Küçük modüler reaktörler otomobil gibi üretilebilir

Dr. Orkun Hasekioğlu, Türkiye, Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) Başkan Yardımcısı

Bugün dünyada 450 civarında nükleer enerji reaktörü var. Bu reaktörlerin hemen hepsi 3 ve 3+ nesil dediğimiz, klasik hafif su reaktörü kategorisinde. Dünyada üretilen elektrik enerjisinin kabaca yüzde 10’u bu tür reaktörlerden kaynaklanıyor. Bunların önemli bir kısmı 1970-80 yıllarında kurulmuş. Ömürleri ortalama 40 yıl, ilave bakımlarla 60 yıla çıkabiliyor. Bu durumda önümüzdeki yıllarda, önemli sayıda nükleer reaktör kullanım dışı kalacaktır. Bunların yerini ileri ve dördüncü nesil reaktörlerin alması bekleniyor. Yeni ve dördüncü nesil reaktör tasarımları ise yine fisyon enerjisine dayalı, fakat kavramsal olarak çok farklıdır. Bu tasarımlarda radyasyon güvenliği, enerji ve yakıt sürdürülebilirliği, ucuz üretim ve nükleer silahlanmanın önlenmesine yönelik tedbirlerden oluşan dört ana kriter hedeflenmiştir. 2000 yılında kurulan, OECD GIF (Generation Four Forum) çerçevesinde oluşan uzmanlar gurubu, bu özelliklere sahip olacağı düşünülen, altı reaktör tasarımını dördüncü nesil olarak tanımlamıştır. Dördüncü nesil reaktörlerin avantajlarından birincisi, sürdürülebilir olması, yani karbon salınımını ortadan kaldıran, yakıt çevriminde sadece uranyum kaynaklarına ve U-235 izotopuna bağlı kalmayarak, yakıt arzını sürekli kılması. İkincisi ekonomik, ucuz kurulum ve üretim yapılması. Bir diğeriyse, güvenilirlik ve radyasyon güvenliği. Ayrıca, katı yakıt yerine, sıvı yakıt kullanılması, tasarımlarda kor erimesi dediğimiz, Chernobyl ve Fukushima kazalarında karşılaştığımız, biriken yüksek ısıdan dolayı oluşan kor erimesi problemini ortadan kaldırmaktadır. Pasif güvenlik tedbirleri ile, bir kaza anında, nükleer reaksiyon, dışarından müdahaleye gerek duymadan durabilmektedir. Ayrıca, dördüncü nesil reaktörler, klasik reaktörlerde atık olarak kabul edilen, binlerce yıl güvenli ortamlarda saklanması gereken atıkları, yakıt olarak da kullanabilmektedir. Aynı zamanda, modüler ve KW seviyelerinden GW’a kadar enerji üretebilen, ölçeklenebilir reaktörlerdir. Dördüncü nesil reaktörlerin, zaman içinde, mevcut 3 ve 3+ reaktörlerin yerini alması kaçınılmazdır.

Üretim maliyetini düşürebiliyor

Küçük modüler reaktörler (KMR) ise son yıllarda önem kazanmaya başladı. Önümüzdeki 2-3 yıl içinde ticari olarak kullanım için tescil edilmeleri bekleniyor. Gözlemlediğim kadarıyla birkaç unsur, KMR’lerin gündeme gelmesinde ön plana çıkıyor. Biri, “seri üretim imkanı”. Yeni KMR tasarımları, aynı bir otomobil fabrikasında olduğu gibi, seri üretim mümkün. Ölçek ekonomisi göz önüne alınırsa, yüzlerle seri üretim, tedarik zincirini geliştirip, üretimin ucuzlamasını sağlayacaktır. Ayrıca, KMR’lerde tasarımın büyük ölçüde kurulum sahasından bağımsız olması planlanıyor. Depreme dayanıklı, sismik izolasyon şartlarına uygun tasarımlar bunu mümkün kılıyor. Diğeri de “ölçeklenebilir olması”. UAEA, 300 MW elektrik enerjisine kadar üretim yapan santralleri KMR olarak tanımlıyor. Bu reaktörleri, birkaç MW ölçeğine kadar küçültmeniz de mümkün. Bu durum elektrik enerjisi taşıma maliyetlerini ve taşımadan dolayı olan enerji kayıplarını düşürüyor. Bir fabrika veya sanayi bölgesine, bir yerleşim yerine özel ve hemen yakınına bu tür tesisleri kurmak mümkün. Bütün bu faktörler, enerji üretim maliyetinin de oldukça düşmesini sağlayabilecek nitelikte.

Toryum tabanlı reaktör, finansman sağlandığında 5 yılda yapılır

Ülkemizin yatırım planına giren, Ergimiş Tuz Reaktörü projesinde, fizibilite çalışması ve kavramsal tasarım aşamasındayız. TENMAK ve TÜBITAK ile birlikte yürütülen ergimiş tuz reaktörü çalışmasında teknoloji gösterimi ve prototip geliştirmesini hedefliyoruz. İlk etapta 30 MWT/h enerjiye sahip olması düşünülen reaktör, diğer dördüncü nesil reaktörler ile mukayese edilirse, potansiyel olarak toryumu da yakıta dönüştürüp, enerji üretebilme kabiliyetinde. Türkiye, toryum açısından zengin bir ülke. Toryum rezervleri, kaynaklarda Hindistan’dan sonra ikinci olarak geçiyor. Bu tür çalışmalar, yeteri finansman ve imkanı sağlayabilmeye bağlı sürdürülebiliyor. Bu sağlandığı takdirde, öngörülen süre beş yıl. OECD GIF formu çerçevesinde, pek çok ülke bu teknolojileri çalışıyor. Bizim de üyelik sürecimiz devam ediyor. Çin, çok uzun zamandır ergimiş tuz reaktörlerinin katı ve sıvı yakıtlı versiyonlarını geliştiriyor. Deneme reaktörlerini çalıştırıyor. İlk ticari ergimiş tuz reaktörü için, Çin’de kurulum çalışmaları başladı.