Skip to content Skip to navigation

Toryum Nükleer Yakıt Olarak Nasıl Kullanılıyor?

Dr. Tuba Sarıgül
21/08/2018 - 15:00

Toryumun doğal olarak bulunan altı izotopu (proton sayıları aynı, nötron sayıları farklı olan atomlara izotop denir) var. Bunlardan toryum-232 yerkabuğunda en yaygın olarak bulunan toryum izotopu. Yarı ömrü ise 14 milyar yıl yani neredeyse evrenin tahmin edilen yaşıyla eşit.

Toryum-232 zincirleme fisyon (çekirdek bölünmesi) tepkimeleri sonucu parçalanmaz. Bu nedenle doğrudan nükleer reaktörlerde kullanılamaz. Ancak toryum-232 çeşitli nükleer süreçler sonucu reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilecek uranyum-233’e dönüşebilir. Toryum-232 çekirdeği bir nötron yakalayarak toryum-233 izotopunu oluşturur. Yarı ömrü çok kısa olan (yaklaşık 22 dakika) toryum-233, beta bozunması ile protaktinyum-233’e dönüşür. Yarı ömrü yaklaşık 27 gün olan protaktinyum-233 de yine beta bozunması sonucu uranyum-233’ü oluşturur.

Toryum-232’nin uranyum-233’e dönüşümü

Toryumun kullanıldığı nükleer reaktörlerde zincirleme çekirdek tepkimeleri sonucu enerji elde edilebilmesi için, toryum-232’nin uranyum-233’e dönüşme sürecini başlatacak bir nötron kaynağına ihtiyaç vardır. Bu amaçla genellikle düşük enerjili nötronlarla çarpışarak fisyona uğrayan uranyum-233, uranyum-235 ve plütonyum-239 gibi çekirdekler kullanılır.

Toryum, uranyum, protaktinyum ve plütonyum radyoaktif atomlardır. Radyoaktif atomların çekirdekleri kararlı değildir, ışık ya da parçacık yayarak daha kararlı hale geçerler.

Toryumun nükleer yakıt olarak kullanılması fikrinin geçmişi nükleer enerji ile ilgili gelişmelerin başlangıcına kadar dayanıyor. 1944’te ABD’de farklı nükleer reaktör tasarımları üzerine düzenlenen toplantıda toryumun kullanıldığı reaktör tasarımlarının geliştirilmesine ağırlık verilmesi konusu da tartışılmıştı. Yeni doğal uranyum yataklarının keşfiyle uranyum kaynaklarının tahmin edildiği kadar sınırlı olmadığı anlaşıldı ve toryumla ilgili araştırmalar zamanla önemini yitirdi. Ancak 2002 yılı itibarıyla her yıl yeraltından çıkarılan uranyum, dünyadaki nükleer reaktörlerin yıllık ihtiyacının ancak yarısını karşılayabiliyor. Toryum doğada uranyumdan yaklaşık üç kat daha bol bulunuyor. Dünyadaki toryum kaynaklarının bolluğu açısından değerlendirildiğinde Türkiye altıncı sırada.

Günümüzde toryum kullanılan nükleer reaktörlerle ilgili çalışmalar tekrar gündemde. Yakıt olarak toryum kullanılan farklı yedi reaktör tasarımı var. Bunlardan beşi geçmişte deneme amacıyla kullanılmıştı. Çin ve Hindistan önümüzdeki yıllarda toryum kullanan nükleer reaktörlerin hizmete girmesi amacıyla araştırmalar gerçekleştiriyor.

 

 

 

İlgili İçerikler

Kimya

Kimyacılar, yapılarında meydana gelen değişimleri öğrenmek için genellikle maddeleri ısıtır. Katı hâldeki maddelerin bazıları ısıtıldıklarında erir bazıları sıvı hâle geçmeden doğrudan buharlaşır yani süblimleşir. Sıvılar ise genellikle gaz hâle geçer. Soğutulduklarında eski hâllerine dönerler.

Kimya

Nobel Kimya Ödülü’nün 2019 yılındaki sahipleri, Austin’deki Texas Üniversitesinden John B. Goodenough, New York Eyalet Üniversitesinden M. Stanley Whittingham ve Meijo Üniversitesinden Akira Yoshino oldu. Araştırmacıların lityum iyon pillerin geliştirilmesine yaptıkları önemli katkılar sebebiyle ödüle layık görüldükleri açıklandı.

Kimya

Georgia Teknoloji Enstitüsünden Paul Kohl ve arkadaşları güneş ışığına maruz kaldığında kendiliğinden yok olan bir tür plastik malzeme geliştirdi.

Kimya

Laboratuvar ortamında üretilen bir malzeme tıpkı gerçek bir doku gibi metabolik reaksiyonları gerçekleştirebilir, aynı zamanda vücutla uyumlu olabilir mi? Bilim kurgu filmlerinde karşılaşabileceğimiz bu durum biyolojik nanomalzemeler sayesinde mümkün olabilir.

Kimya

Yeryüzünün pek çok bölgesinde insanlar temiz suya erişmekte güçlük geçiyor. Üstelik küresel iklim değişikliği ve insan etkinlikleri sebebiyle gelecekte durumun daha da kötüleşme ihtimali var. Bu soruna çare bulmak için çalışmalar yapan Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesinden Prof. Dr. Omar Yaghi ve arkadaşları, atmosferden su buharı toplayarak içme suyu üreten bir cihaz geliştirdi.

Kimya

Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesinde çalışan Dr. Hnin Yin Yin Nyein ve arkadaşları, teri analiz eden bir sensör geliştirdi. Sensörün tasarımı ve üretimi Science Advances’ta yayımlanan makalede detaylı bir biçimde açıklandı.

Kimya

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Northwestern Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı elektrik üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi. İnce pas (demir oksit) katmanları üzerinde akan tuzlu suyun kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü yöntemle ilgili makale Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)’da yayımlandı.

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kolaylıkla bulabileceğiniz malzemelerle hidrofobik kaplama yaparken akıllı yüzeylerin doğadaki örneklerini ve kullanım alanlarını öğreniyoruz.

Kimya

ABD’deki Rutgers Üniversitesinden ve Oregon Eyalet Üniversitesinden araştırmacılar, üzerine baskı yapılan kâğıtların geri dönüştürülmeye ihtiyaç olmaksızın tekrar kullanılması için kâğıt üzerindeki baskının çıkarılmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi.

Kimya

Plastikler günlük yaşamımızın bir parçası. Kolay şekillendirilebilmeleri, maliyetlerinin düşük olması, ısı ve elektrik yalıtımı sağlamaları gibi özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanıyorlar. Peki, plastiksiz bir dünya mümkün mü? Biyoplastikler, plastiklerin neden olduğu sorunlara çözüm olabilir mi?