Reaktör ve yakıt türü seçiminde ülke yeraltı kaynaklarının dikkate alınması ve atıkların depolanması

Abstract

ÖZET REAKTÖR VE YAKIT TURU SEÇİMİNDE ÜLKE YERALTI KAYNAKLARININ DİKKATE ALINMASI VE ATIKLARIN DEPOLANMASI Bu çalışma genel olarak üç ana kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda nükleer teknoloji ve nükleer enerjinin esasları, ikinci kısımda Dünyadaki mevcut uranyum ve toryum 'dan oluşan nükleer yer altı kaynakları incelenerek ülkelerin bu yer altı kaynakları doğrultusunda geçmişteki ve günümüzdeki reaktör programları ve son bölümde ise bu programlar dahilinde kurulan reaktörlerden açığa çıkan atıklar ve bu atıkların depolanma şekilleri geniş olarak incelenmiştir. Bugün için nükleer enerji hammaddeleri kapsamına uranyum ve toryum girmektedir. Ancak toryuma dayalı nükleer santralların henüz ekonomik boyutta devreye girmemeleri nedeniyle, toryum halen sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır. Bu nedenle, çalışmada esas olarak uranyum incelenmiş, toryum konusunda ise kısa açıklama verilmiştir. Dünya uranyum kaynakları çeşitli üretim maliyetlerine göre, görünür ve muhtemel olarak sınıflandırılırlar. Günümüzde Kg'ı 80 ABD dolarına mal edilen görünür rezervlerden uranyum üretilmektedir. Dünyada 1991 yılı itibariyle Kg'ı 80 ABD dolarına mal edilebilen 1.449.140 Ton görünür uranyum rezervi vardır. Bunun bir bölümü işletilebilir rezerv, bir bölümü ise yerinde rezervdir. Yani işletme kayıpları hesaba katılmamıştır. Gerçek işletilebilir miktarların, verilen değerlerin %5 ile %50 altında olduğu tahmin edilmektedir. Nükleer enerji hammaddeleri esas olarak nükleer reaktörde elektrik enerjisi elde etmek için yakıt olarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla tüketimi, kurulu nükleer enerji kapasiteleri belirlemektedir. Dünyada mevcut reaktörlerin uranyum tüketimi, 1991 yılında toplam 54.378 ton olmuştur. Kısa dönem için yapılan tahminler, uranyum tüketiminin 2000 yılında 66.349 Ton, 2010 yılında 75.759 Tona yükseleceğini göstermektedir. Türkiye'de uranyum aramalarına 1990 yılı sonuna kadar devam edilmiş ve 5 yatakta toplam 9.129 Ton görünür uranyum rezervi ortaya konulmuştur. Bu yatakların ortalama tenor ve rezervleri, aranıp, bulundukları yıllarda dünyaca kabul edilen ekonomik sınırlarda olmalarına rağmen, bugün için, bu değerler söz konusu sınırların oldukça altında kalmıştır. Bunun nedeni, son yıllarda nükleer santral planlamalarındakiönemli değişmeler ve özellikle Kanada ve Avustralya'da yüksek tenörlü, üretim maliyetleri çok düşük uranyum yataklarının bulunmasıdır. Türkiye'de geçmiş dönemlerde laboratuvar çapta olsa da önemli teknolojik çalışmalar yapılmıştır. Uranyum cevherinden sarı pasta üretilmesi ve sarı pastanın nükleer yakıt haline getirilmesindeki bütün aşamalar gerçekleştirilmiştir. 2000'li yıllarda karşılaşılabilecek enerji sıkıntısını aşabilmek için nükleer enerji kullanımına geçiş kaçınılmaz olacaktır. 2000'li yıllarda uranyum arzı, kurulu reaktörlere dahi yetmeyecektir. Bu durumda Türkiye'nin öz kaynaklarından yararlanması zorunlu olacaktır. Bu nedenle, Türkiye uranyum aramalarına etkin bir şekilde yeniden başlamalıdır. Bugüne kadar bulunan rezervlerin, Türkiye' nin nihai potansiyelini oluşturmadığı, aramalara devam edilmesi durumunda, daha büyük rezervler bulunabileceğine inanılmaktadır. Bunun için gerekli olan, yeterliliğini kanıtlamış eleman kadrosu ve modern ekipman ülkemizde mevcuttur. Toryum, sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır. Bunun en büyük nedeni nükleer yakıt çevrimi ile ilgili sorunlardır. Söz konusu sorunlar nedeniyle, halen dünyada toryumla çalışan bir nükleer santral bulunmamaktadır. Ancak, İngiltere, Almanya ve ABD'de toryumla çalışan deneme amaçlı santrallarda araştırma ve geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. 2000, 173 sayfa Anahtar Kelimeler : Nükleer Reaktör, Yakıt, Uranyum, Toryum, Nükleer atık

m ABSTRACT NATIONAL NATURAL RESOURCES AND STORING WASTE IN CHOOSING OF REACTOR AND FUEL TYPE This study mainly contents three sections. Inn the first section, nuclear technology and the principles of it and after the inspecting of existing uranium and thorium natural resources in the world and the programs of the counties depending on these resources in the past and present in second section, and finally the stocking of waste products result from these reactors built under these programs is researched panoramically. Today uranium and thorium is under the coverage of nuclear energy as raw material. But thorium reactors are still not economic therefore thorium is still waiting his turn as a nuclear fuel. Hence mainly uranium is concerned in details and just a brief explanation is done about thorium. Natural uranium resources in the worl are classified as apparent and possible resources depending on its production cost. Today uranium is produced from reserves that cost about 80 $ USD/kg. According to data in 1991, there is about 1.449.140 tons of apparent uranium reserve that cost 80$/kg to produce. Some of these reserves can be useable reserves and some of them are on its location reserves. That is no process lost taken into account. Real usable amounts are predicted as %5 - %50 below these values. Nuclear energy raw material is mainly used to produce electricity in nuclear power plants. Therefore consumption of it generally depends on the capacity of built nuclear reactors. In 1991 present reactors in the world used about 54.378 tons of uranium. The estimated values for the near future shows that the consumption of uranium will be about 66.349 tons in year 2000 and 75.759 tons in 2010. The research of natural uranium resources in Turkey continued until 1990 and in 5 reserves totally 9.129 tons of uranium is reported in 5 reserves. These reserves were accepted in economical standards on those days but today they are far below these standards. The reason is new technology in nuclear power plants planning and low cost high quality uranium reserves found in Canada and Australia. In Turkey important studies were done in laboratoryIV scale in near future. All the processes from raw uranium to yellow paste and from yellow paste to nuclear fuel were done. In year 2000s, the nuclear power plants are unavoidable to overcome the energy crisis we will face. In that time the uranium supply will not be sufficient even for the reactors which will exist. Therefore it will be a must for Turkey to use its own resources. Hence Turkey must restart research of uranium reserves effectively. The reserves found up to now is not thought the all of its amount and thought that there can be greater reserves. Today we have the needed qualified people and modern equipment. Thorium is still waiting its turn as a raw nuclear fuel. The main reason is the problem faced in the nuclear fuel cycle. There is no existing power plant using thorium yet. But England, Germany, and USA continue to research on nuclear reactors using thorium. 2000, 173 pages Key Words : Nuclear reactor, Fuel, Uranium, Thorium, Nuclear waste