Çin, yenilenebilir enerji kaynaklarındaki kurulum kapasitesiyle dünyanın geri kalanının kilometrelerce önünde yer alıyor. Bununla birlikte firma, nükleer enerji alanındaki inovatif yatımlarına da hız kesmeden sürdürüyor. Bu bağlamda Çin, dünyanın ilk erimiş tuz reaktörlü santralini önümüzdeki yıl Gobi Çölü’nde inşa etmeyi planlıyor. Peki erimiş tuz reaktörleri nedir, ne işe fayda?
İlk erimiş tuz reaktörlü kuruluyor
Erimiş tuz reaktörleri soğutma için suya ihtiyaç duymuyor çünkü ısıyı transfer etmek ve elektrik üretmek için sıvı tuz ve karbondioksit bir arada kullanılıyor. Birincil yakıt olarak ise Çin, toryumu kullanmak istiyor. Çünkü bilindiği üzer toryum, uranyumdan çok daha bol miktarda bulunuyor. Bu tip reaktörler Çin için hayli ülkü olabilir çünkü ülkenin toryum rezervi, aktarılanlara göre Çin’in 20.000 yıl boyunca enerji ihtiyacını karşılayacak kadar bol.
Çin, dünyanın ilk erimiş tuz reaktörlü nükleer santralini 2029 yılında yani sadece 4 yılda tamamlayıp faaliyete geçirmeyi hedefliyor. Santral çok büyük bir yapıda olmayacak. Esasen planlara göre tesis 60 MW gücünde ısı üretecek. Termal gücün bir kısmı 10MW’lık bir elektrik güç ünitesini çalıştıracak. Geride kalan kısım ise hidrojenüretiminde kullanılacak. Reaktör, son dönemlerde ismini sıkça duyduğumuz küçük modüler reaktör (SMR) yaklaşımını temel alıyor.
Bu da reaktörün inşasını ve kurulumunu kolaylaştırıyor. Çin’in güçteki atılımı elbette geçmiş yıllara dayanıyor, bu bir süreç. Örneğin dünyanın tek toryum reaktörü de Çin’de bulunuyor. 2 MW termal güç üreten tesis yine Gobi Çölü’nde bulunuyor ancak enerji üretmiyor. Bu tesiste Çin, yüksek sıcaklıklara, radyasyona ve kimyasal korozyona dayanabilen bazı süper alaşımlar kullanmıştı. Yani bir nevi teknoloji demosuydu.
Çin, toryum bazlı erimiş tuz reaktörlerin kompakt yapıları ve güvenlikleri nedeniyle donanma gemilerine, denizaltılara ve hatta uçaklara güç sağlamak gibi bazı potansiyel askeri uygulamalara sahip olduğunu söylüyor. 2025 yılında kurulacak yeni santral ise bir futbol alanından daha küçük bir alanda inşa edilecek.
Çin bu reaktörü araştırma amaçlı kullanacak. Ancak toryum santraliyle aynı zamanda bir rüzgar gücü üssü, bir güneş gücü santrali, bir erimiş tuz bazlı enerji depolama santrali, bir termik santral ve bir kimyasal üretim üssü de bölgede inşa edilecek. Burada üretilecek bilgiler ile 2030 yılından itibaren Çin, 100 MW veya daha fazla elektrik üretim kapasitesine sahip ticari modüler toryum bazlı reaktörler inşa etmeye başlayacak.
Erimiş tuz reaktörleri hakkında
Erimiş tuz reaktörleri (molten-salt reactor – MSR), nükleer enerji üretiminde devrim niteliğinde bir teknolojiyi temsil ediyor ve fisyon tepkisine dayanıyor. Bu reaktörler, klâsik nükleer reaktörlerden farklı olarak, yakıtı erimiş haldeki tuz karışımları içinde çözülmüş olarak kullanıyor. Bu yenilikçi yaklaşım, güvenlik, verimlilik ve atık yönetimi bahislerinde önemli avantajlar sunuyor.
