Nükleer santraller ucuza enerji üretiyor. Ancak açığa çıkardıkları radyoaktif atıkların etkisi yüz bin yıl sonra bile devam ediyor. Ayrıca yeraltı depolarında saklanan bu maddelerin sızıntıya karşı en az 300 yıl boyunca denetlenmesi gerekiyor
Türkiye’nin gündemine oturan nükleer enerji tartışması uzun yıllardan beri dünyanın da gündeminde bulunuyor. Özellikle Rusya ile Ukrayna arasında yaşanan doğalgaz kriziyle başlayan enerji kaynakları ve enerji çeşitliliği gibi konular hemen her ülkede yoğun tartışmalara neden oluyor. Bu tartışmalarda ucuz ve temiz enerji üretim tekniği olarak nükleer enerjinin sık sık adı geçiyor. Nükleer karşıtları bu teknolojiyi gelecek nesillere yapılacak en büyük haksızlık olarak nitelendirirken sistemin taraftarları, “eğer enerji sıkıntısı çekmek istemeden yaşamak istiyorsanız risk almanız gerekir” diyor. Peki sözü edilen risk tam olarak nedir? Bu riskin hesabını yapmak mümkün mü? Tam bu noktada söze yine nükleer karşıtları giriyor: ”Atom enerjisini aklınızdan bile geçirmeyin. Zira böyle bir adımın geri dönüşü yok!”
Atıklar 35 yıl bekletiliyor
Ortalama bir nükleer santralin maliyeti 3-5 milyar dolar arasında değişiyor. Büyük ölçekli bir santral ise yılda yaklaşık 11 milyar kilowatt saat (Atatürk Barajı kadar) enerji üretiyor. Bu büyüklükte bir santral ise yılda ortalama 60 metre küp radyoaktif atık üretiyor. Bu teknolojiyi kullanan ülkeler atıkları 70 dereceye varan yüksek ısıları nedeniyle önce santral yakınlarında bulunan soğuk su havuzlarında ‘dinlendiriliyor’. Bu dinlendirme 5 yıl sürüyor. Ardından ara depolama safhası başlıyor. Soğuyan radyoaktif maddeler toprak altına gömülmeden önce ışıma oranı düşmesi için genellikle toprak üzerinde bulunan ‘ara depolarda’ yaklaşık 30 yıl daha bekletiliyor. Bu depolar 60 santimetreye yakın kalınlıkta beton ve çelikten oluşan duvarlarıyla her türlü deprem, sel ve yangına karşı dayanacak şekilde inşa ediliyor. Son depolama safhasında ise yaklaşık 35 yıldan beri bekletilen atıklar toprak altına gömülüyor. Bunun için eski kurumuş maden ocakları kullanılıyor. Bu yer altı depolarının derinlikleri ise 200-900 metre arasında değişiyor. İşin bu kadar uzun sürmesi atıkların içerisinde bulunan ağır metal adı verilen maddelerin etrafa yaydıkları radyasyonun azalmaması.
100 bin yıl sonra bile etkili
Örneğin atık içerisinde bulunan 239 Plutonyum izotopu 24 bin yıl beklese bile ışımaya devam ediyor. Bazı ağır metallerin etkisi ise yüz binlerce yıl geçse de ancak yüzde 4-5 oranında azalıyor. Bu yüzden atıklar gömüldükten sonra en az 300 yıl boyunca sızıntılara karşı denetlenmek zorunda. Uzmanlar toprak altında bulunan son depolama tesislerinin her türlü deprem ve yer altı su baskınlarından uzak bölgelerde yapılması gerektiğine dikkat çekiyor. Ayrıca bu yer altı depolarını çevreleyen toprak yapısının da granit veya buna benzer türden sert ve geçirgen olmayan bir yapıya sahip olması güvenlik açısından çok önemli. Her yeni eklenen atığın yüz binlerce yıl süren ışıma tehlikesi göz önünde tutulursa bu yer altı depolarının en az 1 milyon yıl boyunca güvenli kalması gerekiyor. Bu süre Himalaya veya Alp Dağları’nın oluşum süresine eşit.
