir. Diğer organlar için bu daha da yüksektir. Nükleer silah denemelerinden kaynaklanan doz ise yıllık 4 ile 5 milirem düzeyindedir. Nükleer enerjiden kaynaklanan doz ise yılda 1 milirem civarındadır. Bu, reaktörlerin çalışması sırasında çevreye verilen radyasyonun yanında uranyum madenciliği, yakıt fabrikasyonu ve kullanılmış yakıt işleme tesislerinin yaydığı radyasyonu da kapsamaktadır. Yapı malzemelerinden yılda yaklaşık 7 milirem düzeyinde doz almaktayız. Uçak ile yerden yaklaşık 12 km yükseklikte yolculuk yapmak, kozmik ışınlar nedeni ile saatte yaklaşık 0.5 milirem doz alınması neden olur. Günde bir buçuk paket sigara içen kişinin alacağı yıllık doz, yaklaşık 8000 miliremdir. Termik santraller de küller ile birlikte doğaya radyoaktivite salarlar. Bunun bir örneğini Yatağan’da yaşadık. Çernobil kazası sonucu alınan radyasyon dozu ise, yere bağlı olarak değişim göstermektedir. Örneğin reaktör çevresinde, 3 kilometre yarıçapında bir alan içersinde alınan ortalama doz 3300 miliremdir. Alınan bu yüksek doz insanların kansere yakalanma toplam riskini yaklaşık %4 oranında artırıp; %20′den %24′e çıkarmıştır. Kazanın diğer ülke insanları üzerindeki etkisi ise değişiktir. Örneğin kaza sonrası bir yıl boyunca Türkiye’de alınan en yüksek doz 59 milirem ve ortalama doz ise 15 miliremdir. Bu rakamların değerlendirilmesi için uluslararası kabul edilen standartlar ile gerekebilir. Uluslararası Radyasyondan Korunma Komisyonu (ICRP) standartlarına göre, nükleer reaktör çalışanlarının yılda en çok 5000 milirem doz almasına izin verilebilir. Daha sonra yapılan değişiklik ile bu sınır son beş yılın ortalaması için yıllık 2000 milirem olarak önerilmiştir. Nükleer reaktörlerin normal durumunda bu dozların yaklaşık onda birini sağlayacak çalışma koşulları sağlanmaktadır. Genel halk içinse, çalışanlara uygulanan ve ıçrp tarafından belirlenen doz sınırlarının onda biri sınır olarak uygulanmaktadır.

NÜKLEER FİSYON

İnsanlığın enerji sorununa kalıcı çözümün nükleer enerji olduğu bir çok teknisyen ve bilim adamı tarafından dile getirilmektedir. Nükleer enerjinin iki üretim türü vardır. Bunlardan biri, gerçekten çok uzun dönemde insanlığın enerji açısından kurtarıcısı olduğuna inanılan füzyon enerjisidir. Kanımca, füzyon enerjisinden yararlanılarak elektrik enerjisi elde etmenin ticari boyuta ulaşmasının yaklaşık daha bir asırlık geliştirmeye ihtiyacı vardır. Ama sonunda bu tür enerjiden yararlanma yolları bulunacak ve insanlığın hizmetine sunulacaktır. Diğer tür ise, halen insanlığın hizmetinde bulunan ve en temiz elektrik enerjisi üretim santrallerinin yapımında kullanılan, fisyon enerjisidir. Bu enerji türünün geçmişi çok kısa olmakla birlikte, ticari kullanım alanları vardır ve bir çok ülkenin elektrik enerjisi üretiminde önemli bir pay almaktadır.

Doğadaki atom çekirdeklerinin kararsız olanları daha kararlı olabilmek için çekirdek içinden bazı parçacıkları atarak değişime uğrarlar. Buna radyoaktivite denir. Örneğin, her canlı varlığın içinde bulunan ve kozmik ışınlar nedeniyle oluşan, karbon 14′ün bir gramının yarısı 5770 yıl içinde değişim geçirerek, azot gazı olur. Bu değişim karbon 14 çekirdeği içinden bir elektronun atılması yani bir Beta bozulması ile gerçekleşmektedir. Sözü edilen süreye de yarı ömür denir. Bazı ağır çekirdekler, içlerinden daha ağır parçacıklar atarak ilk durumlarından daha kararlı bir çekirdeğe dönüşebilir. Örneğin, toryum bir milyar dört yüz milyon yıl yarı ömür ile Alfa bozulumu adı verdiğimiz, çekirdek içinden bir helyum atomunun çekirdeğini atarak, biraz daha kararlı bir çekirdeğe dönüşür.

