Rusya ayırıp depoladı, ABD takipte! Uranyumun rakibi: 'Uzaktan kumandayla yapılıyor'
Günümüzde bir ülkenin gelişmişlik seviyesini belirleyen en önemli unsurlar arasında enerji konusundaki özgürlük yer alıyor. Pek çok ülke yüzde 100 oranında olmasa da ihtiyaç duyduğu enerjinin bir kısmını üretebiliyor. Özellikle nükleer enerjinin uluslararası alanda baskın gücü, bu noktada öne çıkıyor. Rusya’nın uzun zamandır verimli şekilde yararlandığı, hatta pek çok ülkenin ayırıp depoladığı plütonyumu da değerlendirdiği göz önünde bulundurulduğunda, ekonomik durumu tartışma konusu olan ABD’den yeni bir hamle beklenmesi yadırganamazdı. Öyle de oldu. Trump resmen düğmeye bastı. Peki plütonyum, ABD’nin yeni anahtarı olabilir mi?
Zeynep Dilara Akyürek / Milliyet.com.tr – Nükleer enerji üretilirken de ortaya bazı maddeler çıkar. Bunlardan biri olan plütonyum, aslında tüm bu enerji üretimi esnasında oluşur. Ancak nükleer enerji olarak kullanılan yakıtın içinde plütonyum bulunmaz. Bu nedenle de plütonyumu yakıttan ayrıştırmak gerekir. Belki de plütonyum bu aşamadan sonra bir ‘çöpten’ ziyade yeniden değerlendirilebilir bir ‘hazine’ olarak nitelendirilebilir. Özellikle de son yıllarda kötüye giden ekonomik gücüyle tartışma konusu olan ABD’ye göre bu önemli bir tasarruf ve ekonomik güç sağlayabilir. Üstelik nükleer enerjinin temelinde her ne kadar doğada bulunan uranyum olsa da, bu elbet bir gün tükenecek bir kaynak. Her geçen gün azalan uranyum rezervleri, fiyat artışını beraberinde getirirken sonuç, daha fazla ekonomik yük demek. Peki ama nükleer enerji üretim süreci, içinde kendi tasarruf anahtarını saklıyor olabilir mi? ABD başkanı Donald Trump’a göre ‘önemli bir silah malzemesi olan’ plütonyum, nükleer enerji üretiminin kazandırdığı bir hazineydi. Oysa yıllarca nükleer enerji üretilirken ortaya çıkmış ve özel şekilde depolanmıştı. Çünkü diğer birkaç ülkenin aksine ABD, potansiyel silah malzemesi olan plütonyumu dönüştürme fikrini benimsememişti. Ancak bu süreçte, özellikle Rusya’nın plütonyumu verimli şekilde kullanıyor olması, ABD’de 2’nci kez başkanlık koltuğuna oturan Trump için güdümleyici unsur oldu. Rusya plütonyumu verimli şekilde kullanıyordu, ABD kullanamaz mıydı? Kullanması ne kazandıracaktı? ABD’nin ekonomisini iyileştirecek o anahtar plütonyumda ise kapının ardında ışık görünüyor olabilirdi. Hacettepe Üniversitesi Nükleer Enerji Mühendisliği Öğretim Üyesi Prof. Dr. Okan Zabunoğlu, ABD’nin plütonyum hamlesini Milliyet.com.tr’ye anlattı.
PLÜTONYUMUN GÜCÜ: ‘SİLAH MALZEMESİ OLMASI TARTIŞMA YARATTI’
Dünyadan 5 milyar 138 milyon 108 bin 444 kilometre uzaklıkta, kara alanı bakımından dünyanın en küçük kıtası olan Avustralya’dan bile küçük olan bu 'Plüton' adlı gezegen, sanıldığı gibi plütonyumdan oluşsaydı, dünyamızın varlığını bile tehlikeye atabilirdi. Plüton gerçekten de plütonyumdan oluşsaydı son derece radyoaktif ve sıcak olurdu. Bu da yaşamın ortaya çıkışı için çok kötü koşullar yaratırdı. Ayrıca Güneş Sistemi'nin dış kısımlarındaki buzlu parçaların çoğu yok olabilir, hatta bu küçük gezegen kritik bir kütleye ulaşıp atom bombası gibi patlayabilirdi. Yani plütonyum, aslında son derece güçlü ve etkili sonuçlar doğurabilecek bir maddeydi. Dünya üzerinde nükleer enerji üretilirken oluşan plütonyum da oldukça güçlü ve etkili faydalar sağlayabilirdi. Gelişim ve ekonomik verimlilik için önemli bir güç olabilecek adım ise ABD başkanı Donald Trump’tan geldi. Trump başkanlık koltuğuna oturduktan sonra imzayı atmış ve özel yerlerde depolanan plütonyumun dönüştürülmesi ve yakıt niteliği kazandırılmasını istemişti. Nükleer gücün savaş sebebi, galibiyet ya da mağlubiyet getirme potansiyeli olduğu göz önünde bulundurulduğunda ABD’nin bu hamlesi göz ardı edilemezdi. Başta Çin olmak üzere pek çok ülkeye vergi koymasından sonra bir de ekonomik üstünlük anlamına gelen bu dönüşüm hamlesi gerçekten de başarılı olabilir miydi? Prof. Dr. Okan Zabunoğlu şöyle anlattı:
“Eğer KNY işlenerek içindeki uranyum ve plütonyum geri kazanılırsa, geriye Kullanılmış Nükleer Yakıt (KNY)’nin yüzde 3,6’sını oluşturan fisyon ürünü hafif izotoplar ile uranyum-ötesi ağır izotoplardan oluşan bir karışım kalır. KNY’deki radyoaktivitenin çoğundan sorumlu olan bu karışım ‘Yüksek Aktiviteli Nükleer Atık’ (YANA) olarak tanımlanır. Gerçek nükleer atık budur. KNY’nin kimyasal olarak işlenmesi, ekonomik açıdan belirsizlikler içermesinin yanı sıra, geri kazanılan plütonyumun potansiyel silah malzemesi olması nedeniyle de tartışma konusu olmuş ve birçok ülkede (mesela ABD) endüstriyel ölçekte benimsenmemiştir. 'ABD'de Başkan Donald Trump liderliğindeki yönetim, nükleer yakıt veya nükleer atık ve radyoaktif plütonyumun gelişmiş reaktörler için yakıta dönüştürülmesini planlıyor’ cümlesinden anlaşıldığı üzere, ABD’nin bu konudaki yaklaşımını değiştirmeyi düşündüğü söylenebilir. KNY’nin işlenmediği durumda, tamamı (yüzde 96,4 oranında değerli malzeme içermesine rağmen) YANA olarak sınıflandırılır ve bu sınıflandırmaya uygun olarak bertarafı planlanır. KNY’nin işlenmesi yeni bir teknoloji gerektirmez ve çevreye zarar vermesi de beklenmez. Aksine, KNY’deki gerçek nükleer atığın tekrar enerji üretiminde kullanılabilecek değerli malzemelerden ayrıştırılması nedeniyle nükleer atıkların nihai bertarafı açısından çeşitli avantajlar sunması beklenebilir.”
FRANSA, RUSYA, HİNDİSTAN! SIRA ABD’DE: 'HER ŞEY UZAKTAN KUMANDALI'
Fransa, Rusya ve Hindistan zaten KNY’yi işleyerek içindeki uranyum ve plütonyumu geri kazanıyor. Prof. Dr. Okan Zabunoğlu’na göre geçmişte İngiltere ve Japonya da bu yolu benimsemişti. Şimdi ise sıra ABD’deydi. Peki ama nasıl yapılacaktı? Plütonyum dönüştürecek sistemler diğer nükleer tesislerden farklı olmalı mıydı? Prof. Dr. Zabunoğlu, en önemli noktalardan birinin ‘uzaktan kumanda’ olduğunu söyleyerek bu sistemin maliyetinin kaynağını açıkladı. “KNY’nin yüzde 96,4’lük kısmı (yüzde 95,5 uranyum ve yüzde 0,9 plütonyum) tekrar nükleer yakıt olarak kullanılabilecek değerli maddelerden oluşur. KNY’yi kimyasal metotlarla (solvent ekstraksiyonu) işleme tabi tutarak içerdiği uranyum ve plütonyumu geri kazanmak mümkündür. Kimya endüstrisinde sıklıkla kullanılan bu yöntem oldukça basit olmasına rağmen KNY söz konusu olduğunda, son derece yüksek aktiviteye sahip maddelerle uğraşıldığı için hemen her şeyin ağır zırhlanmış işlem alanlarında uzaktan kumandayla yapılması zorunluluğu vardır. Bu da maliyete yansıyan önemli faktörlerden biri” diyen Prof. Dr. Zabunoğlu, sözlerine ‘saf plütonyumun iyi bir silah malzemesi olduğunu’ açıklayarak devam etti.
“Bir diğer sorun kaynağı da KNY’nin işlenmesi yoluyla saf plütonyum elde etmenin mümkün oluşudur. Uygun fisil (nükleer silahların veya diğer nükleer patlayıcı cihazların temel bileşenleri) içeriğe sahip saf plütonyum iyi bir nükleer silah malzemesidir. Dolayısıyla, KNY işleme teknolojisinin yaygınlaşması/transferi ve özel sektör tarafından araştırma/geliştirme konusu olması istenmez. KNY’nin işlenmesiyle geri kazanılan uranyum ve plütonyum bir dizi işlemden geçirilerek reaktörde yakıt olmaya uygun şekle getirilip tekrar reaktöre yakıt olarak beslenebilir. Bu yolla reaktörün taze yakıt gereksiniminde yüzde 40 civarı bir azalma sağlamak mümkündür. Bu bağlamda, kaynakların verimli kullanımı açısından KNY’nin işlenmesi bir gereklilik olarak görülebilir. Şurası kesindir ki enerji fiyatları arttıkça, uranyum rezervleri azaldıkça, dolayısıyla uranyum fiyatları arttıkça KNY’nin içerdiği uranyum ve plütonyum’un reaktör yakıtı olarak değeri artacak ve KNY, önemli bir 'rezerv' haline gelecektir. Bu durum KNY’nin işlenmesindeki ekonomik belirsizliği (daha ucuz ve basit bir KNY işleme yöntemine bile gerek kalmadan) ortadan kaldırabilir.”
NÜKLEERİ OLANIN PLÜTONYUMU VAR! 'YAKITIN İÇİNDE OLUŞUYOR'
Prof. Dr. Okan Zabunoğlu’na göre, “Plütonyum atığa dönüşmez, taze nükleer yakıtta bulunmaz, yakıtın içinde oluşur ve enerji üretimine de katkıda bulunur. Ayrıca kullanılmış nükleer yakıtta da muhakkak bir miktar plütonyum vardır.” Peki ama nükleer başlığının tam da ortasında saklanan bu ‘anahtar’, nasıl oluşuyordu? Prof. Dr. Zabunoğlu bunu, “Nükleer enerji denince genellikle 'fisyon' (çekirdek bölünmesi) sonucu açığa çıkan enerji anlaşılır. Bazı izotoplar nötron yutunca bölünür ve bölünme ürünleri kazandıkları kinetik enerji ile (fisyon sırasında açığa çıkan enerjinin yedide altısı) olay yerinden uzaklaşmaya çalışır. Bu, katının katı içinde hareket etmesi, etmeye çalışması demektir. Beklendiği üzere ortam çok ısınır. Nükleer enerji sonuçta ısı enerjisi olarak açığa çıkar” diye açıklıyordu. Bu süreçte ise başrol, uranyumun!
"Günümüzde çalışmakta olan nükleer reaktörlerin yaklaşık 6/7’sını oluşturan ‘hafif-sulu reaktörlerin’ (HSR) yakıtı tasarım gereği yüzde 3 ila 5 oranında fisil izotop içermeli. Aksi halde enerjinin üretilmesinin temelindeki fisyon zincir reaksiyonunun gerçekleşmesi sağlanamaz. Doğadaki yegâne fisil izotop yani gerçek anlamda nükleer reaktör yakıtı uranyum-235’tir (U-235). U-235’in doğal uranyum içindeki oranı 1000’de 7’dir, doğal uranyumun kalan binde 993’lük kısmını U-238 oluşturur. Doğal uranyum kullanarak HSR yakıtı yapmak için 1000’de 7 oranını yüzde 3 ila 5 aralığına getirmek gerekir. Bu işlem ‘uranyum zenginleştirme’ olarak adlandırılır. Tipik bir HSR yakıtının yüzde 95 ila 97’lik kısmını oluşturan U-238 fisil değildir ancak doğurgandır. Nükleer reaktörde plütonyum-239’a (Pu-239) dönüşür. Pu-239 fisil bir izotoptur ve reaktörde bir yandan oluşurken bir yandan da fisyon yaparak enerji üretiminde rol oynar. Element olarak doğada bulunmayan plütonyumun en önemli izotopu olan Pu-239 ve bir nebze de Pu-241, nükleer reaktörlerde U-238’den üretilerek güç üretimine yüzde 40’a varan katkıda bulunur. Reaktörden çıkan KNY yaklaşık yüzde 95,5’i uranyum, yüzde 0,9’u plütonyum, yüzde 3,5’i fisyon ürünü hafif izotoplar ve yüzde 0,1’i diğer ağır izotoplardan (neptünyum, amerikyum, küriyum vb.) oluşur. Yani orijinal yakıtın yalnızca 20’de 1 kadarı değişime uğramıştır ve bu değişime uğrayan kısmın 5’te 1 kadarı da nükleer enerji üretimi açısından değerli bir element olan ve doğada bulunmayan plütonyumdan oluşur." - Prof. Dr. Okan Zabunoğlu
EN ÇOK OKUNANLAR
KEŞFETYENİ