NÜKLEER
ENERJİ VE TORYUM YAKIT ÇEVRİMLERİ KONUSUNDA SON GELİŞMELER
Her iki yılda bir nükleer
teknolojide ileri gitmiş bir ülkede tertiplenen Nükleer Yakıt Çevrimi
Konferansları (Global Nuclear Fuel Cycle) bu yıl Paris’te “Daha düşük karbonlu
gelecek” çerçevesi içinde tertiplenmiştir. 9 ayrı salonda 379 bildirinin
sunulduğu bu konferansa “Türkiye’de Uranyum ve Toryum üretim imkânları” konulu
bir bildiri sundum. “Toryum yakıt çevrimi” ve “Ergimiş Tuz Reaktörleri”
konusunda ilk defa farklı oturumlar düzenlenmesi dikkat çekiciydi.
Genel olarak tespitlerim şöyle
olmuştur:
·
Fransa,
Japonya gibi nükleerden elektrik üretimine ağırlık vermiş olan ülkeler
önümüzdeki 20-25 yıl içinde nükleerin payını azaltmayı düşünmektedirler. Bunun
başlıca sebepleri arasında güvenlik önlemleri için maliyetin çok yüksek
değerlere çıkması; ucuz uranyum kaynaklarının azalması ve daha pahalı uranyum
kaynaklarına bağımlı olunacağı düşüncesi; hem ısı, hem de elektrik üretimine
elverişli “hızlı ve üretken reaktör” teknolojilerinin gelişmesini bekleme
sayılabilir.
·
Buna
karşılık Çin, G. Kore, Orta Doğu’da bazı ülkeler nükleer reaktör kapasitelerini
önemli ölçüde arttırma programları ortaya koymaktadır.
·
Nükleer
güç programının sürdürülebilir olmasına kesin karar verilmiş olması. Bir başka
deyişle,
o
Uranyum
kaynaklarının ucuza mal edecek yöntemlerin ve kaynakların bulunması,
o
Toryum yakıt çevrimi ve hızlı nötronlu
-üretken (yani tükettiğinden daha fazla bölünebilir madde üreten) reaktör teknolojilerinin,
o
Konvansiyonel
reaktör teknolojisi sonucu ortaya çıkmış olan plütonyum ve yüksek aktiviteli
diğer aktinitlerin “yakılmasını” (enerji üreterek yok edilmesini) sağlayacak
yenilikçi reaktör teknolojisinin devreye sokulması
Nükleerle ilgilenen
bütün ülkelerce hedef olarak ortaya konulmuştur.
·
Dünyada
önümüzdeki 20 yıl için nükleerin gelişmesiyle ilgili planlamalar aşağıdaki
şekilde gösterilmektedir. Görüleceği üzere AB içindeki Fransa, İngiltere,
Almanya gibi ülkelerin toplam nükleer reaktör sayılarını azaltma (125’ten 89’a
düşme) eğilimi görülürken ABD’de ılımlı bir artış (98’den 106’ya)
görülmektedir. Hindistan ve Çin gibi
Asya ülkelerinde ise çok ciddi bir artış beklenmektedir. Türkiye’nin de içinde
bulunduğu Orta Doğu ülkelerindeki nükleer enerji yatırımlarının önemli olduğu
da anlaşılmaktadır.
·
Çin
bir yandan toryum yakıt çevrimine dayalı reaktör teknolojisinde, öte yandan
büyük ölçüde uranyuma bağımlılığı azaltan “Hızlı Üretken Reaktör” (Fast
Breeder) teknolojisinde büyük AR-GE çalışmalarına ve yatırımlarına başlamıştır.
·
Global
konferanslarında ilk defa bu yıl toryum yakıt çevrimi iki ayrı oturumda ele
alındığını belirtmiştik. Oturumlarda OECD-NEA, ABD Vanderbilt Üniversitesi ve
Kaliforniya Berkeley Üniversitesi, Kanada, Küba İleri Teknoloji Enstitüsü,
Belçika, İngiltere ve Kore’den 11 ayrı bildiri ile katılım sağlanmıştır.
Bildirilerin çoğu plütonyum yakıt çevrimini çok daha verimli kullanmak üzere
toryumun kullanılmasını incelemektedir.
