Yeni teknoloji araştırılıyor
Nükleer enerjiyi daha güvenli hale getirmeli: toryum nedir?
Essenbach’taki Isar 2 nükleer santrali: Kalan üç Alman nükleer santrali 15 Nisan’da kapatılacak.
© Kaynak: Armin Weigel/dpa
Almanya nihayet nükleer enerjiyi aşamalı olarak kaldırıyor: son aktif elektrik santralleri Cumartesi gecesi kapatılacak. Diğer ülkeler, uranyum yerine toryum kullanmak gibi yeni teknolojiler keşfediyor. Toryum santralleri klasik nükleer enerjiye güvenli bir alternatif midir?
:format(webp)/s3.amazonaws.com/arc-authors/madsack/cd9e9ac7-1f27-4067-a42b-37c6418c880d.png)
Başka bir nükleer reaktör türü, nükleer enerjiyi daha güvenli hale getirmek için tasarlanmıştır. Farklı bir soğutma sistemi kullanılacak ve uranyum toryum maddesi ile değiştirilecek. Toryum gerçekten güvenli bir alternatif midir ve nasıl bir maddedir?
Toryum kimyasal elementi radyoaktif bir metaldir. 1828’de İskandinav tanrısı Thor’un adını veren İsveçli kimyager Jons Jakob Berzelius tarafından keşfedildi. Toryum volkanik kayalarda ve mineral kumlarda bulunur. Nükleer reaktörlerde kullanım, kendi kaynaklarına sahip ülkeler için özellikle ilgi çekici olacaktır: bilinen en büyük doğal toryum yatakları Hindistan, Brezilya, Avustralya ve ABD’de bulunmaktadır. Bununla birlikte, örneğin nadir topraklar çıkarıldığında toryum da ortaya çıkıyor, bu nedenle Çin’de de daha büyük miktarlar var. Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu’na (IAEA) göre, dünyadaki toryum yatakları şu anda nükleer enerji üretmek için kullanılan uranyum yataklarından üç kat daha büyük.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/3NOYFYVVVBAQ7AB3DPE6VMH6PQ.jpg)
klima kontrolü
İklim değişikliği hakkında en önemli haberleri ve arka plan bilgilerini içeren bülteni alın – her Cuma yeni.
Toryum, enerji santrallerinde belirli bir uranyum formuna, uranyum-233’e dönüştürülebilir ve bu da nükleer fisyon yoluyla enerji üretmek için kullanılabilir. Teorik olarak farklı nükleer reaktör tiplerinde kullanılabilir. Sözde erimiş tuz reaktörleri, halen araştırılmakta olan olası bir gelecek teknolojisi olarak kabul edilmektedir. Soğutma su ile yapılmaz. Bunun yerine yakıtlar, aynı zamanda bir soğutucu görevi gören erimiş tuz içinde çözülür.
Suya gerek yok
Bu tür enerji santrallerinin avantajı, artan su kıtlığı dönemlerinde daha büyük miktarlarda suyun mevcudiyetine bağlı olmamasıdır. Örneğin Fransa’da, geçen yıl kuraklık nedeniyle nehirlerden soğutma suyu gelmeyince bazı nükleer santraller üretimlerini azaltmak zorunda kaldı. Erimiş tuz reaktörleri ise yakınlarda daha büyük su kütlelerinin olmadığı yerlerde de çalıştırılabilir. Çin şu anda süreci Gobi çölünde test ediyor. Teknolojinin ve dahil olan endüstrinin savunucuları, toryumun erimiş tuz reaktörlerini çalıştırmak için su soğutmalı uranyum tesislerinden daha güvenli ve daha çevre dostu olduğunu iddia ediyor, ancak bu doğru mu?
Ergimiş tuz reaktörlerinde klasik bir çekirdek erimesinin, yani yakıt çubuklarının kontrolsüz radyoaktivite kaçışıyla erimesinin meydana gelemeyeceği doğrudur. Bunun nedeni, radyoaktif maddelerin zaten sıvı halde olması ve reaktördeki reaksiyonların da çok sıcak olduğunda otomatik olarak yavaşlaması gerektiğidir. Reaktörlerde daha az basınç olduğu için patlama riskinin de daha düşük olduğu söyleniyor. Ancak sıvı tuz teknolojisiyle de kazalar önlenemez. Federal Meclis’in bilimsel servislerinin 2020 tarihli bir raporuna göre, 1950’ler ve 1960’larda erimiş tuz reaktörleriyle ilgili erken deneyler yapıldı. O sırada, radyoaktif trityum kaçmıştı ve tuzlu su tesisi aşındırmıştı.
Çöpün soğutulması gerekiyor
Çin’deki gibi yeni projelerde başka malzemeler kullanılarak tuzların neden olduğu korozyon hasarı önlenmek isteniyor. Bununla birlikte, bilimsel servislerin yaptığı bir değerlendirmeye göre, korozyonun bu şekilde güvenilir bir şekilde önlenip önlenemeyeceğini ancak uzun süreli çalışma gösterebilir.