Bazı çekirdekler o denli kararsız olabilirler ki, içlerinden bir parçacık atmak yerine ikiye parçalanabilirler. Bu çekirdek tepkimesinin teknik adı da fisyon, yani bölünmedir. Tabii kendi kendine fisyon yapan çekirdeklerin doğada bulunması fevkalade zordur. Bazı çekirdek içi parçacıklar ile etkileşmeye giren ağır çekirdeklerin oluşturduğu çok kararsız çekirdekler fisyon yapabilir. Bazı çekirdek içi parçacıklar ile etkileşmeye giren ağır çekirdeklerin oluşturduğu çok kararsız çekirdekler fisyon yapabilir. Doğada bulunan Uranyum 238 çekirdeğinin kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü 1.0E+16 yıl diğer taraftan insan yapısı olan fermium’un kendi kendine fisyon yapma yarı ömrü bir yıldan daha azdır.

Bir çekirdeğin kararlılığı, çekirdeği oluşturan parçacıkların birbirlerine ne denli sıkıca bağlı olduklarının bir ölçüsüdür. Teknik terim olarak buna çekirdeğin bağlanma enerjisi denir. Çeşitli çekirdeklerin parçacık başına düşen ortalama bağlama enerjilerine dikkat edersek, en kararlı çekirdeklerin atom ağırlıklarının demir, nikel, kobalt gibi 60 civarında olduğunu görürüz. Dünyada demir ve benzeri metaller bu nedenle uranyum ve toryumdan daha boldur.

Hafif çekirdeklerin bağlama enerjileri demire kıyasla daha azdır. Bu tip çekirdekler başka çekirdeklerle ile bir araya gelerek daha kararlı çekirdek oluşturabilirler. İşte bu sürece füzyon yani kaynaşma diyoruz. Diğer taraftan demirden daha ağır çekirdekler parçalanarak daha kararlı çekirdeklere dönüşebilir. Bu parçalanma bazen hızlandırılabilir ve bu sürece de fisyon adı verilir.

NÖTRON İLE FİZYON

1932 yılında Sir James Chadwick İngiltere’de, atom çekirdeğinden çıkan ve elektrik yükü olmayan bir parçacığın varlığını gözledi. Daha sonra adına nötron denilen bu temel parçacığın proton ağırlığında olduğu ve çekirdek içine rahatlıkla girebildiği gözlendi. Enrico Fermi bunu izleyen yıllarda İtalya’da nötron ile yaptığı deneylerde ilginç sonuçlar elde etti. Nötronlar ile bazı çekirdekleri bombardıman eden Fermi yeni izotoplar elde ediyordu. Aynı deney tahta masada yapılınca metal masada yapılana kıyasla daha fazla nötronun yutulduğu ve üretilen yeni çekirdeklerin daha fazla olduğu gözleniyordu. Daha sonra bu olaya tahtanın içinde bulunan hidrojen ile karbonun yol açtığı ve nötronların uygun maddeler ile yavaşlatılabildiği ortaya çıktı. Daha yavaş hareket eden bir nötron daha uzun süre çekirdek etrafında kalabilir ve etkileşme yapma olasılığı çok daha artar.

1939 yılında, Hanh ve Strassman Almanya’da, uranyumdan daha ağır çekirdek yaratmak için uranyumu yavaş nötronlar ile bombardıman ettiklerini fakat çoğunlukla, örnekte hiç bulunmayan, daha hafif çekirdekler ürettiklerini biraz da çekinerek ve kuşkuyla yayınladılar. Daha sonra bunun nötronlar yardımı ile oluşan fisyon olduğu ortaya çıktı. Aynı yıl Macar Szilard bu yeni buluşun değerini anlayarak Naziler durumu kavramadan Müttefiklerin savaş için derhal fisyondan faydalanması için çalışmalara başladı. Bundan sonrası hemen herkesin bildiği, hikayelerini okuduğu, filmlerini izlediği Manhattan projesi olarak tarihe geçti. 1939 yılında bulanan fisyon, 1942 yılında ilk CP1(Chicago Pile 1) nükleer reaktörünün yapımı ile kullanılabilen bir enerji üretme yöntemi olarak ortaya çıkmaya başlamıştır. 1944 yılında ve daha sonra yapılan üretim ve araştırma reaktörlerinden sonra ilk elektrik enerjisi üreten reaktör 1954 yılında Rusya’da Obninsk’te 5 Mw gücünde üretime başlamıştır.