·
İşin
ilginç olan yanı toryum zenginliği olmayan, nükleer teknolojide de pek adı
duyulmayan Küba’nın bildirisinde ise Çok Yüksek Sıcaklık Reaktörlerinde
yenilikçi toryum yakıt kullanımı ele alınmaktadır (bkz. Alttaki şekil)
·
Bir
zamanlar Türkiye’de de toryumun her yönüyle ilgili (cevherinden çıkarılmasından
yakıt olarak kullanılmasına kadar) çeşitli bilimsel makaleler, doktora tezleri
yapılırken, dünyanın toryum yakıt çevrimine yönelme gösterdiği son zamanlarda
ulusal ve/veya uluslararası bilimsel/teknik AR-GE çalışmalarında Türk bilim
insanlarının çalışmalarını görmeyi istemek arzusundayız.
Dünyadaki toryum kullanımı
hakkında son gelişmelere örnek olması bakımından ABD kökenli çok ciddi bir
kuruluş olan EPRİ (Electric Power Research Instiute- Elektrik enerjisi
Araştırma Enstitüsü) tarafından yayınlanan LFTR (Liquid Fluoride Thorium
Reactor – Sıvı Flüorür Toryum Reaktörü) Ekim 2015 raporunun özetini aşağıda
veriyorum. Raporun tamamını indirmek isteyenler için bağlantı adresi şudur: http://www.epri.com/abstracts/Pages/ProductAbstract.aspx?ProductId=000000003002005460
Program on Technology Innovation:
Technology Assessment of a Molten Salt Reactor Design -- The Liquid Fluoride
Thorium Reactor (LFTR)
Abstract
EPRI collaborated with Southern
Company on an independent technology assessment of an innovative molten salt
reactor (MSR) design—the liquid-fluoride thorium reactor (LFTR)—as a
potentially transformational technology for meeting future energy needs in the
face of uncertain market, policy, and regulatory constraints. The LFTR is a
liquid-fueled, graphite-moderated thermal spectrum breeder reactor optimized
for operation on a Th-233U fuel cycle. The LFTR design considered in this work
draws heavily from the 1960s-era Molten Salt Reactor Experiment and subsequent
design work on a similar two-fluid molten salt breeder reactor design. Enhanced safety characteristics, increased
natural resource utilization, and high operating temperatures, among other
features, offer utilities and other potential owners/operators access to new
products, markets, applications, and modes of operation. The LFTR
represents a dramatic departure from today’s dominant and proven commercial
light water reactor technology. Accordingly, the innovative and commercially
unproven nature of MSRs, as with many other advanced reactor concepts, presents
significant challenges and risks in terms of financing, licensing,
construction, operation, and maintenance.
This technology assessment comprises
three principal activities based on adaptation of standardized methods and
guidelines: 1) rendering of preliminary LFTR design information into a
standardized system design description format; 2) performance of a preliminary
process hazards analysis; and 3) determination of technology readiness levels
for key systems and components. The results of the assessment provide value for
a number of stakeholders. For utility or other technology customers, the study
presents structured information on the LFTR design status that can directly
inform a broader technology feasibility assessment in terms of safety and
technology maturity. For the developer, the assessment can focus and drive
further design development and documentation and establish a baseline for the
technological maturity of key MSR systems and components. For EPRI, the study
offers an opportunity to exercise and further develop advanced nuclear
technology assessment tools and expertise through application to a specific
reactor design.
The early design stage of the
LFTR concept indicates the need for significant investment in further
development and demonstration of novel systems and components. The application
of technology assessment tools early in reactor system design can provide real
value and facilitate advancement by identifying important knowledge and design
performance gaps at a stage when changes can be incorporated with the least
impact to cost, schedule, and licensing.
Özette açıkça belirtildiği üzere
Ergimiş Toryum yakıtlı reaktörlerin ticarî olabilmesi, lisans alabilecek düzeye
gelebilmesi için geliştirme ve kanıtlama çalışmalarına, dolayısıyla da
yatırımına ihtiyaç vardır. Bu ilk etabı Çin 2020 yılına kadar 300 milyon
dolarla aşmaya çalışmaktadır. Soru şu:
Acaba
Türkiye de bu muazzam çalışmaya bilim adamları, maliyet, vb. katkılarla
katılamaz mı?
24 Ekim
2015
Dr. Reşat UZMEN
