İçeriğe atla

Toryum bazlı nükleer enerji

Vikipedi, özgür ansiklopedi
toryum örneği

Toryum bazlı nükleer enerji üretimi, verimli öncül element toryumdan üretilen izotop uranyum-233'ün nükleer bölünmesiyle beslenir. Bir toryum yakıt çevrimi, toryum bolluğu, üstün fiziksel ve nükleer yakıt özellikleri ve azaltılmış nükleer atık üretimi dahiluranyum yakıt çevrimine göre çeşitli potansiyel avantajlar sunabilir.[Note 1] Toryum yakıtının bir avantajı, düşük silahlanma potansiyelidir; büyük ölçüde toryum reaktörlerinde tüketilen uranyum-233/ 232 ve plütonyum-238 izotoplarını silah haline getirmek zordur.

Nükleer bilimci Ralph W. Moir ve Edward Teller otuz yıllık bir kapatmanın ardından toryumun fizibilitesini inceledi ve toryum araştırmalarının yeniden başlatılması ve bir prototip tesisin inşa edilmesini önerdiler.[1] 1999 ile 2024 arasında, dünyadaki faal durumdaki toryum reaktörlerinin sayısı sıfırdan bir avuç araştırma reaktörüne, bir elektrik santrali olarak kullanılmak üzere tam ölçekli toryum bazlı reaktörler üretmeye yönelik ticari planlara yükseldi.

Savunucular, toryumun yeni nesil temiz ve güvenli nükleer enerji geliştirmenin anahtarı olduğuna inanıyor. 2011 yılında, Georgia Institute of Technology'deki bir grup bilim insanı, toryuma dayalı gücü "insanlığın olumsuz çevresel etkisinin büyük bir bölümünü çözen, gerçekten sürdürülebilir enerji kaynaklarına giden 1000 yılı aşkın bir çözüm veya kaliteli bir düşük karbonlu köprü " olarak değerlendirdi.[2] Bununla birlikte, toryum gücünün geliştirilmesi önemli bir başlangıç maliyetlerine sahiptir. Genel olarak besleyici reaktörlerin geliştirilmesi endişeleri artıracaktır.

Toryumun Nükleer reaktörlerde nükleer yakıt olarak kullanılacağı birkaç toryum reaktörü inşa edildi. Bu reaktörlerden birisine Çinde Çin Fizik enstitüsü tarafından deneysel işletme izni verildi.[3][4]

Tarih

[değiştir | kaynağı değiştir]
1960'larda Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda erken toryum bazlı ( MSR ) nükleer reaktör

İkinci Dünya Savaşı sonrasında elektrik üretimi için uranyum bazlı nükleer reaktörler inşa edildi. Bunların tasarımı aynı zamanda nükleer silahlar malzemesi üreten tasarımlara benziyordu. Bu dönemde, Amerika Birleşik Devletleri hükûmeti ayrıca toryumu nötronlarla bombardıman ederek oluşturulan bölünebilir malzeme olan U-233 yakıtını kullanan deneysel bir prototip erimiş tuz reaktörü (MSR) inşa etti. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda inşa edilen MSRE reaktörü, 1965'ten 1969'a kadar yaklaşık 15.000 saat kritik bir şekilde çalıştı. 1968'de Nobel ödüllü ve plütonyumun kaşifi Glenn Seaborg, halka açık şekilde başkanı olduğu Atom Enerjisi Komisyonu'na toryum bazlı reaktörün başarıyla geliştirildiği ve test edildiğini duyurdu.[5]

ABD hükûmeti 1973'te uranyum yönünde kara vererek toryumla ilgili nükleer araştırmaları büyük ölçüde durdurdu. Sebepler, uranyum yakıtlı reaktörlerin daha verimli olması, araştırmanın kanıtlanması ve toryum üretiminin ticari bir nükleer endüstrinin gelişimini desteklemeye yetersiz olduğunun düşünülmesiydi.[1]

Bilim yazarı Richard Martin, Oak Ridge'de yönetici olan ve birincil olarak yeni reaktörden sorumlu olan nükleer fizikçi Alvin Weinberg'in, daha güvenli toryum reaktörlerinin geliştirilmesini savunduğu için yönetici olarak işini kaybettiğini belirtiyor. Weinberg'in kendisi bu dönemi şöyle hatırlıyor:

[Kongre Üyesi] Chet Holifield açıkça benden bıkmıştı ve sonunda ağzından kaçırdı, "Alvin, eğer reaktörlerin güvenliğinden endişe ediyorsan, o zaman bence senin için nükleer enerjiyi bırakma zamanın gelmiş olabilir." sustum. Ancak tarzım, tavrım ve geleceğe dair algımın artık AEC içindeki güçlerle uyumlu olmadığı benim için açıktı.

Martin, Weinberg'in potansiyel olarak güvenli nükleer enerjiyi askeri kullanımlar için feda etme konusundaki isteksizliğinin onu emekli olmaya zorladığını açıklıyor:

Weinberg, toryumu sıfır erime riski olan tamamen yeni bir reaktör türünde kullanabileceğinizi fark etti. ... ekibi çalışan bir reaktör ... ve 18 yıllık görev süresinin geri kalanını geçirdi toryumu ulusun atomik güç çabasının kalbi yapmaya çalışıyor. O kaybetti. Uranyum reaktörleri çoktan kurulmuştu ve Hyman Rickover, ABD nükleer programının fiilen başkanı, uranyumla çalışan nükleer tesislerdeki plütonyumun bomba yapmasını istedi. Giderek daha fazla kenara itilen Weinberg, sonunda 1973'te zorla ihraç edildi.[6]