FÜZYON

• Faydalı füzyon reaksiyonları

- D-T (döteryum-trityum) füzyon reaksiyonu

- D-D (döteryum-döteryum) füzyon reaksiyonu

• Füzyon için sağlanması gerekn şartlar

- Sıcaklık

- Hapsetme

- Lawson Kriteri

• Plazmanın Hapsedilmesi Metotları

• Magnetik Hapsetme

• Eylemsiz Hapsetme

FÜZYON REAKSİYONLARI

Bir füzyon reaksiyonundan öngörülen enerjinin elde edilmesi için

• reaksiyon düşük sıcaklıkta oluşmalı

• yüksek enerji açığa çıkmalı

• büyük bir tesir kesitine sahip olmalıdır

• tepkimeye girecek olan maddeler kolayca bulunabilmelidir

• plazmanın yeniden ısıtılması için yüklü parçacıklar elde edilemli

• farklı etkileşmeleri önlemek için enerjisi yüksek olan nötronlar açığa çıkmamalıdır

D-T Reaksiyonu

Döteryum bir proton ve bir nötrondan oluşan hidrojen çekirdeğinin bir izotopudur. Bilindiği gibi izotop proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan atom çekirdekleri için kullanılan bir tanımdır. Simgesel olarak 12H ţeklinde gösterilir.

Trityum bir proton ve iki nötrondan oluşan Hidrojen çekirdeğinin bir diğer izotopudur. Simgesel olarak 13H ţeklinde gösterilir.

Döteryum- Trityum füzyon tepkimesi aşağıdaki şekilde meydana gelir.

Bu tepkimenin özellikleri :

• Büyük tesir kesitine sahiptir

• Gerekli olan sıcaklık 4.4 keV’dir. 1 eV yaklaşık olarak 11600 K’ dir. Yaklaşık olarak bu sıcaklık değeri 51040000 K’ lik bir sıcaklık demektir.

• Ortaya çıkan enerji 17.6 MeV gibi yüksek bir enerjidir.

• 3.5 MeV’ lik enerjiye sahip olan Helyum çekirdeği başka bir deyişle alfa parçacığı plazmanın yeniden ısıtılması için kullanılır.

D-T reaksiyonunun gerçekleştirilmesinde aşağıdaki problemlerle karşılaşılır.

• Trityum kolayca bulunan bir yakıt değildir. Oldukça ender bulunan Lityum çekirdeği izotoplarından aşağıdaki reaksiyonlar sonucu elde edilir.

Bu tepkimeler füzyon reaktörünü çevreleyen bir lityum tabakası ile nötronların etkileşmesi sonucu elde edilir ve ürünler direk olarak tepkimeye sokulabilir.

• D-T reaksiyonu sonucu açığa çıkan enerjisi yüksek olan nötronların rekatör ile etkileşmeye girerek reaktöre zarar vermesi maliyetin artmasına neden olur.

D-D Reaksiyonu

İki döteryum çekirdeğinin direk olarak reaksiyona girmesiyle meydana gelen füzyon reaksiyonudur. Ve aşağıda gösterildiği şekilde meydana gelir.

• D-T reaksiyonundan daha düţük bir tesir kesiti yani reaksiyon oranına sahiptir. Ve dolaylı olarak bu olumsuz bir durumdur.

• 48 keV gibi yüksek bir sıcaklıkta meydana gelir.

• Füzyon reaksiyonu başına açığa çıkan enerji yaklaşık olarak 4 MeV kadardır.

• Yakıt deniz suyundan kolayca elde edilebilir.

D-D ve D-T füzyon reaksiyonlarının kıyaslanması

• D-T reaksiyonunun tesir kesiti D-D reaksiyonuna kıyasla daha büyüktür.

• D-T reaksiyonu daha düşük sıcaklıkta meydana gelir.

• Ticari olarak düţünülen füzyon tepkimesi maliyeti düţük olduđundan D-D reaksiyonudur.

Lawson Kriteri

• Plazmanın dağılmadan hapsedilmesi için gerekli zamanın ve plazma yoğunluğunun ilişkisini tanımlar

• Plazmanın dağılmaması için “Dışarı Çıkan Güç” =”İçeri Giren Güç” olmalıdır.

• D-T plazması için

nd döteryum iyonları yoğunluğu ve nt trityum iyonları yoğunluğu toplamının ne elektron yoğunluğu toplamına eşit olması gerekir.

nD+nT=ne ve nT=nD olmalıdır. Bu son eşitlik plazmanın toplam elektriksel yük açısından nötr olması gerekliliğinden sağlanması gerekir,

• Plazma içinde üretilen güce karşı resaksiyonu başlatmak için plazmayı ısıtmakta kullanılan güç dengeli olmalıdır.

