Çin, dünyanın ilk 'temiz' ticari nükleer reaktörünü etkinleştirmeye hazırlanıyor @uzakevrenler #enerji #toryum
Çinli bilim adamları, soğutma için suya ihtiyaç duymayan, türünün ilk örneği olacak olan deneysel bir nükleer reaktör için planlarını açıkladılar.
Şu anda Nükleer santrallerde kullanılan Uranyum yerine sıvı toryumla çalışan erimiş tuz nükleer reaktörünün geleneksel reaktörlerden daha güvenli olması bekleniyor. Bunun sebebi erimiş tuzun havaya maruz kaldığında hızla soğuyup ve katılaşması. Katılaşan tuz toryumu yalıtır, böylece olası herhangi bir nükleer sızıntı geleneksel reaktörlere kıyasla çevresine çok daha az radyasyon saçar.
Prototip reaktörün önümüzdeki ay tamamlanması ve ilk testlerin Eylül ayında başlaması bekleniyor. Deneysel reaktörden elde edilen bulgular, 2030 yılına kadar inşa edilmesi planlanan ticari ilk reaktörün de önünü açacak.
Erimiş tuz reaktörleri soğutma için su gerektirmediklerinden çöl ve suyun az bulunduğu bölgelerde de kurulabilecek. Şu andaki kullanılan uranyum bazlı nükleer reaktörler soğutma için çok miktarda su kullandığından su kaynaklarına yakın inşa edilmek zorundalar.
Çin, 2030'larda devreye alacağı ilk ticari reaktörün yerini bir çöl şehri olan Wuwei olarak belirledi. Çin , Batı Çin'in seyrek nüfuslu çölleri ve ovalarında bu reaktörlerden daha çok inşa etmeyi planlıyor. Ayrıca Çin'in "Kuşak ve Yol Girişimi" kapsamında yatırım yapmayı planladığı 30 kadar ülkede de bu santrallerden inşa etmeyi planlıyor. "Kuşak ve Yol" girişimi - Çin'in 70 ülkenin altyapısına yatırım yapmayı planladığı küresel bir açılım programı olarak planlandı. Çinli yetkililer, nükleer enerji ihracatını Kuşak ve Yol programının önemli bir parçası olarak görüyor.
Çin Halk Siyasi Danışma Konferansı'nın (CPCC) daimi komite üyesi Wang Shoujun, "Nükleer enerjiyle 'dışarı açılmak' zaten bir devlet stratejisi haline geldi. Yapacağımız nükleer ihracat, ihracat a dayalı ticaretimizi optimize etmeye yarayacak ve yerli üst düzey üretim kapasitesini serbest bırakmaya da yardımcı olacak" dedi. CPPCC, kendi internet sitesinde Çin hükümeti ile iş dünyasının çıkarlar arasında bir bağlantı görevi gören siyasi bir danışma organı olduğunu belirtiyor.
İskandinav gök gürültüsü tanrısının adını taşıyan gümüşi, radyoaktif bir metal olan toryum, uranyumdan çok daha ucuz ve bol olan bir malzeme. Bir güzel özelliği de uranyumun aksine nükleer silah üretiminde kolayca kullanılamıyor olması. Prototipi geliştiren Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'ndeki ekibe göre, yeni reaktör aynı zamanda Çin Devlet Başkanı Xi Jinping'in Çin'i 2060 yılına kadar karbon nötr hale getirme çabasının bir parçası. Bu hedef sadece Çin için değil tüm dünya için önemli zira ABD merkezli Rhodium Group'un 2019 raporuna göre, Çin şu anda insanlığın tamamının ürettiği toplam küresel karbon emisyonlarına %27'sini tek başına atmosfere salıyor. Bu oran şu anda her hangi bir ülkenin sebep olduğu en yüksek karbon emisyonu ve hatta tüm gelişmiş ülkelerin toplam karbon salımından daha fazla katkıda bulunuyor.
Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'nde fizik profesörü olan Yan Rui ve meslektaşları, 15 Temmuz'da Nuclear Techniques dergisinde proje hakkında yayınlanan bir makalede, "Küçük ölçekli reaktörlerin verimlilik, esneklik ve ekonomi açısından önemli avantajları var" dedi. "Gelecekte temiz enerjiye geçişte kilit bir rol oynayabilirler. Önümüzdeki birkaç yıl içinde küçük ölçekli reaktörlerin yaygın olarak kullanılması bekleniyor."
Toryum erimiş tuz reaktörleri, geleneksel nükleer reaktörlerde gördüğümüz gibi yakıt çubukları kullanmak yerine, toryumu 600 santigrat derece üzerindeki sıcaklıklarda sıvı florür tuzun içinde çözdükten sonra reaktör odasına göndererek çalışıyor. Toryum atomları yüksek enerjili nötronlarla bombardıman edildiğinde, uranyumun bin izotopu olan uranyum-233'e dönüşüyor. Uranyum-233 bundan sonra nükleer füzyon adı verilen bir süreçle ayrışıyor ve enerji ve bunun yanı sıra daha fazla nötron salıyor. Bu dönüşüm bir zincirleme reaksiyon başlatıyor ve toryum-tuz karışımına ısı yayıyor. Isınmış toryum yükle eritilmiş tuz enerjinin elde edilip ve elektriğe dönüştürüldüğü ikinci bir odaya gönderiyor.