Avrupa’nın altı atık dolu
Avrupa’da bu atıklardan tam 12 bin ton toprak altında bulunuyor. Ve bu rakama her yıl bin 730 ton yeni atık ekleniyor. Son verilere göre Avrupa’da halen 145 nükleer santral faaliyet gösteriyor. Alman Nükleer Enerji Kurumu’nun rakamlarına göre bu atıkları güvenli olarak ortadan kaldırmanın yıllık faturası ise 30-35 milyon Euro arası değişiyor. Bu rakam kilowatt saat enerji üretim maliyetine yansıyor. Nükleer santrallerde 1 kilowatt saat elektrik enerjisi ortalama 2.5 cente mal oluyor. Bunun 0.5 centi atık maliyetinden kaynaklanıyor. Bunun yanı sıra santrallerin de sürekli göz altında tutulması gerekiyor. Zira nükleer santrallerde kontrollü olarak atomların parçalanması sağlanıyor. Bu parçalanma sonrası ortaya çıkan enerji de yine kontrollü bir biçimde elektrik enerjisine dönüştürülüyor. Ancak işlerin yolunda gidebilmesi için bu ‘kontrollü’ reaksiyonun sürekli denetlenmesi gerekiyor. Yeni nesil santrallerde bilgisayar destekli sistemler insan hatasına yer vermemek için birçok görevi otomatik olarak yürütüyor. Nükleer santrallerin mimari yapıları da çok sayıda güvenlik unsurunu içeriyor. ‘Soğan modeli’ olarak adlandırılan sistemler dizisine göre santraller reaktör içerisinden başlamak üzere tesisin dış duvarlarına kadar içi içe geçen çok sayıda güvenlik teknolojileriyle korunuyor. Ancak tüm önlemlere rağmen santral üreticileri bile yüzde yüz güvenceden söz edemiyor. Santral karşıtları özellikle ağır metal atıklarından yola çıkarak bir ülkede nükleer santralin yapılmasını gelecek kuşakları doğrudan ve sonu olmayan bir radyasyon tehdidine mahkum etmek anlamına geldiğine dikkat çekiyor. Santral taraftarları ise enerji açığının altını çiziyor ve elektrik yoksa gelecekte yok diyor. Bu durumda son söz yine siyasi otoriteye kalıyor. Ancak sağlıklı bir karar için konunun yalnızca ekonomik açıdan değerlendirilmemesi büyük önem arz ediyor.
60 yıllık Uranyum kaldı
Nükleer santrallerinin enerji üretim gücü sınırsız değil. Nükleer santrallerde yakıt olarak zenginleştirilmiş Uranyum kullanılıyor. Dünya üzerinde faaliyet gösteren 443 nükleer santralin yıllık uranyum ihtiyacı 65 bin ton seviyesinde bulunuyor. Dünyanın toplam uranyum rezervi ise 11 milyon ton düzeyinde. Bu rakam teorik olarak dünyaya 100 sene uranyum sağlamaya yeterli. Ancak bu miktarın yalnızca 3 milyon tonluk bölümünün topraktan çıkarılması ekonomik olarak anlam ifade ediyor. Geri kalan kısım ise genellikle toprağın çok derinlerinde veya okyanusların altında bulunuyor. Hatta belirli bir kısmının okyanus suyunda çözülmüş olarak dolaşıyor. Yani bu uranyumu kullanır hale getirmek için bugünün teknolojisiyle büyük yatırımlar yapmak gerekiyor. Ancak bu yatırımlar doğrudan elektrik fiyatında yansıyacağı için kullanımları pek anlam ifade etmiyor. Araştırmalar bugün çıkarılan uranyum miktarının talebe göre en çok 40-60 yıl yeteceğini gösteriyor. Dünyada 19 uranyum üreticisi var. Bu ülkeler dünya uranyum üretiminin yüzde 90’ını karşılıyor.
Nükleer enerji nasıl elde ediliyor?