Toryum nükleer enerjisinin belgelenmiş tarihine rağmen, bugünün nükleer uzmanlarının çoğu bundan habersizdir. Chemical & Engineering News'e göre, "bilim adamları da dahil olmak üzere çoğu insan elementi bilmiyordu; reaktör teknolojisi ve toryum enerjisini bilmeden nükleerde doktora sahibi olmak mümkündü.[7] Nükleer fizikçi Victor J. Stenger, bunu ilk kez 2012'de öğrendi:

Son zamanlarda böyle bir alternatifin 2. Dünya Savaşı'ndan beri elimizde olduğunu, ancak silah uygulamaları olmadığı için takip edilmediğini öğrenmek beni şaşırttı.[8]

Eski NASA bilim adamı ve toryum uzmanı Kirk Sorensen de dahil olmak üzere diğerleri, "toryumun izlenmeyen alternatif yol olduğu" konusunda hemfikir.[9] Sorensen'e göre, bir belgesel röportajı sırasında, ABD araştırmasını 1974'te durdurmamış olsaydı, "muhtemelen 2000 civarında enerji bağımsızlığını elde edebilecekti". 18 Mayıs 2022 ABD Senatosu yasa tasarısı S.4242'de - "Toryum erimiş tuz reaktörlerinin gelişimini desteklemek için uranyum-233'ün korunması ve depolanmasını sağlayan bir yasa tasarısı", "Thoryum Enerji Güvenliği Yasası" uygulamaya sokuldu.[10]

Faydalar

[değiştir | kaynağı değiştir]
  • Bolluk. Toryum, yer kabuğunda uranyumdan üç kat daha fazla ve neredeyse kurşun ve galyum kadar boldur. Thorium Energy Alliance, "yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde ülkeye 1000 yılı aşkın bir süre mevcut enerji seviyesinde güç sağlamaya yetecek kadar toryum olduğunu" tahmin ediyor.[11] Evans-Pritchard, "Amerika, nadir toprak metal madenciliğinin yan ürünü olarak tonlarcasını toprağa gömdü", diyor. %99,3 verimli U-238 ve %0,7 daha değerli bölünebilir U-235'ten oluşan uranyuma kıyasla, toryumun neredeyse tamamı verimli Th-232'dir.
  • Bombalar için uygun değil. Bir toryum reaktörünün yan ürünlerinden pratik bir nükleer bomba yapmak zordur. Toryum, uranyum gibi bölünebilir değildir, toryum çekirdekleri ayrılma ve patlamaya başlamaz. Alvin Radkowsky'ye göre, "bir toryum reaktörünün plütonyum üretim hızı, standart bir reaktörünkinin yüzde 2'sinden daha az ve izotopik içeriği, onu nükleer bir patlama için uygunsuzdur.[9] Birkaç uranyum-233 bombası test edildi, ancak uranyum-232'nin varlığı, uranyum-233'ü iki şekilde "zehirleme" eğilimindeydi: uranyum-232'den gelen yoğun radyasyon, malzemenin işlenmesini zorlaştırıyor ve uranyum- 232, olası ön patlamaya yol açıyordu. Uranyum-232'yi uranyum-233'ten ayırmanın çok zor olduğu da ortaya çıktı, ancak daha yeni lazer izotop ayırma teknikleri bu işlemi kolaylaştırabilirdi.[12]
  • Daha az nükleer atık. Sıvı florür toryum reaktöründe yakıt olarak toryum kullanıldığında çok daha az -iki kat- nükleer atık oluşur diyor Moir ve Teller.[1] Bu büyük ölçekli veya uzun süreli depolama ihtiyacını ortadan kaldırır.[9] "Çinli bilim adamları, tehlikeli atığın uranyumdan bin kat daha az olacağını iddia ediyorlar." Ortaya çıkan atığın radyoaktivitesi, mevcut nükleer atığın soğuması için gereken on binlerce yılla karşılaştırıldığında, yalnızca bir veya birkaç yüz yıl sonra güvenli seviyelere düşer.[13] Bununla birlikte, aktivasyon ve fisyon ürünlerinin üretimi, toryum ve uranyum bazlı yakıt çevrimleri arasında büyük ölçüde benzerdir.
  • Daha az reaksiyon başlatma bileşeni. Moir ve Teller'a göre, "[bir üreme reaktörü] bir kez çalıştırıldığında toryum dışında başka bir yakıta ihtiyaç duymaz, kendi yakıtının çoğunu veya tamamını üretir."[1] Yetiştirme reaktörleri en az tükettikleri kadar bölünebilir malzeme üretirler. Öte yandan üreme olmayan reaktörler, reaksiyonu sürdürmek için uranyum-235 veya plütonyum gibi ek bölünebilir malzeme gerektirir.[14]
  • Silah seviyesinde plütonyum toplanıyor. Toryum yakıt çevrimi, düşük radyo-toksisite atıklarıyla uzun vadeli nükleer enerji üretmenin potansiyel bir yoludur. Ek olarak, toryuma geçiş, silah sınıfı plütonyum (WPu) veya sivil plütonyumun yakılması yoluyla yapılabilecektir.[15]
  • Zenginleştirme gerekmez. Tüm doğal toryum yakıt olarak kullanılabildiğinden pahalı yakıt zenginleştirmeye gerek yoktur.[13] Ancak aynı şey, uranyum-plütonyum döngüsünde verimli bir yakıt olarak U-238 için de geçerlidir.
  • Yeterlik. CERN'den (Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü) Nobel ödüllü Carlo Rubbia, ihtiyaç duyulan toryum miktarını kömürle karşılaştırarak, bir ton toryumun 200 ton uranyum veya 3.500.000 ton kömür kadar enerji üretebileceğini tahmin ediyor.[16]
  • Başarısız önlemler. Sıvı florür toryum reaktörleri erimeye dayanıklı olacak şekilde tasarlanmıştır. Reaktörün altındaki eriyebilir bir tapa, elektrik kesintisi durumunda veya sıcaklıklar belirli bir sınırı aşarsa eriyerek, güvenli depolama için yakıtı bir yer altı tankına boşaltır.[17]
  • Madencilik Toryum madenciliği, uranyum madenciliğinden daha güvenli ve verimlidir. Toryum cevheri, monazit, genellikle kendi cevherinde bulunan uranyum yüzdesinden daha yüksek toryum konsantrasyonları içerir. Bu, toryumu daha uygun maliyetli ve çevreye daha az zarar veren bir yakıt kaynağı yapar. Radon seviyelerinin potansiyel olarak zararlı olabileceği yer altı uranyum madenlerinin aksine, maden açık bir ocak olduğu ve havalandırma gerektirmediğinden, toryum madenciliği uranyum madenciliğinden daha kolay ve az tehlikelidir.[18]

Potansiyel faydaların bazılarını özetleyen Martin, genel görüşünü şu şekilde sunuyor: "Toryum, temiz ve etkili bir şekilde sınırsız bir güç kaynağı sağlayabilir ve aynı zamanda halkın tüm endişelerini giderebilir - silahların çoğalması, radyoaktif kirlilik, zehirli atık ve hem maliyetli hem de işlenmesi karmaşık olan yakıt. ." [9] :13Moir ve Teller, 2004 yılında, tavsiye ettikleri prototipin maliyetinin "1 milyar doların oldukça altında ve işletme maliyetlerinin muhtemelen yılda 100 milyon dolar civarında" olacağını ve bunun sonucunda birçok kişi tarafından kullanılabilen "büyük ölçekli bir nükleer enerji planı" olacağını tahmin ettiler.[1]

Dezavantajları

[değiştir | kaynağı değiştir]

Bazı uzmanlar, toryumun olası dezavantajlarına dikkat çekiyor:

  • Termal bir nötron spektrumunda üreme yavaştır ve kapsamlı yeniden işleme gerektirir. Yeniden işlemenin uygulanabilirliği hala doğrulanmamıştır.[19]
  • İşletme ve devlet desteği gerektiren önemli ve pahalı test, analiz ve lisanslama çalışmaları gerekecektir. Atom Bilim Adamları Bülteni, mevcut su soğutmalı reaktörlerde toryum yakıtının kullanımına ilişkin 2012 tarihli bir raporda, bunun "çok büyük bir yatırım gerektireceğini ve net bir getiri sağlamayacağını" öne sürdü.[20]
  • İmalat ve yeniden işleme, geleneksel katı yakıt çubuklarını kullanmaktan daha yüksek maliyetlidir.[14]
  • Toryum, reaktörlerde kullanılmak üzere ışınlandığında, gama ışınları yayan uranyum-232'yi yapar. Bu ışınlama işlemi protaktinyum-233'ün çıkarılmasıyla biraz değiştirilebilir. Protaktinyum-233'ün bozunması daha sonra nükleer silahlarda kullanılmak üzere uranyum-232 yerine uranyum-233'ü yaratacak ve toryumu çift amaçlı bir yakıt haline getirecektir.[21][22]

Taraftarlar

[değiştir | kaynağı değiştir]

Fizikte Nobel ödüllü ve CERN'in eski direktörü Carlo Rubbia uzun zamandır toryum hayranı. Rubbia'ya göre, "Şiddetli bir şekilde devam edebilmek için, nükleer enerji derinden değiştirilmelidir".[23]

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın eski genel müdürü Hans Blix, "Toryum yakıtı, uranyum yakıtından kaynaklanan atıklardan daha küçük hacimli, daha az toksik ve çok daha az uzun ömürlü atıklara yol açar" dedi.[24]

Güç projeleri

[değiştir | kaynağı değiştir]

Toryum bazlı nükleer reaktörlerin, özellikle sıvı florür toryum reaktörünün (LFTR) araştırma ve geliştirmesi, MSR tasarımı, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık, Almanya, Brezilya, Hindistan, Endonezya, Çin, Fransa, Çekya, Japonya, Rusya, Kanada, İsrail, Danimarka ve Hollanda'da sürdürülüyor.[9] 2013'te Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü (CERN ) tarafından nükleer atık üretmeyen alternatif bir nükleer teknoloji olarak toryuma odaklanan konferans da dahil olmak üzere 32 kadar ülkeden uzmanlarla konferanslar düzenleniyor. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın eski başkanı Hans Blix gibi tanınmış uzmanlar, yeni nükleer enerji teknolojisine yönelik desteğin genişletilmesi çağrısında bulunuyor.

Kanada

[değiştir | kaynağı değiştir]

CANDU reaktörleri toryum kullanma kapasitesine sahiptir[25][26] ve Thorium Power Canada, 2013 yılında Şili ve Endonezya için toryum enerji projeleri geliştirmeyi planlamış ve önermiştir. Şili'ye önerilen 10 MW demo reaktörü, günde 20 milyon litre kapasiteli bir tuzdan arındırma tesisine güç sağlamak için kullanılabilir. 2018'de New Brunswick Energy Solutions Corporation, Moltex Energy'nin küçük modüler reaktör teknolojisi üzerinde araştırma ve geliştirme üzerinde çalışacak nükleer araştırma kümesine katıldığını duyurdu.[27][28][29]

Çin

[değiştir | kaynağı değiştir]