Nükleer enerji üretimindeki en büyük sorunlardan biri de üretilen radyoaktif atıklardır. Toryum yakıtlı bir erimiş tuz reaktöründe farklı türde bir nükleer atık üretilecektir: “yalnızca” birkaç yüz yıl boyunca radyasyon yayacağı tahmin edilmektedir – geleneksel nükleer atık yüzbinlerce yıla kadar radyasyon yaymaktadır. Bu, yüksek enerjili gama radyasyonu ve ısı ile sonuçlanacaktır. Bilim servislerinin raporuna göre, radyoaktif atıkların bu nedenle güvenli bir şekilde bertaraf edilmesi için soğutulması gerekecek. Bu nedenle, güvenli nihai bertaraf, önceki nükleer santrallere göre daha da zor olacaktır.
CO₂ tasarrufu için güvenli bir alternatif yok
Diğer bir soru da CO2 emisyonlarının ne kadar yüksek olacağıdır. Nükleer enerjinin kömür, gaz veya petrol kullanımından daha iklim dostu olduğu kabul edilir, ancak uranyum çıkarılmasından atıkların nihai olarak bertaraf edilmesine kadar tüm zinciri hesaba katarsanız CO2 açısından nötr değildir. Avusturyalı çevre koruma kuruluşu Global, bir kilovat saat nükleer enerji üretmeye yönelik mevcut teknolojilerin yaklaşık 88 ila 146 gram CO₂ saldığını, rüzgar enerjisinin ise yalnızca 2,8 ila 7,4 gram CO₂ ve güneş enerjisinin 19 ila 59 gram CO₂ saldığını tahmin ediyor. Toryumla çalışan bir sıvı tuz reaktörünün dengesinin nasıl olacağına dair henüz bir veri yok – çünkü teknoloji henüz dünyanın hiçbir yerinde uzun vadede ticari olarak kullanılmıyor. Ancak, CO₂ emisyonlarının yenilenebilir enerjiden daha düşük olması olası değildir. Her halükarda, teknolojinin daha büyük ölçekte kullanılabilecek kadar ne zaman olgunlaşacağı şu anda hala belirsiz.
Bu nedenle bilimsel servisler tarafından yapılan analiz şunu belirtir: “(Toryum) sıvı tuz reaktörlerinin geliştirilmesi için zaman ufku, şu anda CO₂ tasarrufu çerçevesinde güvenli enerji sağlanması için bir alternatif olarak değerlendirilmek için yeterli değildir.”
Nükleer enerjiyi daha güvenli hale getirmeli: toryum nedir?
Essenbach’taki Isar 2 nükleer santrali: Kalan üç Alman nükleer santrali 15 Nisan’da kapatılacak.
© Kaynak: Armin Weigel/dpa
Almanya nihayet nükleer enerjiyi aşamalı olarak kaldırıyor: son aktif elektrik santralleri Cumartesi gecesi kapatılacak. Diğer ülkeler, uranyum yerine toryum kullanmak gibi yeni teknolojiler keşfediyor. Toryum santralleri klasik nükleer enerjiye güvenli bir alternatif midir?
Başka bir nükleer reaktör türü, nükleer enerjiyi daha güvenli hale getirmek için tasarlanmıştır. Farklı bir soğutma sistemi kullanılacak ve uranyum toryum maddesi ile değiştirilecek. Toryum gerçekten güvenli bir alternatif midir ve nasıl bir maddedir?
Toryum kimyasal elementi radyoaktif bir metaldir. 1828’de İskandinav tanrısı Thor’un adını veren İsveçli kimyager Jons Jakob Berzelius tarafından keşfedildi. Toryum volkanik kayalarda ve mineral kumlarda bulunur. Nükleer reaktörlerde kullanım, kendi kaynaklarına sahip ülkeler için özellikle ilgi çekici olacaktır: bilinen en büyük doğal toryum yatakları Hindistan, Brezilya, Avustralya ve ABD’de bulunmaktadır. Bununla birlikte, örneğin nadir topraklar çıkarıldığında toryum da ortaya çıkıyor, bu nedenle Çin’de de daha büyük miktarlar var. Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu’na (IAEA) göre, dünyadaki toryum yatakları şu anda nükleer enerji üretmek için kullanılan uranyum yataklarından üç kat daha büyük.
klima kontrolü
İklim değişikliği hakkında en önemli haberleri ve arka plan bilgilerini içeren bülteni alın – her Cuma yeni.
Toryum, enerji santrallerinde belirli bir uranyum formuna, uranyum-233’e dönüştürülebilir ve bu da nükleer fisyon yoluyla enerji üretmek için kullanılabilir. Teorik olarak farklı nükleer reaktör tiplerinde kullanılabilir. Sözde erimiş tuz reaktörleri, halen araştırılmakta olan olası bir gelecek teknolojisi olarak kabul edilmektedir. Soğutma su ile yapılmaz. Bunun yerine yakıtlar, aynı zamanda bir soğutucu görevi gören erimiş tuz içinde çözülür.