- Plazma içindeki reaksiyon oranı  =nD+nT< V> ile tanımlanır.

- Eğer her füzyonda E kadarlık enerji üretilirse plazma içinde üretilen füzyon gücü;

Pfüzyon=(n/2)(n/2) VE=(n2/4) E j/s/cm3 olmalıdır bu plazma içinden dışarı çıkan güçtür.

- Eğer plazma bir T sıcaklığına sahipse toplam enerjisi

Etermal=(ne+nD+nT)(3/2)kT=3nkT dir.

Plazma enerjisinde bir  hapsetme süresi boyunca düzenli oranda kaybedilen enerji

Pkayıp=(3nkT)/ j/s/cm3 ‘dir.

Bu durumda içeri giren güç ve dışarı çıkan güç için sahip olunan ifadeler

Pfüzyon>Pkayıp ise n >(12kT)/ (VE)

Bu eşitsizlik Lawson Kriteri olarak anılır. Bu ifade plazmanın dağılması için gereken hapsedilme süresini ve hapsedilmesi gereken parçacık sayı yoğunluğunu verir.

• D-T reaksiyonu için n >3.1020 sn/cm3’dür.

• D-D reaksiyonu için bu değer n >1022 sn/cm3 mertebesindedir.

Nükleer Güç Santralleri

Nükleer Güç Santralları ile Termik Santraller birbirleri ile benzer özellikler taşırlar. Her iki santral tipinde de elde edilen buharın ısıl enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de dejeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bu santraller arasındaki temel fark buharın elde ediliş yöntemidir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Bu nedenle nükleer reaktörlerdeki bölünme reaksiyonu termik santrallarda fosil yakıt yakmakla aynı işleve sahiptir.

İlk olarak nükleer güç santrallerini tanıtmadan önce bölünme (fisyon) reaksiyonu mekanizmasını anlatmakta yarar vardır. Nükleer reaksiyonda açığa çıkan enerji, temelde U235 izotopunun ya da herhangi bir bölünmeye yatkın (fisil) izotopun (Pu239, U233) nötronla etkileşmesinden ötürü parçalanması olayı sonucunda açığa çıkan fazlalık bağlanma enerjisidir.

Nötronla etkileşen U235 çekirdeği kararsız hale geçerek, kendisinden daha hafif iki çekirdeğe ayrılır ve bu esnada da ortalama olarak iki nötron açığa çıkarır. Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan bölünme enerjisi yaklaşık 200 MV’dir. Bu enerji buhar üretimi için soğutucuya aktarılır ve açığa çıkan nötronlardan biri bölünmeye yatkın başka bir izotopu parçalayarak zincirleme reaksiyonuna sebep olur. Diğer nötron ise reaktör içindeki diğer malzemeler tarafından yutulur ya da sistemden kaçar. Nükleer reaktörler bu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır.

Bölünme reaksiyonu sonucu açığa çıkan nötronların etkili bir şekilde kullanılabilmesi için bölünmeye yatkın izotoplarla etkileşme olasılıklarını arttırmak gerekir. Bu nedenle bölünme reaksiyonlarından açığa çıkan hızlı nötronlar moderatör adı verilen yavaşlatıcı malzemeler yardımı ile yavaşlatılarak bölünmeye yatkın malzemelerle etkileşim olasılıkları arttırılır. Diğer bir malzeme de yansıtıcı (reflector) dır. Bu malzeme korun etrafına yerleştirilerek nötronların sistemden dışarı kaçma olasılıklarını azaltmak için kullanılır. Moderatör malzemesi aynı zamanda yansıtıcılık işlevini de görebilir.

İlk kontrollü bölünme reaksiyonu 1942 yılında Amerika Birleşik Devletlerinde inşa edilen CPI Reaktöründe gerçekleştirilmiştir. Bu reaktörde yakıt malzemesi olarak doğal uranyum ve moderator olarak grafit kullanılmıştır. İlk nükleer reaktörde olduğu gibi nükleer reaktör tasarımcılarının reaktör yakıtı için seçimleri doğal uranyum (%0.71 U235, %99.27 U238) ya da %3, %4 oranında zenginleştirilmiş uranyumdur. Eğer yakıt doğal uranyum seçilirse moderator olarak grafit ya da ağır su kullanılmalıdır.