Atomların parçalanmasıyla ortaya çıkan bu enerjinin asıl üretildiği yerler nükleer reaktörler oluyor. Bu dev reaktörlerde, çekirdek tepkimesi kontrollü bir şekilde yapılıyor ve ortaya çıkan enerji de yine kontrollü bir biçimde elektrik enerjisine dönüştürülüyor. Bu işlem içinse doğada bulunan ağır elementler kullanılıyor. İşte, bu ağır elementlerin başındaysa Uranyum geliyor. Ancak, Uranyum madeni, doğal haliyle nükleer enerji üretimi için uygun değil. Bu madde, çoğunluğu “Uranyum 238” denen bir alt-element’ten; yani “izotop”tan oluşuyor. Bundan enerji üretmek oldukça zor ve zahmetli. Nötronla çarpıştığında çok büyük bir enerji oluşturan ve bu yüzden de atom reaktörlerinde asıl “Uranyum 235” izotopu kullanılıyor. Ancak, “Uranyum 235”, çıkarılan madende sadece binde 7 oranında bulunuyor. Bu da nükleer enerji üretebilmek için yeterli değil. Gerekli olan enerjinin açığa çıkarılması için “Uranyum 235”lerin, “Uranyum 238”lerden ayrıştırılıp; ayrı bir yerde toplanması gerekiyor. Bilimadamları bu işleme Uranyumun “zenginleştirilmesi” diyorlar. Zenginleştirme işlemiyse genellikle “santfruj” denilen büyük makinelerde yapılıyor. Uranyum madeni, gaz haline dönüştürülüp, kendi ekseni etrafında hızla dönen bu makinelerin içine konuluyor. Bu hızlı dönüş esnasında, merkezkaç kuvveti sayesinde, daha ağır olan “Uranyum 238” kenarlara toplanıyor. Ve daha hafif olan “Uranyum 235” izotoplarıysa merkezde kalıyor. Bu zenginleştirme; daha doğrusu ayrıştırma işlemi, “Uranyum 235” oranı yüzde 3 ila 5 seviyesine ulaşana kadar devam ediyor. Ve sonunda zenginleştirme tesislerinde hazırlanan “Uranyum 235”, santralde kullanılabilir hale geliyor.
Enerjiyi türbin üretiyor
“Uranyum 235” nükleer santraldeki reaktörün ortasına yerleştirilen ve yakıt çubuğu adı verilen demir çubukların içerisine konuyor. Zenginleştirilmiş uranyum kontrollü olarak nötron bombardımanına tutulunca meydana gelen çarpışma sonucunda çekirdek parçalanıyor ve ortaya büyük bir enerji çıkıyor. Ayrıca, bu enerjiyle birlikte çekirdekteki bazı nötronlar da serbest kalıp diğer çekirdeklerle tepkimeye giriyor. Bu durum ortaya çıkan enerji miktarını daha da artırıyor. Zincirleme olarak devam eden bu hareketin kontrolden çıkmasını önlemek için ise kontrol çubukları kullanılıyor. Bu çubuklar tepkimenin sonlandırılması istendiğinde yakıt çubuklarının bulunduğu ve tepkimenin gerçekleştiği reaktör havuzuna yavaşça daldırılıyor. Nötron emici bir özelliğe sahip bu çubuklar tepkimenin hızını düşürerek aşırı ısınmayı önlüyor. Elde dilen ısı ile reaktör yakınında bulunan nehir veya benzeri su kaynağından sağlanan su buhar hale getiriliyor. Söz konusu buhar basınç altında tekrar tekrar ısıtılarak genleşmesi sağlanıyor. Büyük miktarda ve basınç altında bulunan buhar çok daha yükse basınçla türbine pompalanıyor. Türbinin yüksek hızla dönmesi sonucunda elektrik enerjisi üretilmeye başlanıyor. Kullanım fazlası buharın bir kısmı reaktör yakınındaki devasa bacalardan gökyüzüne yükseliyor. Diğer kısmı ise damıtılarak göl veya nehirlere geri gönderiliyor.
Yosun oranı artıyor
Ancak geri dönen su nehir veya gölün su ısısına kıyasla genellikle daha yüksek olduğu için nükleer santral yakınlarındaki su havzalarında yoğun yosunlaşma olur. Bu da su altındaki pek çok yaşam formu için kötü haber anlamına gelir. Bu arada, nükleere tepkimeyle ısının elde edilmesi esnasında ortaya tüm canlılar için son derece zararlı olan radyasyon çıkar. Bu yüzden, reaktörlerde kullanılan yakıt çubukları, işleri bitince yaklaşık 5 yıl boyunca içi su dolu havuzlarda saklanıyor. Su, hem radyasyonun etkisini yavaşlatıyor hem de aradan geçen uzun zaman süresince bu etkiyi azaltmaya yardımcı oluyor. Kullanılmış olan radyasyonlu yakıt, daha sonra da yeraltında özel olarak yapılan depolara kaldırılıp, saklanıyor.
Dünya Uranyum üretimi
toplam 68 bin 435 ton
Ülke Miktar (Ton)
Kanada 9.700
Avustralya 7.070
Kazakistan 3.315
Rusya 3.070
Nijer 3.000
Namibya 2.500
Özbekistan 2.300
Güney Afrika 855
Ukrayna 800
Nymexxx 