Haberler

Türkiye Temiz ve Güvenli Nükleer Enerji Toryum Yerine Neden Uranyumlu Tesis Kurmaya Çalışıyor?

Fizikist

10-04-2015 07:50
22520 kez okundu.

Türkiye Temiz ve Güvenli Nükleer Enerji Toryum Yerine Neden Uranyumlu Tesis Kurmaya Çalışıyor? — Adını Norveç efsanesi tanrı Odin’in oğlu Thor’dan alan toryum elementi , yüksek verimi ve temiz nükleer enerji olması nedeniyle son yıllarda enerji sektörünün ilgi odağı haline gelmiştir. Çünkü yapılan araştırmalar giderek pahalı hale gelen zenginleştirilmiş tehlikeli uranyum yakıtının tükenmeye başladığını göstermektedir. Ayrıca Fukushima, Çernobil faciaları uranyumla çalışan nükleer tesislerin ne kadar tehlikeli olabileceğini göstermiştir.

Japonya Fukushima felaketinden sonra bütün nükleer santrallerini kapattı. Bu da konunun ne kadar hassas olduğunu gösteriyor. Son günlerde Türkiye’de uranyumla çalışan nükleer enerji santralleri yapılmaya çalışılmaktadır ki, bu da tehlikenin ne kadar büyük olduğunu göstermektedir. Peki neden düşük verimli ve tehlike uranyum yerine toryum kullanılmıyor ?

Toryum Nedir?

828 yılında Jöns Jacob Berzelius tarafından keşfedilen ve periyodik tabloda aktinit serisinin ikinci üyesi olan toryum, yer kabuğunun %0,0007’lik kısmını oluşturmaktadır. Toryum, uranyum gibi doğada serbest halde bulunmayıp 60 civarında mineralin yapısı içinde yer almaktadır. Bunlardan sadece monazit ( (Ce, La, Nd, Th, Y)PO4) ve torit ( (Th, U) SiO4) toryum üretiminde kullanılmaktadır. Bu mineraller de genellikle nadir toprak elementleri (NTE) ile birlikte bulunmaktadır.

Toryum tek başına nükleer yakıt olarak kullanılamaz. Fertil bir izotop olan Th-232’nin bir nötron yutarak fisyon yapabilen bir izotop olan U-233’e dönüştürülmesi gerekir. Th-232’nin düşük enerjili nötronlarla tepkimesi (nötron yutumu) sonucunda önce daha az kararlı olan Th-233 oluşmaktadır. Th-233 ise, 23 dakika içinde, bir beta parçacığı yayarak Pa-233’e (protaktinyum) dönüşmektedir. Pa-233, 27 gün içinde, yarılanma süresi 163.000 yıl olan fisil U-233’e dönüşmektedir. Böylece aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi Th-232, U-235 veya Pu-239 gibi başka bir fisil maddeyle üretkenlik döngüsüne başlamaktadır.

Dünya toryum rezervlerine bakıldığında Türkiye’nin 344,000 tonla %13,2 pay alarak üçüncü sırada olduğu görülüyor. Dünyada toryumla ilgili çalışmalar gün geçtikçe hızlanırken, Norveç’te toryum reaktörleri üzerinde 2013 yılında Thor Energy şirketiyle önemli çalışmalara başlamıştır.

Bu küçük Norveç şirketi nükleer tesislerde uranyum yerine toryum kullanılabileceğini test ederek nükleer endüstrinin dikkatini çekmeyi başardı. Toryum güvenli ve silahsız nükleer gelecek için önem taşıyor. 2013 Nisanı’nda Halden’deki test reaktöründe ilk toryum yakıtlarını yakarak denemelere başlayan şirket,tehlikeli uranyum yakıtı yerine daha güvenli temiz alternatif toryum üzerine çalışıyor. Toryum’un en önemli avantajlarından biri de uranyuma göre , nükleer bomba yapımında kullanılan daha az uzun ömürlü plütonyum benzeri atıklar bırakması. Tabi bununla erimiş tuz reaktörleri gibi alternatif reaktörleri iyi adapte olabilmesi. Bu reaktörler sıvı yakıt kullanıyor ve erimiyorlar. Thor toryum ve plütonyum karıştırılmasıyla oluşan MOX(karışım-oksit) sayesinde elde edilen bir yakıt. Nükleer endüstride atık olan plütonyum kullanılarak, plütonyumu güvenli bir şekilde saklamak için harcanan paradan tasarruf edilebilir. Günümüzde bazı konvansiyonel reaktörlerde halen uranyum-plütonyum karışımı yakılıyor.

Thor Energy toryum-plütonyum yakıtlarına işaret ederek, bu sayede sivil ve askeri plütonyum stoklarının azaltılabileceğini belirtiyor. Toryum konvansiyonel katı-yakıtlı reaktörlerde de kullanılabilse de , bazı uzmanlar mevcut sıvı reaktörleri gibi alternatif tasarımları optimize etmenin daha faydalı olabileceğini belirtiyor. Thor tesisinde yapılan testler, yeni nesil yakıtın mevcut reaktörlerdeki ticari kullanımına dair eşsiz bilgiler sağlayabilir. Projenin destekçileri arasında Westinghouse nükleer şirketi(Toshiba Japonya ABD ayağı) ve Güney Afrika şirketi Steenkampskraal Thorium Ltd(STL % 15 hisseye sahip) var. STL toryum yakıtlı yüksek sıcaklık reaktörü olarak bilinen çakıl yatak reaktörlerini geliştirici firma. Thor firması özel Norveç temiz enerji teknolojileri firması Scates AS’ni parçası olarak çalışıyor. Ayrıca Çin hükümeti 350 milyon dolarlık bir yatırım yaparak Toryum reaktörlerini 10 yıl içinde üretmeyi planlıyor. Projede 140 doktoralı bilim insanı çalışıyor be su sayı giderek artacak. Hindistan ise dış ülkelere karşı enerji bağımlılığını sıfırlamak için toryum reaktörleri üzerinde çalışıyor. Hatta 2014’de geliştirdiği 300 MW ‘lık prototipi devreye almayı düşünüyor. Eğer Hindistan prototipte başarılı olursa, kurulacak reaktörler sayesinde, 2050’ye kadar elektrik ihtiyacının % 30’unun toryumdan karşılayacak.

Toryum reaktörleri devreye alındığında hem daha fazla güç hem de daha çevreci bir nükleer enerji elde edilebilir. Ülkemizde zengin toryum yatakları olmasına rağmen, bu konuda hiçbir çalışma yapılmaması ve atom mühendisi ve fizikçilerin bu yönde yetiştirilmemesi ilginç değil mi?