Çin Bilimler Akademisi'nin 2011deki yıllık konferansında "Çin'in toryum MSR teknolojisinde bir araştırma ve geliştirme projesi başlattığı" duyuruldu. Ek olarak, Çin'in eski lideri Jiang Zemin'in oğlu Dr. Jiang Mianheng, Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda gizli görüşmelerinde bir toryum delegasyonuna liderlik etti ve 2013'ün sonlarına doğru Çin, Oak Ridge ile resmen ortaklık kurdu. Dünya Nükleer Derneği, Ocak 2011'de Çin Bilimler Akademisi'nin "teknoloji üzerinde tüm fikri mülkiyet haklarını elde etmeyi umarak, dünyanın en büyük ulusal çabasına sahip olduğunu iddia ederek" Ar-Ge programını açıkladığını belirtiyor. Martin'e göre, "Çin bunu tek başına yapma niyetini açıkça ortaya koydu" ve Çin'in dünyadaki nadir toprak minerallerinin çoğu üzerinde zaten bir tekele sahip olduğunu da sözlerine ekledi.[9]

Mart 2014'te, mevcut "duman krizi"nin ana nedeni haline gelen kömür yakıtlı enerjiye güvenmeleri nedeniyle, çalışan bir reaktör yaratma konusundaki asıl hedeflerini 25 yıldan 10 yıla indirdiler. "Geçmişte hükümet, enerji kıtlığı nedeniyle nükleer enerjiye ilgi duyuyordu. Projede çalışan bir bilim adamı olan Profesör Li Zhong, "Sis nedeniyle şimdi daha fazla ilgileniyorlar" dedi. "Bu kesinlikle bir yarış" diye ekledi.

2012'nin başlarında, Çin'in, Batı ve Rusya tarafından üretilen bileşenleri kullanarak, 2015 ve 2017 yılına kadar 400 milyon $ bütçe ve 400 işçi ile bir araştırma tipi erimiş tuz reaktörü,[30] biri erimiş tuz soğutmalı çakıl yatağı reaktörü olmak üzere iki prototip yapmayı planladığı bildirildi.[30] Çin ayrıca, yakıt olarak toryum ve uranyum kullanan gelişmiş CANDU reaktörleri geliştirmek için Kanadalı bir nükleer teknoloji şirketi ile bir anlaşma imzaladı. 2019'a kadar Gobi çölünde reaktörlerden ikisi yapım aşamasındaydı ve 2025 civarında tamamlanması bekleniyor. Çin, Biri 2 MW prototip[30] veya erimiş tuz soğutmalı bir reaktör,[30] olan toryum reaktörlerini 2030 yılına kadar ticari kullanıma sokmayı umuyor.[31]

TMSR-LF1'e bakın

24 Haziran 2021 itibarıyla Çin, Gobi erimiş tuz reaktörünün Eylül 2021'de başlayan testlerle programa göre tamamlanacağını bildirdi. Yeni reaktör, Çin lideri Xi Jinping'in Çin'i 2060 yılına kadar sıfır karbon yapma hedefinin bir parçasıdır.[32] Çin, dünyanın ilk ticari toryum reaktörünü 2030 yılına kadar tamamlamayı umuyor ve Batı Çin'in düşük nüfuslu çölleri ve ovalarının yanı sıra Çin'in Kuşak ve Yol Girişimi'ne dahil olan 30'a kadar ülkede daha fazla toryum santrali inşa etmeyi planlıyor.[32][33][34] Ağustos 2022'de Çin Ekoloji ve Çevre Bakanlığı, Şangay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'ne (SINAP) LF1 için devreye alma planının onaylandığını bildirdi.[35]

Almanya, 1980'ler

[değiştir | kaynağı değiştir]

Alman THTR-300, bölünebilir yakıt olarak toryumu fertil ve oldukça zenginleştirilmiş U-235'yi yakıt olarak kullanan prototip bir ticari elektrik santraliydi. Toryum yüksek sıcaklık reaktörü olarak adlandırılsa da, çoğunlukla U-235 bölündü. THTR-300, her biri 6 santimetre (2,4 inç) çapında uranyum-235 ve toryum-232 yakıt parçacıkları gömülü yaklaşık 670.000 küresel yakıt kompaktından oluşan bir çakıl yataklı reaktör çekirdeğine sahip helyum soğutmalı yüksek sıcaklıklı bir reaktördü. Maliyet, mekanik ve diğer nedenlerle kapatılmadan önce 1980'lerin sonunda 432 gün boyunca Almanya'nın şebekesine güç sağladı.

Hindistan

[değiştir | kaynağı değiştir]

Hindistan, dünyadaki en büyük toryum kaynağına sahiptir. Hindistan, 2050 yılına kadar elektrik ihtiyacının %30 kadarını toryum yoluyla karşılamayı öngörüyor.[36]

Hindistan'ın Mumbai kentindeki Bhabha Atom Araştırma Merkezi (BARC), Şubat 2014'te, yakıt olarak toryum yakan ve buna Gelişmiş Ağır Su Reaktörü (AHWR) adını veren bir "yeni nesil nükleer reaktör" için son tasarımlarını sundu. Reaktörün operatör olmadan 120 gün çalışabileceğini tahmin ettiler. 2017'nin sonlarına doğru çekirdek reaktör fiziğinin doğrulanması devam ediyordu.[37]

Atom Enerjisi Komisyonu başkanı Dr. RK Sinha'ya göre, "Bu, çoğu ithal edilen fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltacak ve iklim değişikliğiyle mücadelede küresel çabalara büyük bir katkı sağlayacak." Doğal güvenliği nedeniyle, benzer tasarımların Mumbai veya Delhi gibi kalabalık şehirlerin "içinde" kurulmasını bekliyorlar.