Toryum reaktörleri nükleer bilim adamları için uzun zamandır ulaşılmak istenen bir çekiciliğe sahip ancak ulaşması zor bir hedefti. Periyodik tabloda uranyumun sadece iki pozisyon solunda oturuyor. Madencilik yoluyla çıkarılan toryumun neredeyse tamamı nükleer reaksiyonlarda kullanılmaya hazır olan bir izotop olan toryum-232 türünde. Oysa maden olarak çıkarılan toplam uranyumun yalnızca % 0.72'si geleneksel nükleer reaktörlerde kullanılan bölünebilir uranyum-235'ten oluşuyor. Toryumu bu yüzden potansiyel olarak çok daha bol bir enerji kaynağı.
Toryumun avantajları burada bitmiyor. Uranyum-235 nükleer reaksiyonlarının atık ürünleri 10.000 yıla kadar yüksek oranda radyoaktif kalır ve bu da yetmezmiş gibi nükleer silahların ana bileşeni olan plütonyum-239'u içerir.
Geleneksel nükleer atıklar kurşun kaplarda muhafaza edilmeli, güvenli tesislerde izole edilmeli ve yanlış ellere geçmemesi için sıkı kontrollere tabi tutulmalıdır. Buna karşılık, bir toryum nükleer reaksiyonunun yan ürünü, yeni reaksiyonlarla geri dönüştürülüp tekrar kullanılabilen uranyum-233'tür. Bunun dışındaki nükleer atık olarak tanımlanabilecek diğer yan ürünlerin ise ortalama "yarı ömrü" (bir maddenin radyoaktif atomlarının yarısı için geçen süre) yalnızca 500 yıldır. Uranyum atık.arının 10.000 yılı yanında bu süre çok az görünüyor.
Çin 2 megavatlık prototipin Eylül 2021'den itibaren başlayacak testlerden geçmesinin ardından , ilk ticari toryum reaktörünü inşa etmeye başlayacak. Bu reaktör aynı zamanda geleneksel reaktörlerle kıyas kabul etmeyecek kadar küçük. Araştırmacılar sadece 3 metre yüksekliğinde ve 2,5 metre genişliğindeki bir toryum reaktörünün 00.000 insanın enerji ihtiyacını sağlamaya yetercek kadar bir güç olan 100 megavatlık bir elektrik üretebileceklerini iddia ediyor. Yine de, bu reaktör de geleneksel reaktörler gibi elektrik üretmek için buhar türbinlerine ve benzeri pek çok ek tesisat ve ekipmana ihtiyaç duyacak.
Erimiş tuz reaktörü konsepti ilk olarak 1946'da ABD Hava Kuvvetleri'nin öncüsü olan kurum tarafından nükleer enerjiyle çalışan bir süpersonik jet yaratma planının bir parçası olarak tasarlandı.
Bununla birlikte, bu ilk deney ve ardından Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda yürütülen uzun yıllar çalışma ve deneyler -deneysel ilk toryum reaktörü de dahil olmak üzere - pek çok sorunlarla karşılaştı.
Toryum reaktörlerinin en sorunlu yanı tuzun kendisi. Sıcak ve erimiş tuz aşırı yıpratıcı ve borularda korozyona sebep olan bir madde. Ayrıca ilk dönemde toryumdan elde edilen nükleer reaksiyon yeterince güçlü değildi ve ek uranyum katmadan nükleer fizyonu tetiklemek mümkün değildi. Bu sorunlar çözülemediği için ABD toryum reaktör araştırmalarını durdurdu.
Altmış yıl sonra Çinli araştırmacıların bu teknik sorunları nasıl çözdüğü henüz belli değil. Çin'in çabası, Wyoming'de bir pilot tesis kurmayı planlayan ve Bill Gates ile Warren Buffett'ın mali desteğine sahip olan Natrium adlı biri de dahil olmak üzere, toryum reaktörleri yaratmaya yönelik diğer birçok yeni girişim arasında en çok ilerleme kaydeden ve en gelişmişi olarak görülüyor.
Öte yandan Çin'in karbon nötr olma çabasının bir parçası olarak yatırım yaptığı tek teknoloji nükleer reaktörler değil. Çin'in dev Üç Boğaz Barajı'ndan ardından dünyanın en büyük ikinci hidroelektrik tesisi olan Baihetan Barajı, Haziran 2021'de hizmete girdi ve bu baraj 16 gigawatt enerji üretim kapasitesine sahip.
İngiltere merkezli enerji danışmanlığı şirketi Wood Mackenzie, Çin'in temiz enerji kapasitesine önümüzdeki beş yıl içinde 430 gigawatt yeni güneş ve rüzgar enerjisi kapasitesi ekleyeceğini tahmin ediyor.
Çin, iklim değişikliğine karşı mücadelede kendisini küresel bir lider olarak konumlandırsa da, ülke şimdiden aşırı hava olaylarından dolayı ciddi bir baskı altında. Temmuz 2021'de Henan eyaletinde meydana gelen şiddetli sel, yaklaşık 100.000 kişiyi yerinden etti ve en az 33 kişiyi öldürdü. Bölgenin başkenti Zhengzhou'daki hava durumu bürosu, üç günlük yağmurun "bin yılda bir" görülen seviyelere denk geldiğini söyledi.
Yazan : Ben Turner
Çeviren: Melih R. Çalıkoğlu
Kaynak : livescience.com
İlk Yayın Tarihi: 23 Temmuz 2021
