Yaşam

Rusya ayırıp depoladı, ABD takipte! Uranyumun rakibi: ‘Uzaktan kumandayla yapılıyor’

Zeynep Dilara Akyürek / Milliyet.com.tr – Nükleer güç üretilirken de ortaya birtakım unsurlar çıkar. Bunlardan biri olan plütonyum, aslında tüm bu güç üretimi esnasında oluşur. Lakin nükleer güç olarak kullanılan yakıtın içinde plütonyum bulunmaz. Bu nedenle de plütonyumu yakıttan ayrıştırmak gerekir. Belki de plütonyum bu evreden sonra bir ‘çöpten’ çok tekrar kıymetlendirilebilir bir ‘hazine’ olarak nitelendirilebilir. Özellikle de son yıllarda berbata giden ekonomik gücüyle tartışma konusu olan ABD’ye nazaran bu değerli bir tasarruf ve ekonomik güç sağlayabilir. Üstelik nükleer gücün temelinde her ne kadar tabiatta bulunan uranyum olsa da, bu elbette bir gün tükenecek bir kaynak. Her geçen gün azalan uranyum rezervleri, fiyat artışını beraberinde getirirken sonuç, daha fazla ekonomik yük demek. Peki ancak nükleer güç üretim süreci, içinde kendi tasarruf anahtarını saklıyor olabilir mi? ABD başkanı Donald Trump’a göre ‘önemli bir silah materyali olan’ plütonyum, nükleer güç üretiminin kazandırdığı bir hazineydi. Meğer yıllarca nükleer güç üretilirken ortaya çıkmış ve özel halde depolanmıştı. Zira başka birkaç ülkenin tersine ABD, potansiyel silah gereci olan plütonyumu dönüştürme fikrini benimsememişti. Ancak bu süreçte, bilhassa Rusya’nın plütonyumu verimli halde kullanıyor olması, ABD’de 2’nci defa başkanlık koltuğuna oturan Trump için güdümleyici öge oldu. Rusya plütonyumu verimli halde kullanıyordu, ABD kullanamaz mıydı? Kullanması ne kazandıracaktı? ABD’nin iktisadını güzelleştirecek o anahtar plütonyumda ise kapının gerisinde ışık görünüyor olabilirdi. Hacettepe Üniversitesi Nükleer Güç Mühendisliği Öğretim Üyesi Prof. Dr. Okan Zabunoğlu, ABD’nin plütonyum atılımını Milliyet.com.tr’ye anlattı.

rusya ayirip depoladi abd takipte uranyumun rakibi uzaktan kumandayla yapiliyor 0 XrDw5ZUh

PLÜTONYUMUN GÜCÜ: ‘SİLAH GERECİ 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’ isimli gezegen, sanıldığı üzere plütonyumdan oluşsaydı, dünyamızın varlığını bile tehlikeye atabilirdi. Plüton sahiden de plütonyumdan oluşsaydı son derece radyoaktif ve sıcak olurdu. Bu da ömrün ortaya çıkışı için çok makûs şartlar yaratırdı. Ayrıyeten Güneş Sistemi’nin dış kısımlarındaki buzlu modüllerin birden fazla yok olabilir, hatta bu küçük gezegen kritik bir kütleye ulaşıp atom bombası üzere patlayabilirdi. Yani plütonyum, aslında son derece güçlü ve tesirli sonuçlar doğurabilecek bir husustu. Dünya üzerinde nükleer güç üretilirken oluşan plütonyum da hayli güçlü ve tesirli yararlar sağlayabilirdi. Gelişim ve ekonomik verimlilik için kıymetli 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 yenilgi getirme potansiyeli olduğu göz önünde bulundurulduğunda ABD’nin bu atılımı göz gerisi edilemezdi. Başta Çin olmak üzere pek çok ülkeye vergi koymasından sonra bir de ekonomik üstünlük manasına gelen bu dönüşüm atılımı hakikaten 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 eseri hafif izotoplar ile uranyum-ötesi ağır izotoplardan oluşan bir karışım kalır. KNY’deki radyoaktivitenin birçoklarından 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 materyali olması nedeniyle de tartışma konusu olmuş ve birçok ülkede (mesela ABD) endüstriyel ölçekte benimsenmemiştir. ‘ABD’de Lider Donald Trump liderliğindeki idare, nükleer yakıt yahut nükleer atık ve radyoaktif plütonyumun gelişmiş reaktörler için yakıta dönüştürülmesini planlıyor’ cümlesinden anlaşıldığı üzere, ABD’nin bu bahisteki yaklaşımını değiştirmeyi düşündüğü söylenebilir. KNY’nin işlenmediği durumda, tamamı (yüzde 96,4 oranında bedelli gereç içermesine rağmen) YANA olarak sınıflandırılır ve bu sınıflandırmaya uygun olarak arıtılması planlanır. KNY’nin işlenmesi yeni bir teknoloji gerektirmez ve etrafa ziyan vermesi de beklenmez. Bilakis, KNY’deki gerçek nükleer atığın tekrar güç üretiminde kullanılabilecek kıymetli gereçlerden ayrıştırılması nedeniyle nükleer atıkların en son paklığı açısından çeşitli avantajlar sunması beklenebilir.”

rusya ayirip depoladi abd takipte uranyumun rakibi uzaktan kumandayla yapiliyor 1

FRANSA, RUSYA, HİNDİSTAN! SIRA ABD’DE: ‘HER ŞEY UZAKTAN KUMANDALI’