Hindistan hükûmeti çoğu toryum bazlı 62' reaktörün 2025 yılına kadar faaliyete geçmesini bekliyor. Hindistan, toryuma dayalı nükleer enerjiye odaklanmak için "ayrıntılı, finanse edilmiş, hükumet onaylı bir plana sahip dünyadaki tek ülkedir". Ülke şu anda elektriğinin %2'den azını nükleer enerjiden, geri kalanı ise kömür (%60), hidroelektrik (%16), diğer yenilenebilir kaynaklar (%12) ve doğal gazdan (%9) alıyor. Elektriğinin yaklaşık %25'ini nükleer enerjiden üretmeyi planlıyor.[9] 2009'da Hindistan Atom Enerjisi Komisyonu başkanı, "Hindistan'ın ekonomik emellerini karşılamak için geniş toryum kaynaklarına dayalı olarak enerji bağımsız olma konusunda uzun vadeli bir hedefi" olduğunu söyledi.[38]

Hindistan, Haziran 2012'nin sonlarında "ilk ticari hızlı reaktörünün" tamamlanmak üzere olduğunu duyurdu. "Hindistan Atom Enerjisi Komisyonu eski Başkanları toryumu bölünebilir malzemeye dönüştürmek için teknoloji geliştirmekte zorluk olduğunu belirtti. Toryumu uranyum yerine kullanma vizyonu 1950'lerde fizikçi Homi Bhabha tarafından ortaya atıldı.[39][40][41] Hindistan'ın ilk ticari hızlı besleme reaktörü — 500 MWe Prototip Hızlı Üretme Reaktörü (PFBR) — Tamil Nadu, Kalpakkam'daki Indira Gandhi Atom Araştırma Merkezi'nde tamamlanmak üzeredir.

Temmuz 2013 itibarıyla, PFBR'nin ana ekipmanı kurulmuştu ve çevresel konumlara "sahte" yakıtların yüklenmesi devam ediyordu.[42]

2013 yılında Hindistan'ın 300 MWe AHWR'sinin (basınçlı ağır su reaktörü) açıklanmayan bir yere inşa edilmesi kararlaştırıldı.[43] Tasarım, Th-232'den U-233'ü besleyen reaktör dereceli plütonyum ile bir başlangıç öngörüyor. Bundan sonra toryum tek yakıt olacaktır.[44] 2017 itibarıyla tasarım, doğrulamanın son aşamalarındaydı.[45]

Gecikmeler PFBR'nin hizmete alınmasını Eylül 2016'ya erteledi,[46] ancak Hindistan'ın uzun vadeli nükleer enerji üretimi taahhüdü, 2015'te belirtilmemiş tipte reaktörler için on yeni tesisin onaylanmasıyla vurgulanıyor.[47] Hindistan'ın düşük uranyum rezervleri ve üretim kapasitesi nedeniyle birincil bölünebilir malzemenin (tercihen plütonyum) tedariki sorunlu olabilir.[48]

Endonezya

[değiştir | kaynağı değiştir]

Endonezya Enerji ve Maden Kaynakları Bakanlığı'nın bir kuruluşu olan P3Tek, Thorcon'un TMSR-500 adlı bir toryum erimiş tuz reaktörünü inceledi. Çalışma, bir ThorCon TMSR-500 inşa etmenin Endonezya'nın nükleer enerji güvenliği ve performansına ilişkin düzenlemelerini karşılayacağını bildirdi.[49]

İsrail

[değiştir | kaynağı değiştir]

Mayıs 2010'da, İsrail'deki Negev Ben-Gurion Üniversitesi'nden ve New York'taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'ndan araştırmacılar, kendi kendini idame ettirebilen, yani "hafif su reaktöründe uranyum ile mümkün olmayan yaklaşık aynı miktarda yakıt üreten ve tüketen" toryum reaktörlerinin geliştirilmesi konusunda işbirliği yapmaya başladılar ".[50]

Japonya

[değiştir | kaynağı değiştir]

Haziran 2012'de, Japon kamu kuruluşu Chubu Electric Power, toryumu "gelecekteki olası enerji kaynaklarından biri" olarak gördüğünü yazdı.

Norveç

[değiştir | kaynağı değiştir]

2012'nin sonlarında, Norveç özel sektörüne ait Thor Energy, hükûmet ve Westinghouse ile işbirliği içinde, mevcut bir nükleer reaktörde toryum kullanacak dört yıllık bir deneme duyurdu. 2013 yılında Aker Solutions, proton hızlandırıcı tabanlı bir toryum nükleer santralinin tasarımı için Nobel Ödüllü fizikçi Carlo Rubbia'dan patent satın aldı.[51]

Birleşik Krallık

[değiştir | kaynağı değiştir]

Britanya'da, toryuma dayalı nükleer santraller üzerine araştırmaları teşvik eden veya inceleyen bir kuruluş, Alvin Weinberg Vakfı'dır. Lordlar Kamarası üyesi Bryony Worthington, İngiltere'nin enerji planlarını değiştirebilecek "unutulmuş yakıt" olarak adlandırdığı toryumu tanıtıyor. Bununla birlikte, 2010 yılında Birleşik Krallık Ulusal Nükleer Laboratuvarı (NNL), kısa ve orta vadede, "... toryum yakıt döngüsünün şu anda oynayacak bir rolü olmadığı", çünkü "teknik olarak olgunlaşmamış olduğu ve belirgin faydaları olmayan önemli bir finansal yatırım ve risk gerektirir" diyor ve faydaların "abartılı" olduğunu belirtiyor. Friends of the Earth UK, araştırmayı bir yedek seçenek olarak "yararlı" görüyor.[52]

Amerika Birleşik Devletleri

[değiştir | kaynağı değiştir]

Amerika'nın Geleceğine İlişkin Mavi Kurdele Komisyonu, Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanı'na sunulan Ocak 2012 raporunda, "toryum kullanan bir erimiş tuz reaktörünün de önerildiğini" belirtiyor. Aynı ay , ABD Enerji Bakanlığı'nın bir MSR kullanan toryum bazlı nükleer enerji tasarımları konusunda "Çin ile sessizce işbirliği yaptığı" bildirildi.