MSR’ler su soğutmalı reaktörlerde mevcut olan nükleer erime senaryosunu ortadan kaldırıyor veya epey minimize ediyor çünkü, yakıt karışımı erimiş halde tutuluyor. Erimiş tuzların yüksek kaynama noktaları, reaktörün düşük basınçta çalışmasına imkan tanıyor. Bu durum, basınçlı yapıların kullanılmasını gereksiz kılıyor ve patlama riskini büyük ölçüde azaltıyor. Ayrıca, acil bir durumda erimiş tuzların soğuyarak katılaşması, radyoaktif gereçlerin sızmasını önlüyor ve çekirdek erimesi riskini minimize ediyor. Ayrıca hidrojen evrimi de bu reaktörlerde gelişmiyor. Haliyle hidrojen patlaması (Fukushima nükleer felaketinde olduğu gibi) riski de ortadan kalkıyor. Şu anda soğutma için su kullanan uranyum yakıtlı reaktörlerin birçoklarında pompaların arızalanması halinde patlama riski masada bulunuyor. Ancak toryum reaktöründe, erimiş tuz reaktörün altındaki bir kaba düşerek tehdit oluşumunun önüne geçebiliyor.
Ek olarak klasik reaktörler bazı istisnalar haricinde yakıt ikmali için kapatılırken MSR’ler çalışırken yakıt ikmali yapılabiliyor. Verimlilik açısından, erimiş tuz reaktörleri yüksek sıcaklıklarda (700 derece) çalışabiliyor. Bu, termal verimliliği artırıyor ve elektrik üretiminde daha yüksek bir verim sağlıyor. Erimiş tuzların ısıyı çok iyi iletme özellikleri, reaktörün daha verimli bir şekilde çalışmasını sağlıyor ve enerji kayıplarını minimuma indiriyor. Ayrıca, erimiş tuz reaktörlerinde çeşitli yakıt tipleri kullanılabiliyor.
Atık yönetimi tarafında da bu reaktörlerin avantajları bulunuyor. Bu reaktörler, daha az miktarda ve daha az tehlikeli atık üretiyor. Toryum kullanımı, özellikle bu avantajı daha da pekiştiriyor. Toryum yakıt döngüsü, uranyum yakıt döngüsüne göre çok daha az miktarda transuranik element üretiyor, bu da atıkların radyoaktivitesini ve yönetim zorluğunu azaltıyor.
Ancak nükleer fisyonda her zaman bir alıp verme durumu söz hususudur ve bu nedenle MSR’lerde de bazı zorluklar ve dezavantajlar bulunuyor. Erimiş tuzlar, yüksek sıcaklıkta agresif kimyasal özelliklere sahip olabiliyor ve bu, reaktör gereçlerinin dayanıklılığını zorlayabilir. Bu nedenle, reaktör bileşenlerinin güçlü ve uzun ömürlü olmasını sağlamak için materyal biliminde ileri seviyede araştırmalar gerektiriyor. Çin’in deneysel toryum reaktör tesisi bu anlamda önemli bilgi kazanımı sağlamıştır.
Öte yandan erimiş tuz reaktörleri yeni bir olgu değil ve hatta 1950’lere kadar uzanıyor. 20. yüzyılın ortalarında ABD, iki araştırma MSR’sini faaliyete almıştı. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı‘nda (ORNL) yapılan deneysel çalışmalar, bu teknolojinin temellerini atmıştı. O devirde, erimiş tuz reaktörleri, yüksek verimlilikleri ve güvenlik özellikleri nedeniyle büyük ilgi görmüş ancak öncelikle diğer dizaynlara verildiği için buradaki çalışmalar yavaşladı.
Son yıllarda, Çin, ABD, Avrupa ve diğer bazı bölgelerde bu teknolojiye yönelik ilgi yeniden artıyor ve çeşitli pilot projeler yeniden başlıyor. Çin burada ilk adımı atmış olsa da 2030’lara kadar bu alanda farklı firmalardan teşebbüsler göreceğiz. Örneğin Bill Gates tarafından kurulan TerraPower, toryum yakıtlı reaktör projesi için Oak Ridge Laboratuarı ile Natrium projesinde işbirliği halinde. Ancak birçok ülke korozyon gibi zorlukları aşmak zorunda. Çin burada bir avantaja sahip, pilot projesi sayesinde.
05:13
News
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji
