Toryum

|

TORYUM

Doç. Dr. Ali KAHRİMAN

İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölüm Başkanı

Araş. Gör. Dr. İlgin KURŞUN

İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü

Cevher Hazırlama Anabilim Dalı Araştırma Görevlisi

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.

Previous

Taş Yapan Mineraller

Türkiye’ Deki Kaplıcalar Ve Maden Suları

Next

Yorum yapın