Bazı uzmanlar ve politikacılar, toryumun "ABD'nin nükleer geleceğinin temel direği" olmasını istiyor. Dönemin Senatörleri Harry Reid ve Orrin Hatch, ORNLaraştırmasını canlandırmak için 250 milyon dolarlık federal araştırma fonunun kullanılmasını desteklediler.[2]

Pennsylvania, Shippingport'taki dünyanın ikinci tam ölçekli atomik elektrik santralinin baş tasarımcısı Alvin Radkowsky, 1997'de "yaratıcı bir atılım" olarak kabul edilen toryum bazlı bir reaktör oluşturmak için ortak bir ABD ve Rusya projesi kurdu.[53] 1992'de İsrail'in Tel Aviv kentinde yerleşik bir profesörken, toryum reaktörleri inşa etmek için Washington DC yakınlarında ABD şirketi Thorium Power Ltd.'yi kurdu.[53]

Amerika Birleşik Devletleri , Teksas, Odessa yakınlarında önerilen <sup id="mwAe8">HT3R</sup> araştırma projesinin birincil yakıtı seramik kaplı toryum boncukları olacaktır.[54] önerilen işletme tarihi 2015.[55]

Başkanlık Özgürlük Madalyası sahibi Richard L. Garwin ve Georges Charpak, toryuma dayalı nükleer enerjinin araştırma potansiyeli hakkında Megavatlar ve Megatonlar (2001), s. 153–63te ileri tavsiyeler veriyor.

Toryum kaynakları

[değiştir | kaynağı değiştir]
Dünya toryum rezervleri (2007)
Ülke ton %
Hindistan 980.000 %25.1
Avustralya 489.000 %18,7
ABD 400.000 %15,3
Türkiye 344.000 %13,2
Brezilya 302.000 %11,6
Venezuela 300.000 %11,5
Norveç 132.000 %5,1
Mısır 100.000 %3,8
Rusya 75.000 %2,9
Grönland (Danimarka) 54.000 %2,1
Kanada 44.000 %1,7
Güney Afrika 18.000 %0,7
Diğer ülkeler 33.000 %1,2
Dünya Toplamı 2.610.000 %100.0

Toryum çoğunlukla, yaklaşık %12'ye kadar, (ortalama olarak %6-7) nadir toprak fosfat minerali içeren monazit ile bulunur. Dünya monazit kaynaklarının yaklaşık 12 milyon ton olduğu tahmin ediliyor ve bunun üçte ikisi Hindistan'ın güney ve doğu kıyılarındaki ağır mineral kum yataklarında bulunuyor. Diğer bazı ülkelerde önemli yataklar vardır (tablo). Monazit, iyi bir REE (nadir toprak elementleri) kaynağıdır, ancak monazitlerin üretilmesi yan ürün olarak üretilen radyoaktif toryumun süresiz olarak depolanma gereksinimi yüzünden ekonomik değildir. Toryuma dayalı enerji santralleri büyük ölçekte benimsenirse, Dünyanın toryum ihtiyacı yanında daha değerli REE'ler monazitlerin rafine edilmesiyle karşılanabilir.[56]

Makul olarak garanti edilen rezervlere (RAR) ve tahmini ek toryum rezervlerine (EAR) ilişkin başka bir tahmin OECD/NEA, Nuclear Energy, "Trends in Nuclear Fuel Cycle", Paris, Fransa (2001)'den alınmıştır.[57] ("Ton cinsinden IAEA Tahminleri" tablosuna bakın)

Ton cinsinden IAEA Tahminleri (2005)
Ülke RAR Th Toprak
Hindistan 519.000 %21
Avustralya 489.000 %19
ABD 400.000 %13
Türkiye 344.000 %11
Venezuela 302.000 %10
Brezilya 302.000 %10
Norveç 132.000 %4
Mısır 100.000 %3
Rusya 75.000 %2
Grönland 54.000 %2
Kanada 44.000 %2
Güney Afrika 18.000 %1
Diğer ülkeler 33.000 %2
Dünya Toplamı 2.810.000 100%

Yukarıdaki rakamlar rezervlerdir ve bu haliyle, şu ana kadar envantere alınan ve cari piyasa fiyatlarından çıkarılabileceği tahmin edilen yüksek konsantrasyonlu yataklardaki toryum miktarını ifade eder; Dünya'nın 3 ×1019 tonluk kabuğunda milyonlarca kat daha fazla toryum, yaklaşık 120 trilyon ton toryum ve orta konsantrasyonlarda daha az ama çok büyük miktarlarda toryum var. Kanıtlanmış rezervler, bir maden kaynağının gelecekteki toplam arzının iyi bir göstergesidir.

