Çin Neden Enerjiyi Devrim Niteliğinde Değiştirebilecek Toryumla Çalışan Bir Nükleer Reaktör Geliştiriyor?

Nükleer enerjinin tarihinde yeni bir bölüm, bu Eylül ayında Çin'in kuzeyindeki Gobi Çölü'nün kalbinde yazılabilir. Ağustos 2021'in sonlarında Pekin, ilk erimiş tuzlu toryum nükleer reaktörünün inşasını tamamladığını duyurdu. Bilim dergisi Nature'a göre, Wuwei kentinin yakınlarında inşa edilen düşük güçlü prototip, şu anda ancak yaklaşık 1.000 ev için yeterli enerji üretebiliyor. Ancak, gelecekteki testler başarılı olursa, Çinli yetkililer, 100.000'den fazla ev için elektrik üretebilecek başka bir reaktör inşa etme programına başlamayı planlıyor. Fransız finans gazetesi Les Echos'a göre Pekin, 40 yılı aşkın süredir tartışılan bir reaktör teknolojisinin kaynağı olabilir.

Kaza Risklerini Azaltmak Mı?

Çinli reaktör, 1969'da Amerika Birleşik Devletleri'nin Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tesisini kapattığından beri işletilecek ilk erimiş tuzlu reaktör olabilir. Fransız Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu Başkanı Jean-Claude Garnier, "Neredeyse tüm mevcut reaktörler yakıt olarak uranyum ve erimiş tuz yerine su kullanır," diyor. Pekin'in bu "yeni" elemanları seçimi rastgele değildi: Erimiş tuzlu reaktörler, ABD öncülüğünde sivil nükleer enerjide uluslararası işbirliğini teşvik etmeyi amaçlayan Generation IV Uluslararası Forum tarafından en umut verici güç santrali teknolojileri arasında değerlendiriliyor. Fransa24 ile yapılan bir röportajda, Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) nükleer reaktörler konusunda uzmanlaşmış araştırma direktörü Sylvain David, "Erimiş tuz teknolojisi ile tuzun kendisi yakıt haline gelir," dedi. Kristaller, nükleer malzeme — ya uranyum ya da toryum — ile karıştırılarak 500 derece Celsius'un üzerine ısıtılır ve sıvı hale gelir, ardından üretilen ısı ve enerji aktarılır. Teorik olarak, bu süreç santralleri daha güvenli hale getirmelidir. Jean-Claude Garnier ekledi, "Bazı kaza riskleri dışlanmalıdır çünkü sıvının yanması, nükleer reaksiyonun kontrolden çıkarak reaktör yapılarına zarar vermesi durumlarını önler." Çin için diğer bir avantaj: Bu tür reaktörlerin su yolları yakınına inşa edilmesi gerekmez, çünkü erimiş tuzlar "soğutucular olarak kullanılır, geleneksel uranyum santrallerinin reaktörlerini soğutmak için büyük miktarda su gerektirdiği gibi değil," diye bildiriyor Les Echos. Dolayısıyla reaktörler izole ve kurak bölgelerde kurulabilir... gibi Gobi Çölü.

Bol Çin Tedariki

Pekin, yeni erimiş tuzlu reaktöründe uranyum yerine toryum kullanmayı da tercih etti; bu, yıllardır uzmanların dikkatini çeken bir kombinasyon. Bunun başlıca nedeni, Pisa Üniversitesi'nde nükleer reaktör teknolojisi uzmanı Francesco Doria'nın belirttiği gibi, "doğada toryum miktarlarının uranyumdan çok daha fazla olmasından" kaynaklanıyor. Ayrıca toryum, nadir toprak elementleri ailesine ait olup Çin'de başka hiçbir yerde olmadığı kadar bol olarak bulunmaktadır; bu, Çinli yetkililer için özellikle olumlu bir durum, çünkü büyük uranyum ihracatçısı ülkeler olan Kanada ve Avustralya gibi ülkelerle diplomatik ilişkileri son yıllarda çökmüş olan bu ülkelerden enerji bağımsızlıklarını artırmaları mümkündür.

Pekin'in yatırımı aynı zamanda uzun vadeli bir yatırımdır. Şu anda, çalışan tüm nükleer reaktörleri beslemek için yeterli uranyum bulunmaktadır. Ancak, reaktör sayısı artarsa, arzın taleple eşleşmediği bir duruma ulaşabiliriz ve toryum kullanmak uranyuma olan ihtiyacı önemli ölçüde azaltabilir. Sylvain David'in açıkladığı gibi bu, daha sürdürülebilir bir seçenek haline getiriyor.

Daha "Yeşil" Nükleer Güç?

Toryum destekçilerine göre, aynı zamanda daha "yeşil" bir çözümdür. Halen nükleer santrallerde kullanılan uranyumun aksine, toryum yakılması, Nature dergisinin belirttiğine göre, son derece toksik bir kimyasal element olan plütonyum üretmez. Tüm bu olumlu yönlere rağmen, neden erimiş tuzlar ve toryum şu anda sınırlı kullanımda? Francesco Doria şunu ekledi: "Bu, esas olarak uranyum-235'in nükleer reaktörler için mükemmel aday olması ve pazarın bunun ötesine bakmaması nedeniyle."

Radyasyon, Korozyon ve Nükleer Silahlar

Üç ana nükleer reaksiyon adayı — uranyum-235, uranyum-238 ve toryum — arasında ilki "doğal olarak fisil olan tek izotop," şeklinde açıklıyor Sylvain David. Diğer ikisinin fisil hale gelmesi (yani nükleer fisyon yeteneğine sahip olması) ve reaktörde kullanılabilir hale gelmesi için nötronlarla bombardıman edilmesi gerekir: uygulanabilir ama daha karmaşık bir süreç. Bu toryum ile başarıldığında, nükleer enerji üretmek için gerekli fisil madde olan uranyum-233 üretilir. Toryum ile ilgili bir diğer sorun burada yatıyor: "Uranyum-233'ün ışınımı diğer izotoplardan daha güçlüdür, bu nedenle daha fazla dikkat gerektirir," diye uyardı Francesco Doria. Erimiş tuzlu reaktörlerin uygulanabilirliği, ayrıca daha teknik sorunlara daha yatkın olmaları nedeniyle sorgulanabilir. Jean-Claude Garnier, "Çok yüksek sıcaklıklarda, tuzun reaktör yapılarına korozyona neden olabileceğini, bu nedenle korunmaları gerektiğini" açıkladı. Çin deneyleri için riskler açıkça önemli, bu deneyler Beijing'in bu engelleri nasıl aşmayı umduğu konusunda dünya çapında yakından izlenecek. Çin sonunda zafer ilan etse bile, aşırı sevinç için bir sebep yok, çünkü Francesco Doria, "Aşındırıcı ürünlerle ilgili sorun, zarar görüp görmediğinizi beş ila on yıl geçene kadar anlamamanızdır." Ayrıca, uzman, sadece enerji üretmekle kalmayıp aynı zamanda uranyum-233 üreten bir nükleer reaktörü kutlamak için de bir neden olmadığını savunuyor. Francesco Doria, "Bu, doğada bulunmayan bir izotoptur ve atom bombası yapmak için kullanılabilir," diye belirtti. Dolayısıyla, Çin nükleer endüstriyi devrim niteliğinde dönüştürse bile, aynı zamanda küresel nükleer silahlanmanın yayılmasını önleme savunucuları arasında endişe yaratabilir.