Günümüzde, elektrik üretimi için kullanılan santralların büyük bir bölümü Basınçlı Su Reaktörü (PWR), Kaynar Su Reaktörü (BWR), ve Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür (PHWR). Bunlardan ilk ikisi, hafif su soğutmalı termal reaktör sınıfına girer, moderator ve reflektör malzemesi olarak da hafif su kullanılır. Üçüncü reaktör tipi ise dünyada ilk olarak Kanada’da elektrik üretimi için kurulan ve soğutucu olarak ağır su kullanan Basınçlı Ağır Su Reaktörüdür.

BASINÇLI SU REAKTÖRÜ (PWR)

Basınçlı su reaktörleri ticari olarak elektrik üretimi için ABD’de kullanılan ilk reaktör tipidir. Bu tür reaktörlerde korda üretilen enerji birincil devre soğutucu vasıtasıyla kordan çekilir. İkincil devrede buhar üreteçlerinden alınan buhar türbinlerinde genişletilerek jeneratörde elektrik üretilir. Birincil devre basıncı, soğutucu suyun kaynamasını engellemek için, 15-16 MPa civarındadır.

Soğutucunun kora giriş sıcaklığı 290-300 C, çıkış sıcaklığı ise 320-330 C civarındadır. Reaktör korundan çıkan soğutucu türbinlerde kullanılan buharın üretimi için buhar üreteçlerine gönderilir. Reaktörlerin birincil soğutucu devreleri iki, üç ya da dört tane benzer döngüden oluşur. Her bir döngüde bir buhar üretici, bir reaktör soğutucu pompası ve bağlantı boruları bulunur. Ayrıca reaktör basıncını kontrol edebilmek için bir basınçlayıcı bu döngülerden biri üzerinde bulunur.

Yakıt içinde fisyondan açığa çıkan nötronlar soğutucuda yavaşlatılarak zincirleme fisyon reaksiyonunu sağlarlar. Aynı anda açığa çıkan kinetik enerjinin büyük bir kısmı yakıt içinde ısıl enerjiye dönüşür ve bu enerji ısı iletimi ile soğutucuya aktarılır, bir kısmı ise hızlı nötronlar tarafından moderasyon anında moderator vazifesi de gören soğutucuya aktarılmıştır.

Reaktör koru dayanıklı bir çelikten yapılmış silindirik bir basınç kabı içerisinde yerleştirilmiştir. Basınç kabı bu tip reaktörlerin ömrünü kısıtlayan en önemli bileşendir. Hemen hemen bütün reaktör tiplerinde reaktör basınç kabı ve soğutucu sistemleri koruma kabı adı verilen çelik bir kabuğun içindedir. Bu çelik kabuk betondan yapılmış ikinci bir koruyucu yapının içerisinde yer alır. Bu sistem dış etkilerden reaktör sistemini korumak ya da reaktörden bir kazadan dolayı açığa çıkabilecek radyasyonun çevreye sızmasını önlemek için tasarlanmıştır.

KAYNAR SU REAKTÖRÜ (BWR)

Kaynar su reaktörü dünyada basınçlı su reaktöründen sonra en yaygın olarak kullanılan reaktör tipidir. Kaynar su reaktörleri (BWR) birçok yönden PWR reaktörüne benzemekle birlikte, temel fark reaktör koru içinde kaynama olayına izin verilmesidir. BWR tipi reaktörlerin diğer hafif sulu reaktörlere göre üstünlüğü reaktör koru içinde doğrudan elde edilen buharın türbinlere gönderilmesidir. Bu nedenden dolayı BWR reaktörleri doğrudan çevrim ile çalışır. Basıncın PWR tipi reaktörlere göre daha düşük olması nedeniyle (7 MPa) basınç kabı et kalınlığı daha düşüktür.

BASINÇLI AĞIR SU REAKTÖRÜ (PHWR)

Basınçlı Ağır Su Reaktörleri, Basınçlı Su Reaktörleri ile benzer özellikler taşırlar. Ağır su reaktörü olarak adlandırılmalarının nedeni moderator ve soğutucu için ağır su (D20) kullanmalarıdır. Bu tür reaktörlerin en yaygın olarak kullanıldığı ülke Kanada’dır. Kanadalılar son 40 yılda CANDU (CANada Deuterium Uranium) adını verdikleri Kanada reaktörünü tasarlayıp geliştirerek Basınçlı Ağır Su Reaktörü teknolojisinde lider olmuştur.