Reaktör türleri

[değiştir | kaynağı değiştir]

Dünya Nükleer Birliği'ne göre, yedi tip reaktör toryum yakıtı kullanabilir. Altı bir noktada hizmete girdi:

  • Ağır su reaktörleri (PHWR'ler)
    • Gelişmiş Ağır Su Reaktörü (AHWR)
    • Sulu Homojen Reaktörler (AHR'ler), ağır su çözeltisinde asılı halde doğal olarak bulunan uranyum ve toryumu kabul edebilen sıvı yakıtlı bir tasarım olarak önerilmiştir.[58] AHR'ler inşa edildi ve IAEA reaktör veri tabanına göre yedi tanesi şu anda araştırma reaktörü olarak çalışıyor.
  • Kaynar (hafif) su reaktörleri (BWR'ler)
  • Basınçlı (hafif) su reaktörleri (PWR'ler)
  • Sıvı florür toryum reaktörleri (LFTR'ler) dahil olmak üzere erimiş tuz reaktörleri (MSR'ler).[59]
    • Erimiş tuz üretici reaktörler veya MSBR'ler, daha bölünebilir malzeme üretmek için toryum kullanır.[60]
  • Yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörler (HTR'ler)
  • Hızlı nötron reaktörleri (FNR'ler)
  • Hızlandırıcı tahrikli reaktörler (ADS)

Ayrıca bakınız

[değiştir | kaynağı değiştir]
  • Hızlandırıcı güdümlü kritik altı reaktör
  • Nesil IV reaktörü
  • Hindistan'ın üç aşamalı nükleer enerji programı
  • Toryum kaynaklarına göre ülkelerin listesi

notlar

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ A nuclear reactor consumes certain specific fissile isotopes to produce energy. Currently, the most common types of nuclear reactor fuel are:

Kaynakça

[değiştir | kaynağı değiştir]
  1. ^ a b c d e Moir, Ralph W. and Teller, Edward. "Thorium-fuelled Reactor Using Molten Salt Technology", Journal of Nuclear Technology, September 2005 Vol 151 (PDF file available). This article was Teller's last, published after his death in 2003.
  2. ^ a b Cooper (2011). "Should We Consider Using Liquid Fluoride Thorium Reactors for Power Generation?". Environmental Science. 45 (15): 6237-38. doi:10.1021/es2021318. PMID 21732635. 
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya". 3 Şubat 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Haziran 2023. 
  4. ^ https://www.ntv.com.tr/teknoloji/cinde-ilk-toryum-reaktoru-icin-isletim-izni-verildi,ejXbPgVCkEq0Bbt8ZVDqFw [yalın URL]
  5. ^ Humphrey (1 Aralık 2018). "Viability of thorium-based nuclear fuel cycle for the next generation nuclear reactor: Issues and prospects". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 97: 259-275. doi:10.1016/j.rser.2018.08.019. 8 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2021 – www.sciencedirect.com vasıtasıyla. 
  6. ^ Martin, Richard. "Uranyum Son Yüzyılda - Yeni Yeşil Nükleer Nükleer Güç Toryum'a Girin" 26 Haziran 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., Wired dergisi, 21 Aralık 2009
  7. ^ Mitch Jacoby (16 Kasım 2009). "Reintroducing Thorium". Chemical & Engineering News. 87 (46). ss. 44-46. 24 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2020. 
  8. ^ Stenger, Victor J. (9 Ocak 2012). "LFTR: Uzun Vadeli Bir Enerji Çözümü?". Huffington Post. 22 Aralık 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Temmuz 2012. 
  9. ^ a b c d e f g Martin, Richard. Superfuel: Thorium, the Green Energy Source for the Future. Palgrave–Macmillan (2012)
  10. ^ Sorensen, Kirk (18 May 2022) "Thorium Energy Security Act" released 4 Ekim 2022 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  11. ^ Goswami, D. Yogi, ed. The CRC Handbook of Mechanical Engineering, Second Edition, CRC Press (2012) pp. 7–45
  12. ^ R. Everett (2004). Introduction to Weapons of Mass Destruction: Radiological, Chemical, and Biological. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. s. 85. ISBN 978-0-471-46560-7. .
  13. ^ a b "American Science LFTR" (PDF). 8 Aralık 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  14. ^ a b "References Thorium". World Nuclear Association. 4 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  15. ^ "Thorium fuel cycle — Potential benefits and challenges" (PDF). International Atomic Energy Agency. May 2005. 4 Ekim 2019 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Aralık 2021. 
  16. ^ Evans-Pritchard, Ambrose. "Obama could kill fossil fuels overnight with a nuclear dash for thorium" 13 Mayıs 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi., The Telegraph, UK 29 August 2010
  17. ^ "High Efficiency Nuclear Power Plants Using Liquid Fluoride Thorium Reactor Technology" (PDF). NASA. October 2009. 28 Nisan 2021 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2014. 
  18. ^ International Atomic Energy Agency. "Thorium fuel cycle – Potential benefits and challenges" (PDF). 4 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Ekim 2014. 
  19. ^ Mathieu (2006). "The thorium molten salt reactor: Moving on from the MSBR" (PDF). Progress in Nuclear Energy. 48 (7): 664-79. arXiv:nucl-ex/0506004v1 $2. doi:10.1016/j.pnucene.2006.07.005. 8 Ağustos 2014 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Şubat 2013. 
  20. ^ Nelson, Andrew T. (Sep–Oct 2012). "Thorium: Not a near-term commercial nuclear fuel". Bulletin of the Atomic Scientists. 68 (5): 33-44. doi:10.1177/0096340212459125. 4 Kasım 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Ocak 2013. 
  21. ^ ""Superfuel" Thorium a Proliferation Risk?". 5 Aralık 2012. 27 Ekim 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Şubat 2014. 
  22. ^ "Thorium power has a protactinium problem". Bulletin of the Atomic Scientists. 6 Ağustos 2018. 6 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Ağustos 2018. 
  23. ^ "Thorium trumps all fuels as energy source". zdnet.com. 2 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Mayıs 2021. 
  24. ^ "Hans Blix: Nuclear must use thorium fuel to reduce weapons risk". ZDnet. 26 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Mayıs 2021. 
  25. ^ "Nuclear's future: Fission or fizzle?". 27 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  26. ^ Sahin (2006). "Investigation of CANDU reactors as a thorium burner". Energy Conversion and Management. 47 (13–14): 1661. doi:10.1016/j.enconman.2005.10.013. 
  27. ^ "Moltex to partner in nuclear research and innovation cluster". www2.gnb.ca. 13 Temmuz 2018. 9 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ekim 2018. 
  28. ^ "Second company investing in nuclear technology in N.B." Global News. 9 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ekim 2018. 
  29. ^ "UK Moltex seeks to deploy its Stable Salt Reactor in Canada - Nuclear Engineering International". www.neimagazine.com. 7 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2021. 
  30. ^ a b c d "Kun Chen from Chinese Academy of Sciences on China Thorium Molten Salt Reactor TMSR Program". 25 Ağustos 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ağustos 2021 – www.youtube.com vasıtasıyla. 
  31. ^ "How China hopes to play a leading role in developing next-generation nuclear reactors". sg.news.yahoo.com. 14 Haziran 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2021. 
  32. ^ a b Ben Turner (24 Haziran 2021). "China Creates New Thorium Reactor". Live Science. 8 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ağustos 2021. 
  33. ^ "China adding finishing touches to world-first thorium nuclear reactor". New Atlas (İngilizce). 20 Temmuz 2021. 25 Temmuz 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2021. 
  34. ^ "China Says It's Closing in on Thorium Nuclear Reactor". IEEE Spectrum (İngilizce). 4 Ağustos 2021. 5 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Eylül 2021. 
  35. ^ "Chinese molten-salt reactor cleared for start up". World Nuclear News. World Nuclear Association. 9 Ağustos 2022. 9 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ağustos 2022. 
  36. ^ Katusa (16 Şubat 2012). "The Thing About Thorium: Why The Better Nuclear Fuel May Not Get A Chance". Forbes. s. 2. 29 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Kasım 2014. 
  37. ^ Saurav (12 Aralık 2017), "India's research fleet", neimagazine.com, 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 1 Temmuz 2018 
  38. ^ YouTube'da "India's experimental Thorium Fuel Cycle Nuclear Reactor [NDTV Report video] 2010, 7 minutes
  39. ^ Maseeh Rahman (1 Kasım 2011). "How Homi Bhabha's vision turned India into a nuclear R&D leader". Mumbai: Guardian. 12 Kasım 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mart 2012. 
  40. ^ "A future energy giant? India's thorium-based nuclear plans". Physorg.com. 1 Ekim 2010. 17 Ocak 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Mart 2012. 
  41. ^ Chalmers (2010). "Enter the thorium tiger". Physics World. 23 (10): 40-45. doi:10.1088/2058-7058/23/10/35. ISSN 2058-7058. 
  42. ^ Special Correspondent (1 Temmuz 2013). "India's Prototype Fast Breeder Reactor at advanced stage of completion". The Hindu. 11 Ekim 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Ekim 2013. 
  43. ^ "Press Information Bureau". pib.gov.in. 27 Şubat 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2021. 
  44. ^ Nuclear Energy Encyclopedia: Science, Technology, and Applications. 2011. s. 89. ISBN 978-1-118-04347-9. 4 Mart 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Ekim 2016. 
  45. ^ "Fuel for India's nuclear ambitions". Nuclear Engineering International. 7 Nisan 2017. 12 Nisan 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Nisan 2017. 
  46. ^ "PFBR: Parliamentary panel slams govt for 'inordinate delays'". The Economic Times. 22 Ocak 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2016. 
  47. ^ "Business News Today: Read Latest Business news, India Business News Live, Share Market & Economy News". The Economic Times. 19 Mayıs 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2021. 
  48. ^ Jaideep A. Prabhu (3 Kasım 2015). "Fast forwarding to thorium". The Hindu. 3 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2016. 
  49. ^ "P3Tek Recommends Thorcon Molten Salt Nuclear Reactor for Indonesia | NextBigFuture.com". 11 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Mayıs 2021. 
  50. ^ "Self-sustaining nuclear energy from Israel" Israel21c News Service, 11 October 2010
  51. ^ Rebecca (30 Ağustos 2010). "Development of Tiny Thorium Reactors Could Wean the World Off Oil In Just Five Years | Popular Science". Popsci.com. 14 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Eylül 2013. 
  52. ^ Mike (24 Mart 2011). "Thorium reactors and nuclear fusion". Friends of the Earth UK. 7 Temmuz 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  53. ^ a b Friedman, John S., Bulletin of the Atomic Scientists, September 1997 pp. 19–20
  54. ^ Paul, Corey (8 Eylül 2016). "UTPB, private company to push for advanced reactor". OA Online. 27 Kasım 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 27 Kasım 2019. 
  55. ^ Lobsenz, George (23 Şubat 2006). "Advanced reactor plan gets off the ground in Texas" (PDF). The Energy Daily. 17 Temmuz 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  56. ^ "Kennedy Rare-Earth-Elements (REE) Briefing to IAEA, United Nations". 24 Nisan 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Nisan 2018 – www.youtube.com vasıtasıyla. 
  57. ^ IAEA: Thorium fuel cycle – Potential benefits and challenges (PDF). ss. 45 (table 8), 97 (ref 78). 4 Ağustos 2016 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Ocak 2014. 
  58. ^ "FFR Chapter 1" (PDF). 4 Kasım 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 20 Mart 2013. 
  59. ^ Banerjee (25 Kasım 2016). "Nuclear power from thorium: different options" (PDF). Current Science. 111 (10): 1607-23. doi:10.18520/cs/v111/i10/1607-1623. 2 Haziran 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Mart 2018. 
  60. ^ Vijayan (28 Ağustos 2015). "Conceptual design of Indian molten salt breeder reactor". Pramana. 85 (3): 539-54. doi:10.1007/s12043-015-1070-0. 7 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mayıs 2020. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Toryum_bazlı_nükleer_enerji&oldid=33240523" sayfasından alınmıştır