Suya gerek yok
Bu tür enerji santrallerinin avantajı, artan su kıtlığı dönemlerinde daha büyük miktarlarda suyun mevcudiyetine bağlı olmamasıdır. Örneğin Fransa’da, geçen yıl kuraklık nedeniyle nehirlerden soğutma suyu gelmeyince bazı nükleer santraller üretimlerini azaltmak zorunda kaldı. Erimiş tuz reaktörleri ise yakınlarda daha büyük su kütlelerinin olmadığı yerlerde de çalıştırılabilir. Çin şu anda süreci Gobi çölünde test ediyor. Teknolojinin ve dahil olan endüstrinin savunucuları, toryumun erimiş tuz reaktörlerini çalıştırmak için su soğutmalı uranyum tesislerinden daha güvenli ve daha çevre dostu olduğunu iddia ediyor, ancak bu doğru mu?
Ergimiş tuz reaktörlerinde klasik bir çekirdek erimesinin, yani yakıt çubuklarının kontrolsüz radyoaktivite kaçışıyla erimesinin meydana gelemeyeceği doğrudur. Bunun nedeni, radyoaktif maddelerin zaten sıvı halde olması ve reaktördeki reaksiyonların da çok sıcak olduğunda otomatik olarak yavaşlaması gerektiğidir. Reaktörlerde daha az basınç olduğu için patlama riskinin de daha düşük olduğu söyleniyor. Ancak sıvı tuz teknolojisiyle de kazalar önlenemez. Federal Meclis’in bilimsel servislerinin 2020 tarihli bir raporuna göre, 1950’ler ve 1960’larda erimiş tuz reaktörleriyle ilgili erken deneyler yapıldı. O sırada, radyoaktif trityum kaçmıştı ve tuzlu su tesisi aşındırmıştı.
Çöpün soğutulması gerekiyor
Çin’deki gibi yeni projelerde başka malzemeler kullanılarak tuzların neden olduğu korozyon hasarı önlenmek isteniyor. Bununla birlikte, bilimsel servislerin yaptığı bir değerlendirmeye göre, korozyonun bu şekilde güvenilir bir şekilde önlenip önlenemeyeceğini ancak uzun süreli çalışma gösterebilir.
Nükleer enerji üretimindeki en büyük sorunlardan biri de üretilen radyoaktif atıklardır. Toryum yakıtlı bir erimiş tuz reaktöründe farklı türde bir nükleer atık üretilecektir: “yalnızca” birkaç yüz yıl boyunca radyasyon yayacağı tahmin edilmektedir – geleneksel nükleer atık yüzbinlerce yıla kadar radyasyon yaymaktadır. Bu, yüksek enerjili gama radyasyonu ve ısı ile sonuçlanacaktır. Bilim servislerinin raporuna göre, radyoaktif atıkların bu nedenle güvenli bir şekilde bertaraf edilmesi için soğutulması gerekecek. Bu nedenle, güvenli nihai bertaraf, önceki nükleer santrallere göre daha da zor olacaktır.
CO₂ tasarrufu için güvenli bir alternatif yok
Diğer bir soru da CO2 emisyonlarının ne kadar yüksek olacağıdır. Nükleer enerjinin kömür, gaz veya petrol kullanımından daha iklim dostu olduğu kabul edilir, ancak uranyum çıkarılmasından atıkların nihai olarak bertaraf edilmesine kadar tüm zinciri hesaba katarsanız CO2 açısından nötr değildir. Avusturyalı çevre koruma kuruluşu Global, bir kilovat saat nükleer enerji üretmeye yönelik mevcut teknolojilerin yaklaşık 88 ila 146 gram CO₂ saldığını, rüzgar enerjisinin ise yalnızca 2,8 ila 7,4 gram CO₂ ve güneş enerjisinin 19 ila 59 gram CO₂ saldığını tahmin ediyor. Toryumla çalışan bir sıvı tuz reaktörünün dengesinin nasıl olacağına dair henüz bir veri yok – çünkü teknoloji henüz dünyanın hiçbir yerinde uzun vadede ticari olarak kullanılmıyor. Ancak, CO₂ emisyonlarının yenilenebilir enerjiden daha düşük olması olası değildir. Her halükarda, teknolojinin daha büyük ölçekte kullanılabilecek kadar ne zaman olgunlaşacağı şu anda hala belirsiz.
Bu nedenle bilimsel servisler tarafından yapılan analiz şunu belirtir: “(Toryum) sıvı tuz reaktörlerinin geliştirilmesi için zaman ufku, şu anda CO₂ tasarrufu çerçevesinde güvenli enerji sağlanması için bir alternatif olarak değerlendirilmek için yeterli değildir.”