AVRUPA BİRLİĞİ ÜYELİK SÜRECİNDE DOĞAL KAYNAKLARIMIZIN ÖNEMİ
VI. TORYUM
Prof. Dr. Ali KAHRİMAN
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölüm
Başkanı
Yrd. Doç. Dr. İlgin KURŞUN
İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü
Cevher Hazırlama Anabilim Dalı
Uranyum atomunun çekirdeklerinin parçalanması
sonucu elde edilen nükleer güç, günümüzde çeşitli ülkelerde, insanoğlu
için kontrol edilebilir enerji temininde önemli rol oynamaktadır Uranyum
gibi, toryum da bir nükleer enerji hammaddesidir. Toryum doğada serbest
halde bulunmaz, fakat 60 civarında mineralin içinde rastlanır. Bunlardan
sadece monazit ve thorit, toryum üretiminde kullanılan minerallerdir.
Bu mineraller genellikle nadir toprak elementleri ile birlikte bulunmaktadır.
Toryumun uygun koşullarda, reaktörler içersinde nötron bombardımanına
maruz bırakılması ile oluşan uranyum - 233 iyi bir nükleer yakıttır.
1990'lı yılların başlarına kadar, bu yakıt ile çalışacak pek çok farklı
tasarımlar denenmiş, bazıları başarılı da olmuştur. Ancak batılı ülkeler;
uranyum fiyatları, rezervi ve toryum yakıtın sağladığı ekonomik yararın
küçüklüğünü dikkate alarak bu tür reaktörlerin kendilerine şimdilik
fazla bir yarar sağlamayacağına karar vermiş ve elektrik üretiminde
kullanmaya gerek görmemişlerdir. Hindistan ise bu alanda araştırmalarını
hiç aksatmamış, Toryum rezervine sahip olmanın kendisine yarar sağlayacağının
bilincinde olarak faaliyetlerini sürdürmüş, sonuçta önemli bilgi ve
uygulama birikimi birimi yaratmıştır. Bununla birlikte toryum, sırasını
bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır. Bunun en büyük nedeni
ise nükleer yakıt çevrimi ile ilgili sorunlardır. Söz konusu sorunlar
nedeniyle, halen dünyada toryumla çalışan önemli bir nükleer santral
bulunmamaktadır. Ancak, İngiltere, Almanya ve ABD'de toryumla çalışan
deneme amaçlı santrallarda araştırma ve geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir.
Deneme safhasındaki toryuma dayalı nükleer santrallerin
henüz ekonomik uygulanabilirliği olmadığından bugüne kadar toryum aramalarına
gereken önem verilmemiştir. Buna karşılık, bazı ülkelerde, nadir toprak
elementleri içeren monazit yataklarının aranmasına yönelik çeşitli çalışmalar
yapılmıştır. Bu mineraller aynı zamanda toryum da içerdiklerinden, toryum
sadece yan ürün olarak değerlendirilmiş, sağlıklı verilere dayanan rezerv
hesapları yapılmamıştır. Araştırmalara göre Nükleer Enerji Santralleri'nde
kullanılabileceği 1993 yılında kanıtlanan toryumun bugüne kadar dünyadaki
kesinleşen rezerv miktarı, 1 milyon 754 bin ton civarındadır. Bu rezervin
yaklaşık %20'si Türkiye'de bulunmaktadır. Bununla birlikte, toryumun
nükleer enerji hammaddesi olarak kullanılmaya başlanması durumda doğacak
talep, çeşitli yatakların ekonomik değerini de belirleyecektir.
Yukarıda da değinildiği üzere, nükleer yakıt çevrim
sorunu nedeniyle, toryum bugün için geleceğini bekleyen bir nükleer
yakıt hammaddesi durumundadır. Toryum-232, bazı süreçlerle uranyum-233'e
dönüştürülebilmektedir. Uranyum -233 de Uranyum-235 gibi parçalanabilir
bir maddedir. Bu parçalanma sonucunda da büyük bir enerji açığa çıkmaktadır.
Yakıt çevrimi sorunu nedeniyle, bugün için toryumla çalışan ticari ölçekli
santraller bulunmamakla birlikte, bu santrallerin prototipleri İngiltere,
Almanya ve ABD'de uzun zamandır denenmektedir. Ticari ölçekte üretimin
yapılamaması nedeniyle, halen toryumun enerji hammaddesi olarak tüketimi
yok denilecek düzeydedir. Enerji hammaddesi olarak kullanımı dışında,
değişik kullanım alanlarında tüketilen toryum miktarının fazla olmaması
ve yıllık 700 ton ThO2 civarında olan dünya toryum üretiminin tamamen
monazitten yan ürün olarak elde edilmesi nedeniyle, halen sadece toryum
üretmek amacıyla işletilen bir cevher yatağı bulunmamaktadır.
Son yıllarda, , geliştirilen yeni bir ''Toryum Reaktörü''
ekonomik elektrik enerjisi üretiminin sağlanabileceği yönünde ümit vermiştir.
Toryum cevherinin enerji üretiminde kullanılmasını sağlamak, dünya birincil
enerji kaynakları rezervini arttırmak anlamına gelmesi yönünden oldukça
önemlidir. Diğer bir önemi de nükleer enerjinin çevre dostu olmasından
ileri gelmektedir. Bilindiği üzere, nükleer reaktörler bugünlerin en
sakınılması gereken; atmosferin daha fazla kirletilmemesi ve karbon
dioksit salınmaması sorununa yardımcı olan enerji üretim araçlarıdır.
