TORYUM ENERJİSİ

TORYUM ENERJİSİ
www.toryum2023.com

http://www.taek.gov.tr/

Toryum (Th). Atom numarası 90, atom ağırlığı yaklaşık 232 g/mol olan, 11,7 g/mL yoğunluğunda, 1755 °C de eriyen, kurşun renginde, havada bozulmaz, atom enerjisi kaynağı olarak kullanılan radyoaktif bir elementtir.

Toryum kendiliğinden bölünebilme yeteneğine sahip değildir. Bu yüzden doğrudan nükleer yakıt olarak kullanılamaz. ²³²Th (toryum-232) izotopunun, bir nötron yutarak, fisyon yapabilen (fisil) bir izotop olan ²³³U'e dönüştürülmesi gerekir. ²³²Th'nin düşük enerjili nötronlarla reaksiyonu (nötron yutumu) sonucunda, önce kararlılığı daha az olan ²³³Th oluşur.

Yarılanma süresi 23 dakika olan ²³³Th ise, bir beta parçacığı (b) yayarak, yarılanma süresi 27 gün olan, ²³³Pa'a dönüşür. ²³³Pa, bir beta ve gama parçacığı (g) yayarak bölünebilen ²³³U'a (yarılanma süresi 163 bin yıl) dönüşmektedir. Böylece ²³²Th, ²³⁵U veya ²³⁹Pu (plütonyum-239) gibi bir fisil maddeyle birlikte kullanılır.

Toryum yakıt döngüsünde uranyumdan daha az plütonyum ve diğer trans-uranyum elementleri üretildiğinden, toryum, nükleer santrallerin en temiz yakıtı olarak kabul edilir. Çevreye daha az zarar vermesi açısından da ileride nükleer reaktörlerde uranyum yerine kullanılması düşünülmektedir.

Toryumun nükleer yakıt olarak kullanılması ile ilgili çalışmalar halen devam etmektedir. Ancak günümüzde toryumla çalışan ticarî ölçekli bir nükleer reaktör bulunmamaktadır.

Yakıt olarak kullanım denemeleri

Bu maddedeki bazı bilgilerin kaynağı belirtilmemiştir. Ayrıntılar için maddenin tartışma sayfasına bakabilirsiniz. Maddeye uygun biçimde kaynaklar ekleyerek Vikipedi'ye katkıda bulunabilirsiniz.

Toryumlu yakıt denemeleri 1960 yıllarının ortalarında başlamış olmasına rağmen güç reaktörlerinde kullanılmasına 1976 yılında başlanmıştır. Almanya, Hindistan, Japonya, Rusya, Birleşik Krallık ve ABD’de araştırma/geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. Almanya’da geliştirilen 300 MWe gücündeki toryum yüksek sıcaklık reaktörü, yarısından fazlası Th/U olan yakıtla 1983 – 1989 yılları arasında başarıyla işletilmiştir. 60 MWe Lingen kaynar sulu reaktöründe ise Th/Pu tabanlı yakıt test elemanı kullanılmıştır.

ABD'de Shippingport reaktöründe, toryum tabanlı yakıtların basınçlı su reaktörlerindeki kullanımı incelenmiş ve toryum kullanımının işletme stratejisi veya reaktör kalbi güvenlik sınırlarını etkilemediği sonucuna varılmıştır. 1977 – 1982 yılları arasında hafif sulu üretken reaktör anlayışı da bu reaktörde başarıyla denenmiştir.

Hindistan'da 2016 yılında toryum ile çalışacak bir nükleer santral faaliyete geçecek. Sonrasında 5 santral daha planlanıyor.^{[kaynak belirtilmeli]} Hindistan 2050 yılına kadar enerji ihtiyacının %30 unu toryum bazlı nükleer santrallerden karşılayacak.^{[kaynak belirtilmeli]}

Dünya toryum kaynakları

Toryum tabiatta uranyumdan yaklaşık üç kat daha fazla bulunur. 2006 verilerine göre Dünya'da bilinen toplam toryum rezervinin 2,5 milyon ton olduğu ve ortalama % 6–7 civarında toryum oksit içerdiği söylenebilir.

Türkiye'de enerji kaynakları yetersizdir, dışa bağımlı durumdadır. 1997 yılında elektriğin %38,5'i hidroelektrik olmak üzere, %71,7'si yerli kaynaklardan üretilirken, 2020'de yerlilik payının %35'e düşmesi beklenmektedir ^[1].