Fransa, Rusya ve Hindistan zati KNY’yi işleyerek içindeki uranyum ve plütonyumu geri kazanıyor. Prof. Dr. Okan Zabunoğlu’na nazaran geçmişte İngiltere ve Japonya da bu yolu benimsemişti. Artık ise sıra ABD’deydi. Pekala lakin nasıl yapılacaktı? Plütonyum dönüştürecek sistemler öteki nükleer tesislerden farklı olmalı mıydı? Prof. Dr. Zabunoğlu, en değerli 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 kıymetli hususlardan oluşur. KNY’yi kimyasal metotlarla (solvent ekstraksiyonu) sürece tabi tutarak içerdiği uranyum ve plütonyumu geri kazanmak mümkündür. Kimya sanayisinde sıklıkla kullanılan bu sistem hayli kolay olmasına karşın KNY kelam konusu olduğunda, son derece yüksek aktiviteye sahip hususlarla uğraşıldığı için çabucak her şeyin ağır zırhlanmış süreç alanlarında uzaktan kumandayla yapılması zaruriliği vardır. Bu da maliyete yansıyan değerli faktörlerden biri” diyen Prof. Dr. Zabunoğlu, sözlerine ‘saf plütonyumun düzgün bir silah materyali olduğunu’ açıklayarak devam etti.

“Bir öbür sorun kaynağı da KNY’nin işlenmesi yoluyla saf plütonyum elde etmenin mümkün oluşudur. Uygun fisil (nükleer silahların yahut öteki nükleer patlayıcı aygıtların temel bileşenleri) içeriğe sahip saf plütonyum güzel bir nükleer silah gerecidir. Münasebetiyle, KNY sürece teknolojisinin yaygınlaşması/transferi ve özel dal tarafından araştırma/geliştirme konusu olması istenmez. KNY’nin işlenmesiyle geri kazanılan uranyum ve plütonyum bir dizi süreçten geçirilerek reaktörde yakıt olmaya uygun hale getirilip tekrar reaktöre yakıt olarak beslenebilir. Bu yolla reaktörün taze yakıt ihtiyacında yüzde 40 civarı bir azalma sağlamak mümkündür. Bu bağlamda, kaynakların verimli kullanımı açısından KNY’nin işlenmesi bir gereklilik olarak görülebilir. Şurası mutlaktır ki güç fiyatları arttıkça, uranyum rezervleri azaldıkça, hasebiyle uranyum fiyatları arttıkça KNY’nin içerdiği uranyum ve plütonyum’un reaktör yakıtı olarak pahası artacak ve KNY, kıymetli bir ‘rezerv’ haline gelecektir. Bu durum KNY’nin işlenmesindeki ekonomik meçhullüğü (daha ucuz ve kolay bir KNY sürece tekniğine bile gerek kalmadan) ortadan kaldırabilir.”

rusya ayirip depoladi abd takipte uranyumun rakibi uzaktan kumandayla yapiliyor 2 riSD3VqP

NÜKLEERİ OLANIN PLÜTONYUMU VAR! ‘YAKITIN İÇİNDE OLUŞUYOR’

Prof. Dr. Okan Zabunoğlu’na nazaran, “Plütonyum atığa dönüşmez, taze nükleer yakıtta bulunmaz, yakıtın içinde oluşur ve güç üretimine de katkıda bulunur. Ayrıyeten kullanılmış nükleer yakıtta da kesinlikle bir ölçü plütonyum vardır.” Peki fakat nükleer başlığının tam da ortasında saklanan bu ‘anahtar’, nasıl oluşuyordu? Prof. Dr. Zabunoğlu bunu, “Nükleer güç denince çoklukla ‘fisyon’ (çekirdek bölünmesi) sonucu açığa çıkan güç anlaşılır. Birtakım izotoplar nötron yutunca bölünür ve bölünme eserleri kazandıkları kinetik güç ile (fisyon sırasında açığa çıkan gücün yedide altısı) olay yerinden uzaklaşmaya çalışır. Bu, katının katı içinde hareket etmesi, etmeye çalışması demektir. Beklendiği üzere ortam çok ısınır. Nükleer güç sonuçta ısı gücü 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 gücün üretilmesinin temelindeki fisyon zincir tepkisinin gerçekleşmesi sağlanamaz. Tabiattaki yegâne fisil izotop yani gerçek manada 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 süreç ‘uranyum zenginleştirme’ olarak isimlendirilir. Tipik bir HSR yakıtının yüzde 95 ila 97’lik kısmını oluşturan U-238 fisil değildir lakin doğurgandır. Nükleer reaktörde plütonyum-239’a (Pu-239) dönüşür. Pu-239 fisil bir izotoptur ve reaktörde bir yandan oluşurken bir yandan da fisyon yaparak güç üretiminde rol oynar. Element olarak tabiatta bulunmayan plütonyumun en değerli 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 eseri hafif izotoplar ve yüzde 0,1’i başka ağır izotoplardan (neptünyum, amerikyum, küriyum vb.) oluşur. Yani orijinal  yakıtın sadece 20’de 1 kadarı değişime uğramıştır ve bu değişime uğrayan kısmın 5’te 1 kadarı da nükleer güç üretimi açısından kıymetli bir element olan ve tabiatta bulunmayan plütonyumdan oluşur.” – Prof. Dr. Okan Zabunoğlu

İlgili Makaleler