Elbette, henüz incelenecek ve üstesinden gelinmeyi bekleyen bir çok
mühendislik problemi bulunmakta olup, ticari elektrik üretim süreci
uzun yıllar gerektirecektir. Fizikçilerin, esaslara ait çalışmaları
büyük oranda tamamlanmış olup, 2005 yılına kadar 100 MW gücünde bir
Toryum reaktörünün, örnek bir tesis olarak kurulması kararlaştırılmıştır.
Avrupa'da geliştirilmekte olan ve 2005 yılında prototipi kurulmak istenen
100 MW gücündeki reaktörün başarılı olması, buna dayanarak ticari elektrik
üreten toryum reaktörlerin devreye girmesi ve bu reaktörlerin enerji
planlamalarında yerini, alması 2025-2030 yıllarının enerji projeksiyonu
olarak nitelendirilmektedir. Örneğin, füzyon reaktörlerinin esasları
(diğer bir deyişle güneşteki nükleer reaksiyonların benzerini gerçekleştirerek
enerji üretimi) yıllar evvel bulunmuş, laboratuar deneyleri tamamlanmış
daha da geliştirilerek çeşitli sistemler kurulmuş fakat 30 yılı aşan
bir süreç geçmiş olmasına rağmen henüz ticari elektrik üretimi yapan
bir ünite kurulmamıştır. Konu edilen toryum reaktörlerinin bu kadar
zorluk çıkarmayacağı anlaşılmakla birlikte çözülmesi gereken pek çok
mühendislik sorunu çeşitli kesimlerce ifade edilmektedir.
.Ülkemizde, Maden Tetkik Arama Genel Müdürlüğü'nce
geçmiş yıllarda yapılan aramalar sonucunda, Eskişehir-Sivrihisar-Kızılcaören
yöresindeki nadir toprak elementleri ve toryum kompleks cevher yatağında,
%0,21 tenörlü 380.000 ton görünür ThO2 rezervi saptanmıştır. Söz konusu
yatağın genelinde yapılacak sondajlı arama çalışmalarıyla bu rezervin,
iki katına çıkması olasılığı MTA tarafından belirtilmektedir. Ancak,
cevherin zenginleştirilmesiyle ilgili teknolojik sorunlar henüz tam
olarak çözülmüş değildir. Maden Tetkik Arama, Türkiye Atom Enerjisi
Kurumu ve Eti Holding A.Ş tarafından yapılan teknolojik deneyler, bu
aşamada yatağın doğrudan toryum olarak değerlendirilmesinin mümkün olmadığını
göstermiştir. Saha, nadir elementler ile barit-florit içerdiğinden,
yatağın kompleks cevher olarak değerlendirilmesi ve bu konudaki çalışmaların
desteklenmesi şimdilik daha çok önem kazanmaktadır. Diğer taraftan,
Malatya-Hekimhan-Kuluncak'ta mevcut benzer nitelikli toryum yatağı da
gerekli çalışmaların yapılması durumunda, söz konusu rezerve katkı yapabilecek
durumda olduğu belirtilmektedir.
Sonuç olarak, mevcut verilere göre, toryum, gelecekte önemli bir nükleer
enerji hammaddesi olma konumunu sürdürecektir. Ancak, dünyadaki hızlı
bilimsel ve teknolojik gelişmeler dikkate alındığında bu konuda hazırlıksız
yakalanmamak için Türkiye'nin araştırma geliştirme çalışmalarına hız
vermesi gerekmektedir. Öte yandan uranyum fiyatlarının günümüzde düşük
seyretmesi (yaklaşık 25 $/kgU) halen uranyuma olan talebin devamını
kaçınılmaz kılmakta ise de enerji darboğazına girilecek bir sürecin
yaşanacağının da dikkate alındığında .ivedilikle toryum rezervlerinin
araştırılarak bu kaynaklarımızın kullanımına yönelik teknolojik çalışmaların
yapılması ve ekonomimize katma değer sağlanması Avrupa Birliği üyelik
sürecindeki ülkemiz için önemli bir kazanım olacaktır.
YARALANILAN KAYNAKLAR
- BIRSEN, Nevzat, 1988, Dünya Uranyum Kaynaklari,
Yeterliligi ve Türkiye'nin Uranyum potansiyeli, TAEK Baskanlıgı Teknik
Rapor, Ankara
- IAEA, August 1989, Uranium Newsletter, Vienna.
- Mining Journal, 1988, Mining Annual Rewiew, p.83, London
- Mining Journal, 1990, Mining Annual Rewiew, p.126, London
- Mining Journal, 1991, Mining Annual Rewiew, p.132, London
- OECD/NEA and IAEA, 1988, Uranium, Resources, Production and Demand,
Paris
- OECD7NEA and IAEA, 1992, Uranium, Resources, Production and Demand,
Paris
- UÇAKCIOGLU, Savas, 1990, Dünyada ve Türkiye de Uranyum Kaynakları,
Aramaları, Üretimi ve Tüketimi, MTA Teknik Rapor, Ankara