CANDU reaktörlerinde yakıt olarak doğal uranyum kullanıldığı için zenginleştirme tesislerine ihtiyaç yoktur. Düşük basınçta moderator, ağır su (D20) ve yatay silindir şeklinde bir reaktör kabı vardır. Reaktör kabının içinde yatay şekilde geçen 380 adet yakıt kanalı bulunur. Yakıt kanalları doğal uranyum yakıt ve ağır su soğutucusundan oluşur. Yakıt kanalındaki yakıt elemanları basınç tüpü içindedir.

Karışımların Ayrıştırılması

Salı, 06 Kasım 2007

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI

1. Elektriklenme ile Ayrıştırma

2. Mıknatıs ile Ayrıştırma

3. Öz kütle Farkı ile Ayrıştırma

4. Çözünürlük Farkı ile Ayrıştırma

5. Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma

6.Süzme ile ayırma

Karışımları Ayırma Yukarıdaki 6 Yöntemledir.

Karışımların Ayrıştırılması

1. Mıknatıs yardımı ile bazı maddeler ayrıştırılabilir. (Başlıca demir, kobalt, nikel metalleri mıknatısla ayrıştırılır.)

2. Bir katının sıvıda çözünmüş olduğu karışımlar sıvının buharlaştırılması ile ayrıştırılabilir.

3. Sıvı – sıvı homojen karışımları kaynama noktaları farklılığından yararlanılarak (Ayrımsal damıtma) ayrıştırılabilir.

4. Bir katının sıvıda çözünmemiş olduğu karışımlar süzme yoluyla ayrıştırılabilir.

5. Sıvı – sıvı heterojen karışımları ayırma hunisi yardımı ile yoğunluk farkından yararlanılarak ayrıştırılabilir.

6. Gaz karışımları gazların yoğunlaşma noktalarının farklılığından yararlanılarak ayrıştırılabilir.

7. Katı – katı karışımlarının bazıları çözünürlük farkından bazıları yoğunluk farkından bazıları erime noktalarının farklılığından yararlanılarak birbirinden ayrılabilir.

• Elektriklenme ile Ayrıştırma

Plastik bir tarakla taranan saç elektriklenir. Yün kazakları çıkarılırken çıtırtı sesleri ve kıvılcımlar oluşur. Ebonit Çubuk yün parçasına sürtüldüğünde küçük kağıt parçalarını çeker. Bu tür olaylar bazı cisimlerin sürtünme ile elektrik yükü kazanmasından kaynaklanır.

Elektriklenen maddeler hafif bazı maddeleri çekerler.

Kırmızı pul biber ve yemek tuzu karışımına elektrik yüklü ebonit çubuk yaklaştırıldığında çubuğun pul biberleri çektiği gözlenir. Pul biber yemek tuzundan bu metotla ayrıştırılmış olur.

• Hâl Değiştirme Sıcaklıkları Farkı ile Ayrıştırma

Hâl değiştirme sıcaklığından yararlanarak erime noktası farklı olan katı–katı karışımları, kaynama noktası farklı sıvı–sıvı karışımları ve yoğunlaşma noktaları farklı gaz–gaz karışımları birbirinden ayrılabilir.

Demir ve kurşundan oluşan bir karışımın ayrılması: Demirin erime noktası 1540°C ve kurşunun erime noktası 327,5°C’dir. Karışım bir potada ısıtıldığında erime noktası düşük olan kurşun önce erir. Sıvı hâle geçen kurşun süzülerek demirden ayrılır.

Maddelerin erime kaynama sıcaklıkları gibi, hal değiştirme sıcaklıklarının ayırt edici bir özellikleri olduğunu biliyoruz. Maddelerin bu özelliklerinin farklı oluşundan yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz. Suda çözünen katı bir madde, suyun buharlaşması ile saf olarak elde edilebilir.

Belli bir sıcaklıkta diğerlerine göre daha fazla miktarda buharlaşan sıvıların kaynama noktası düşüktür. Örneğin; aynı koşullardaki etil alkol sudan daha çok buharlaştığından, kaynama noktası sudan düşüktür. 100°C, etil alkol 78°C’de kaynar.

Saf maddelerde hal değişimi süresince sıcaklık sabittir. Örneğin;100°C’ta kaynar. 0°C’ta donar. (1 atm’de) kaynama ve donma süresince sıcaklık sabittir. Çözeltilerde ise hal değişim süresince sıcaklık sabit değildir. Çözeltilerde, kaynama süresince sıcaklık artma; donma süresince sıcaklıkta azalma gözlenir. (artma ve azalmanın nedeni lise kimya 2 dersinde açıklanacaktır.)