Enerjinin değişim ve dönüşüme uğramamış haline birincil enerji kaynaklar denilir: Petrol, doğal gaz, kömür, hidrolik, nükleer, biyokütle, gelgit- dalga, rüzgâr ve güneş enerjisi gibi. Birincil enerjinin dönüştürülmesi ile ikincil enerji kaynakları elde edilir: Elektrik, motorin, benzin, kok kömürü, petrokok, hava gazı, LPG gibi^[2].

 

Kişi başı enerji tüketimi, dünyada 1,87 ton eşdeğer petrol(tep), Türkiye'de 1,59 tep'tür. Kişi başına elektrik tüketimi dünyada 3155 kWh, Türkiye'de 3058 kWh'tir. Dünyada ortalama kişi başına Karbon salınımı 4,88 ton/kişi, Türkiye'de 4,33 ton/yıl'dır.

Türkiye'de birincil enerji

 

Dünyada kullanılan enerjinin çoğunluğu birincil kaynaklardan elde edilir. Birincil kaynakların payları; %33,1 petrol, %30,3 kömür ve %23,7 doğalgaz, %6,4 hidrolik, %4,9 nükleer, %1,6 diğer yenilenebilir kaynaklar (güneş, rüzgâr, biyoyakıt, jeotermal) şeklinde sıralanır. Dünyada elektrik sırasıyla; %41 kömür, %21 doğalgaz, %16 hidroelektrikten elde edilir. 2011 yılında 32 228,9 Btep (bin ton eşdeğer petrol) enerji üretilmiştir.

2011 yılında Türkiye, 114 480,2 Btep enerji tüketimi ile dünyada 23. sıradadır.

Türkiye'de 2011 yılı birincil enerji kaynakları sırasıyla; %50 linyit, %14 hidrolik, %8 odun, %8 petrol, %5 jeotermal ısı, %4 taş kömürü şeklindedir. Enerji tüketiminde enerji kaynaklarının payları; %33 doğalgaz, %27 petrol, %15 taş kömürü, %14 linyit, %4 hidrolik, %2 odun, %2 petrokok, %1 jeotermal, %1 bitki-hayvan atıkları, %1 güneş, %1 jeotermal, şeklindedir. Türkiye'nin yerli birincil enerji kaynakları yetersiz durumdadır. Enerji ihtiyacının %60'ının karşılandığı petrol ve doğalgaz büyük oranda ithal edilmektedir.

Enerji kaynakları içinde yerlilik payı yıllar içinde azalmıştır. Enerji tüketiminde yerlilik payı 1990'da %48,1 iken 2011 yılında %28,2'ye düşmüştür.

Yenilenemez kaynaklar

Nükleer enerji ile fosil yakıtlar olan kömür, petrol ve doğalgaz tükenebilir enerji türleridir. Dünyada fosil yakıtlarının kalan kullanım ömürleri petrolde 54 yıl, doğal gazda 64 yıl, kömürde 112 yıldır.

Türkiye'de fosil yakıtlarda tespit edilen rezervler; 11.444,9 milyon ton linyit, 1.334,6 milyon ton taş kömürü, 6,2 milyar m³ doğal gaz, 44,3 milyon ton petrol olarak belirlenmiştir.

Türkiye'de 52.911 MW kurulu güce sahip elektrik santrallerinin; %64'ü fosil yatıkları kullanıldığı termik santraller, %36'sı yenilenebilir enerji ile çalışan jeotermal, rüzgar ve hidroelektrik santralleridir.

