Nükleer enerji üreten reaktörlerin çalışma prensibi görece basit aslında. Nükleer fizikte “zincirleme reaksiyon” adı verilen bir reaksiyonu sürdürecek, yani başlangıç aşamasından sonra bir daha bir müdahalede bulunmanız gerekmeden atom çekirdeğinin parçalanmasını sağlayacak bir materyaliniz varsa, sonsuza yakın bir enerji kaynağını da buldunuz demektir.
Bu materyal, neredeyse kendiliğinden zincirleme reaksiyona girdiği için uranyum atomu daha çok.
Ancak bir sorun var: Uranyum dünyamızda çok da fazla yok. Ayrıca olduğu yerlerde de uranyumu saflaştırmak, onu nükleer santralda yakıt olarak kullanılabilir dereceye getirmek oldukça zor ve masraflı bir iş. Doğada uranyum, U-238 adı verilen izotopuyla bulunuyor daha çok. Bu uranyumun içinde binde 2 civarında bir miktar da U-235 adı verilen izotop var. İşte zincirleme reaksiyona kolayca giren izotop da bu. Yani “uranyum zenginleştirme” adı verilen işlem, U-238’in içindeki U-235’lerin miktarını arttırmak için yapılan zorlu ve uzun bir işlem.
U-235 zincirleme reaksiyona girdiğinde değişim geçiriyor ve plutonyuma dönüşüyor. Plutonyum ise çoğunlukla nükleer silahların yapıldığı atom. Dünyamızın şu anda nükleer santralların atık yakıtı olarak biriktirmek zorunda olduğu tonlarca plutonyumu var. Bu madde insan sağlığı için son derece tehlikeli bir madde.
Peki ama nükleer enerji elde etmek için zaten çok zor ve az bulunan uranyumu alıp onu saflaştırmaya çalışmaktansa aynı işi daha ucuza ve daha bol bulunan bir başka madde ile yapamaz mıyız?
Uranyumun lise kimya derslerinde öğretilen meşhur periyodik tabloda atom numarası 92. Aynı tabloda bir de 90 numaralı atom var: Toryum.
Toryum, dünyada bol bol bulunan, ülkemizde de çok zengin yatakları olan bir maden.
Toryumun en bol bulunan izotopu ise Th-232 adını taşıyan izotop.
Aslında herhangi bir atomda çekirdek bölünmesini sağlamak için bilim insanları neredeyse 100 yıldır aynı yöntemi kullanıyor: O atomu nötron bombardımanına tabi tutuyor.
Th-232’yi nötron bombardımanına tabi tuttuğunuzda bu atom önce Th-233’e dönüşüyor. Ama Th-233’ün ömrü çok kısa. 22 dakika içinde Th-233 ‘protaktanyum’ adı verilen bir ara aşamaya girer. Bu aşamada da 27 gün sürer ve bu sürenin sonunda o ara aşamadan Uranyum-233’e dönüşüm tamamlanır.
U-233 gayet kolay zincirleme reaksiyona giren bir atom.
Yani, pek çok kişiye göre yola U-238’le çıkıp onu U-235’e dönüştürmek için onca çaba harcayacak yerde işe toryumla başlayıp onu U-233’e çevirmek daha ucuz ve pratik bir yol.
Bu iddiayı dile getirenlerden biri de, 30 Kasım 2007’de, henüz 59 yaşındayken kaybettiğimiz fizik profesörü Umut Arık’tı. Boğaziçi Üniversitesi öğretim üyesi olan ve bir hayli zengin bir kariyere sahip olan Prof. Dr. Umut Arık, yıllarca Türkiye’de eğer bir nükleer enerji santralı yapılacaksa bunun için toryum kullanmak gerektiğini anlatmıştı. Çünkü Türkiye’de toryum bol miktarda vardı.
Aslında dünya 1950’li yıllardan beri toryumu yakıt olarak kullanacak nükleer santralları biliyor, bu konuda yapılmış bilimsel çalışmalar olduğu gibi mühendisler tarafından geliştirilmiş santral tasarımları da var. Yani ortada bir bilgi eksiği yok.
Eksik olan tek şey, çalışır durumda bir toryum santralıydı, şimdi onu da Çin yaptı. Gobi çölünün ortasında inşa edilen ve soğutucu materyal olarak erimiş tuz (MSR) kullanan reaktör, Çin medyasının yazdığına göre geçen yılın Haziran ayından beri çalışır durumda.
Toryum kullanan, hele hele bunu erimiş tuzla soğutan reaktörlerin bir büyük avantajı var: Burada nükleer atık olarak ortaya çıkan malzemeyi bir silaha dönüştürmek çok daha zor. Sadece bu da değil, toryumlu santrallarda diğer santralların nükleer atığı olan plütonyumu bir ölçüde kullanmak da öneriliyor, yani bu santrallar mevcut nükleer atıkları azaltmamıza da yardımcı olabilir.