• ÇÖZÜNÜRLÜK FARKI İLE AYRIŞTIRMA

çözünürlüğün, maddeler için ayırt edici bir özellik olduğunu biliyoruz.maddelerin çözünürlüklerinin farklı olmasından yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz.Örneğin,salamura peynirinden suda bekletildiğinde,tuz suda çözünerek peynirden ayrılmış olur.Karışımda bulunan maddelerden biri çözücüde çözünüyor,diğeri çözünmüyorsa bu yöntemi uygulayabiliriz.

Her maddenin sudaki çözünürlükleri farklıdır.

Kükürt–bakır sülfat karışımın ayrılması

Kükürt–bakır sülfat karışımı suya atıldığında bakır sülfat çözünür, kükürt çözünmeden su üzerinde kalır. Çözelti süzgeç kâğıdından süzülürse kükürt ayrılır. Süzgeç kâğıdından geçen bakır sülfat çözeltisi ısıtılarak suyu buharlaştırılır ve bakır sülfat elde edilir. Böylece kükürt ve bakır sülfat ayrıştırılmış olur.

Yemek tuzu kum karışımın ayrılması

Yemek tuzu ve kum suya atılıyor, yemektuzu çözünüyor, kum çözünmüyor. Karışım süzüldüğünde kum süzgeç kağıdında kalıyor, Daha sonra tuzlu su çözeltisinin suyu buharlaştırıldığında geriye tuz kalıyor.

Potasyum nitrat ve sezyum sülfattan oluşan karışımın ayrılması

Karışımdaki maddelerin her ikisi de aynı sıvıda çözündüğü veya birinin çözünüp, diğerinin çözünmediği sıvı bulunmadığı durumda karışımdaki maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişiminden yararlanılır.

Çözeltinin sıcaklığı değiştirilerek, ayrımsal kristallenme ile çözeltideki maddeler ayrı ayrı elde edilir.

Sıcaklığın artırılmasıyla potasyum nitratın (KNO3) çözünürlüğü artarken, sezyum sülfatınki (Cs2SO48H2O) azalır. Karışım suya atılarak hepsinin çözünmesi sağlanır. Sıcaklık artırılırsa sezyum sülfat, azaltılırsa potasyum nitrat çöker. Daha sonra çökelti süzgeç kağıdından süzülerek ayrılır. Kalan çözeltinin suyu buharlaştırılır.

• MIKNATISLANMA İLE AYRIŞTIRMA

Bazı maddeler mıknatıs tarafından çekilirken bazıları çekilmez. Demir,kobalt,nikel gibi maddeler mıknatıs tarafından çekilebilen; çinko alüminyum,şeker,kükürt gibi maddeler mıknatıstan etkilenmeyen maddelere örnektir.

Çivi, toplu iğne, makas, pense gibi maddelerin mıknatıs tarafından çekilir. Bu maddelerin yapısında demir vardır

Demir tozu–kükürt karışımı, demirin mıknatıstan etkilenme özelliğinden yararlanılarak ayrıştırılır.

• ÖZ KÜTLE FARKI İLE AYRIŞTIRMA

Öz kütleleri farklı iki katı karışımı:

İki katının da çözünmediği bir sıvıya atılır. Katıların öz kütleleri farklı olduğundan ve sıvıda çözünmediğinden sıvı içerisinde farklı bölgelerde toplanırlar.

Özkütle maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Bu özellikten yararlanarak karışımları bileşenlerine ayırabiliriz. Örneğin, buğday ile samanı havaya savurduğumuzda rüzgar, öz kütlesi küçük olan samanı uzağa sürükler böylece buğday samandan ayrılmış olur. Öz kütle farkıyla Ayırma yöntemi, suda çözünmeyen katı maddelerden oluşan karışımların ayrılmasından kullanılabileceği gibi, birbiri içinde çözünmeyen sıvı maddelerin ayrılmasında da kullanılabilir. Farklı iki katı maddeden oluşan bir karışımı ayırmak için, bu karışımın üzerine bileşenlerle etkileşmeyen sıvı eklenir. Sıvının öz kütle değeri, bileşenlerin öz kütle değerleri arasında olmalıdır. Karışımı oluşturan maddeler öz kütlelerin göre tabakalar halinde sıralanır. Öz kütlesi sıvıdan büyük olan kabın altında, küçük olan ise kabın üst kısmında toplanır. Böylece karışımı oluşturan maddeler birbirinden ayrılır.