• Petrol: 2011 yılında 2,4 milyon ton petrol üretilmiş, 18,1 milyon ton (21 milyar $) ithalat yapılmıştır. İthalat yapılan ülkeler: İran, Rusya, Suudi Arabistan, Kazakistan, Irak'tır.
• Doğal gaz:1987 yılında 500milyon ton olan tüketim 87 kat artarak 20011'de 43,874 milyar m³'e yükselmiştir. 2011 yılında 16 milyar $ doğalgaz ithal edilmiştir. Doğal gazın %57,9'u Rusya, %18,7'i İran, %9,5'i Cezayir, %8,7'si Azerbaycan'dan ithal edilmiştir. Türkiye günde 2,17 milyon m³, yıllık 793,4 milyon m³ doğal gaz üretmektedir. Doğal gazda üretim tüketimin %2'sini karşılamaktadır.
• Kömür: 1974 yılında 8,4 milyon ton olan üretim, 2011 yılında 73 milyon tona ulaşmıştır. 1974'de 5 milyon ton olan taş kömürü üretimi, 2011'de 2,62 milyon tona düşmüştür. Rezerv yetersizliğinden fazla üretilemeyen taş kömürünün açığı ithalat ile kapatılmaya çalışılmaktadır. 2010 yılında 2,75 milyon ton petrokok, 173 bin ton kok kömürü ithal etmiş, 2011'de 4,1 milyar $, 2005'te 5 milyar $ ödemiştir.
• Nükleer enerji: Nükleer güç elde etme amacıyla uranyum ve toryum kullanılır. Dünya uranyum rezervi 5.327,2 bin ton, Türkiye rezervi 9.129 tondur. Türkiye 744 Bin ton toryum rezervi ile dünyada Hindistan'dan (846 bin ton) sonra ikinci sıradadır. Türkiye'nin ilk nükleer elektrik tesisinin Akkuyu Nükleer Güç Santrali olacaktır. Sinop Nükleer Enerji Santrali Fransız ve Japon firmalar ile birlikte inşa edilecektir.

Yenilenebilir kaynaklar

Hidrolik, jeotermal, biyokütle, güneş ve rüzgâr enerjisi yaygın yararlanılan yenilenebilir kaynaklardır. Türkiye'nin yenilenebilir enerji potansiyeli 19 GW olarak belirlenmiştir.

• Hidrolik enerji: Genellikle yapılan barajlarda biriken suyun gücünden elektrik elde edilmesiyle gerçekleşir. Türkiye'nin hidroelektrik potansiyeli 36.603 MW/yıl hesaplanmıştır. 2011 elektrik üretiminin %22,8'ine karşılık gelen 53 TWh hidroelektrik üretilmiştir. Yeni elektrik santrallerinin doğal gazlı olması nedeniyle hidroelektriğin payı yıllar içinde düşmüştür. 2004 yılında %30,6 olan hidroelektriğin payı 2011'de %22,8'e düşmüştür.
• Jeotermal enerji: Türkiye jeotermal kapasite acısından dünyada 7. sıradadır. 31.500 MWT olan jeotermal güç 5 milyon konut ısıtabilecek güçtedir. Jeotermal elektrik kapasitesi 4 milyar kWh/yıl olarak belirlenmiştir. 2011 yılında yedi sahada, 114 MW kurulu güce sahip jeotermal elektrik tesisi bulunmaktadır. 400MW kurulu güce sahip 13 sahada çalışmalar devam etmektedir.
• Biyoenerji: Türkiye'de az miktarda Biyodizel üretimi yapan bir firma vardır. Benzin tüketiminin %7'sini karşılayacak kapasiteye sahip tesisler bulunmasına rağmen, üretim benzin tüketiminin %2'sini karşılamaktadır. Türkiye'de 2608 milyon m³ biyogaz üretim potansiyeli bulunmaktadır.
• Güneş enerjisi: Güneş pilleri, güneş santralleri ve güneş kolektörleri aracılığı ile güneş enerjisinden yararlanılır. Su ısıtmada kullanılan güneş kolektörleri kurulu gücü sıralaması şöyledir; 118GWt Çin, 9,3GWt Türkiye, 9,2GWt Almanya, 4,0GWt Japonya. Fotovoltaik güneş pilleri elektrik şebekesinin olmadığı alanlarda; deniz feneri, trafik lamba ve işaretleri, park ve otoyol aydınlatma, su motorlarında kullanılmaktadır. Türkiye'de güneş enerjisi Kurulu gücün 5 MW olduğu tahmin edilmektedir.
• Rüzgâr enerjisi: Türkiye 2011'de 1729 MW güç kapasitesi ile dünyada 17. sıradadır. Kurulu gücün %3,2 sine karşılık gelen rüzgâr santrallerinden 2011'de, toplam üretimin %2,07'sine karşılık gelen 4726 milyar kWh üretim yapılmıştır. Türkiye'de rüzgâr gücünü elektriğe çeviren rüzgâr santralleri Manisa, İzmir, Balıkesir, Hatay, Osmaniye, İstanbul, Çanakkale illerindedir.

Kaynakça