Geleceğin Yakıtı: İklim Krizi ve Nükleer Enerjide Toryumun Yükselişi
Güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklar uzun vadede önemli çözümler sunsa da, kısa vadede geniş ölçekli ve kesintisiz enerji üretimi için nükleer enerjinin sunduğu potansiyel dikkate değer. Ancak nükleer enerjinin de ciddi riskleri var, özellikle radyoaktif atıkların yönetimi ve Çernobil benzeri felaketler söz konusu olduğunda. Bu yüzden enerji alanında daha güvenli ve sürdürülebilir alternatiflere olan ihtiyaç hiç olmadığı kadar büyük. İşte bu noktada, periyodik tablonun 90. elementi olan toryum, tüm dikkatleri üzerine çekiyor.
Türkiye ve Dünyada Toryum Rezervleri
OECD Nükleer Enerji Ajansı ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’nın 2022 verilerine göre Hindistan 846.000 ton, Türkiye 790.000 ton, Brezilya 606.000 ton, Avustralya 521.000 ton, ABD 424.000 ton rezerve sahip. 1960'lı yıllarda ABD, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda toryum yakıtlı erimiş tuz reaktörleriyle deneysel çalışmalar yürütmüştü. Ancak, 1970'lerin başında bu projeler durduruldu.
O dönemde ABD, soğuk savaş döneminin nükleer silahlanma ihtiyaçlarını plütonyum üretimiyle karşılayacağından uranyum reaktörlerini toryuma tercih etmiştir.
Hindistan toryum potansiyelini değerlendirmek amacıyla üç aşamalı bir nükleer enerji programı geliştirmiştir. Bu programın üçüncü aşaması, toryum yakıtlı reaktörlerin kullanımını hedeflemektedir. Ancak, Kasım 2024 itibarıyla Hindistan'da ticari ölçekte faaliyet gösteren toryum yakıtlı bir nükleer santral bulunmamaktadır. Ülke, toryum bazlı reaktörlerin geliştirilmesi ve test edilmesi için araştırma ve pilot projeler yürütmektedir.
Çin, 2021 yılında, Wuwei kentinde 2 megavat termal kapasiteye sahip deneysel bir toryum erimiş tuz reaktörünü devreye almıştır. Ayrıca, Çin'in Gobi Çölü'nde 2029 yılında faaliyete geçmesi planlanan ve 60 megavat termal enerji üretecek daha büyük bir toryum erimiş tuz reaktörü inşa etmeyi hedeflediği bilinmektedir.
1950’lerde Eskişehir’in Sivrihisar ilçesinde yapılan radyoaktif anomali tespitleri sonucunda Türkiye’de ciddi toryum yatakları keşfedildi. Ancak çıkarılması ve işlenmesi zor ve maliyetli olduğundan Türkiye, toryum kaynaklarını henüz tam anlamıyla değerlendirebilmiş değil. 2000'lerde Pakistan ile başlatılan iş birliği görüşmeleri sonucunda, Türkiye’nin 2023 yılı itibarıyla toryumdan enerji üretimine başlaması planlanmıştı. Ne var ki, 2007’de projeye büyük katkılarda bulunan Prof. Dr. Engin Arık ve ekibinin Isparta’da geçirdiği uçak kazasında hayatını kaybetmesi projeye ağır bir darbe vurdu. Bu trajedi, toryum projelerinde önemli bir yavaşlamaya yol açtı ve planlar beklemeye alındı.
Nükleer Enerji ve Toryumun Avantajları
Günümüzde dünyada yaklaşık 500 nükleer reaktör faaliyet gösteriyor ve bu reaktörlerin çoğu uranyum-235 kullanarak enerji üretiyor. Ancak uranyum bazlı reaktörler, yüksek radyoaktif atık üretimi ve nükleer silah yapımında kullanılma riski gibi ciddi çevresel ve güvenlik endişeleri barındırıyor. Toryum ise uranyuma kıyasla çok daha düşük radyoaktif atık üretiyor. Ayrıca, toryumdan elde edilen uranyum-233, uranyum-235’e göre daha verimli bir şekilde enerji sağlıyor. Bu, toryum bazlı reaktörlerin yüksek ısılarda çalışabilmesini mümkün kılıyor ve reaktör erimesi riskini azaltıyor.
Toryum, nükleer fisyon reaksiyonlarına uygun bir yakıt olarak öne çıkarken, birincil nükleer yakıt olarak doğrudan kullanılamaz. Ancak toryum-232, nükleer reaktörlerde uranyum-233’e dönüştürülerek yakıt olarak kullanılabilir hale geliyor. Bu sayede toryum, nükleer reaktörlerde bir “doğurgan” olarak işlev görür ve sürdürülebilir enerji üretimine katkıda bulunur.
Ülkemizde Neden Henüz Kullanılamıyor?
Toryumun enerji üretiminde kullanımı, yüksek teknolojik altyapı ve maliyetler gerektiriyor. Erimiş tuz reaktörleri gibi modern ve gelişmiş teknolojilerle toryumun daha verimli bir şekilde kullanılabileceği düşünülüyor. Örneğin, erimiş tuz reaktörleri, hem yakıtın kendisini hem de soğutma işlevini üstlenen sıvı tuz kullanarak daha güvenli bir seçenek sunuyor. Bu reaktörler, ani ısı artışlarını dengeleyerek Fukushima gibi kazaların önüne geçebilir.
Ayrıca, toryumun nükleer yakıt çevrimlerinde kullanılabilmesi için uranyum-235 veya plütonyum-239 gibi diğer fisil elementlerin desteğine ihtiyaç duyuluyor. Bu, toryum bazlı enerji üretiminde daha karmaşık bir yakıt döngüsünü zorunlu kılıyor ve teknolojik olarak daha gelişmiş altyapılar gerektiriyor. Türkiye’nin toryumu enerjiye dönüştürebilmesi için nükleer reaktörlere ihtiyaç vardır. Toryum doğrudan yakıt olarak kullanılamaz; enerji üretimi için özel reaktörlerde uranyum-233 gibi fisyon malzemelerine dönüştürülmesi gerekir. Özellikle sıvı tuz reaktörleri gibi gelişmiş reaktör türleri, toryumun verimli kullanılmasına olanak sağlar.
Türkiye, dünya genelinde önemli bir toryum rezervine sahip olsa da, teknolojik altyapı eksiklikleri ve yüksek maliyetler nedeniyle bu potansiyelini tam anlamıyla değerlendirebilmiş değil. Ancak Uluslararası Enerji Ajansı’nın başlattığı yenilikçi nükleer reaktörler projesine Türkiye Atom Enerjisi Kurumu’nun katılması, Türkiye’nin toryum konusunda araştırma ve geliştirme çalışmalarında aktif olduğunu gösteriyor. Türkiye’nin bu potansiyelden faydalanabilmesi için nükleer enerji teknolojilerini yakından takip etmesi ve toryum tabanlı yakıt çevrimleri üzerine daha fazla yatırım yapması gerekiyor.