Kum ve naftalin karışımının ayrılması:

Karışım suya atılır. Kumun yoğunluğu sudan fazla olduğundan dibe çöker, naftalinin yoğunluğu sudan az olduğundan suyun üst kısmında kalır. Üstteki naftalin alınır. Geriye su–kum karışımı kalır, su süzülür. Böylece kum naftalinden ayrıştırılmış olur.

Öz kütleleri farklı ve birbiri içerisinde çözünmeyen iki sıvı, karışımı ayırma hunisi yardımıyla ayrıştırılabilir. Öz kütlesi büyük olan altta, küçük olan üstte bulunur.

Ayırma hunisi, alt kısmında musluk olan kılcal boruya sahip bir cam balondur.

Karbontetraklorür-Zeytin yağı–bakır sülfat karışımının ayrılması:

Karışım ayırma hunisine konur. Karışım, böyle bir kapta bir müddet dinlendirildiğinde karbontetraklorür en altta, zeytinyağı en üstte faz olarak bulunur.

Musluk açılarak karbontetraklorür bitinceye kadar alttaki behere aktarılır. Daha sonra bakır sülfat alınır. Zeytinyağı, ayırma hunisinde kalır. Böylece zeytinyağı–karbontetra klorür – bakır sülfat karışımı ayrıştırılmış olur.

SÜZME İLE AYIRMA

Katının sıvı içinde dağılması ile oluşan heterojen karışımları, bileşenlerine ayırmak için süzme yöntemi kullanılır. Bu yöntemde gözenekleri farklı büyüklüklerde olan süzgeçler kullanılır. Süzme yöntemini gerçekleştirmek için, kullanılan süzme aracının gözenek büyüklüğü süzülecek maddeye uygun olmalıdır. Uygulanan yöntemin tam olarak gerçekleşebilmesi için, kullanılan süzgecin gözenek büyüklüğü, ayrılacak katının tanelerinden küçük olmalıdır.

Süzme, gerek günlük yaşantımızda gerekse endüstride oldukça önemlidir.örneğin, çayı bardağa doldururken çay posasını ayırmak için süzgeç, haşlanmış makarnayı sudan ayırmak için kevgir, laboratuarda çeşitli katı maddeleri sıvılardan ayırmak için de farklı gözenek büyük lüğüne sahip süzgeç kağıtları kullanılır.

Sıvı Deterjanın Üretimi

Salı, 06 Kasım 2007

Sıvı deterjanın üretimi

Gerekli maddeler

LABSA (Lineer Alkil Benzen Sülfonit Asit), Lauryl Alkol(C12H25OH),diethanolamin, triethanolamin, sodyum sülfat, Su(H2O), Sodyum hipoklorit (%10′luk çözeltisi), Caustic sodyum hidroksit (%45′lik sodyum hidroksit çözeltisi)

Yapılışı

Önce %83,7 oranındaki suyun içerisinde %10′luk LABSA yavaş yavaş yedirilerek karıştırılır.LABSA ‘nın karışımı tamamlanınca %1′lik diethanol amin ve %2′lik triethanol amin ilave edilir. Daha sonra %1,7′lik Lauryl alkol ilave edilir.Viskositesi (akışkanlığı) ayarlanır. Bu işlem bitince %1′lik sodyumsülfat eklenir.En son %0.6 oranında sodyumhipoklorit katılır. Böylece gerekli maddelerin hepsi kazanlara katılmış olur. Karışma işlemi bittikten sonra dolum varillerinden bidonlara aktarılır. Ve sıvı deterjan piyasaya sürülmek için hazır bir duruma getirilir.

Üretim Yapan Firmalar:

Türkiye’de sıvı deterjan üretimi çeşitli ufak atolyelerde yaygın şekilde yapılmaktadır. Ancak işin biraz daha derinine inersek deterjan üretimi Lever, Benckiser gibi bazı büyük firmalar tarafından ciddi şekilde yapılmaktadır

Çamaşır suyunun üretimi

Gerekli Maddeler

Sodyumhipoklorit (NaClO) ‘in %5′lik çözeltisi, Su(H2O)

Yapılışı

İlk önce Tarım Koruma’dan %30′luk Konsantre Sodyum hipoklorit (NaClO) çözeltisi alınır. .Sonra imalat yerinde %5′e seyrelttirilir. Daha sonra kazanlarda yapılan karıştırma işlemi bitince bidonlara doldurulur.En sonunda ambalajlanarak piyasaya sevk edilir. Çamaşır suyuna bazen esans katılarak kokulandırılır.

KAYNAKLAR:

*Tempak San. Ltd. Şti.


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy