Çin Neden Toryum Ergimiş Tuz Reaktörü İnşa Ediyor?
Çin’in demo reaktörü, nadir toprak atıklarından nükleer yakıt üretebilir.
Emily WaltzYu-Tzu Chiu , 30 Aralık 2024, IEEE Spectrum
Yarım yüzyıllık bir aradan sonra, toryum, nükleer enerji araştırmalarında bir yakıt kaynağı olarak ön plana geri döndü. 2025 yılında Çin, Gobi Çölü’nde bir gösterim toryum bazlı ergimiş tuz reaktörü inşa etmeye başlamayı planlıyor. Çin Bilimler Akademisi Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü (SINAP) tarafından yönetilen 10 megavatlık reaktör projesinin, Ekim ayında Akademi tarafından yayımlanan çevresel etki raporuna göre, 2030 yılına kadar faaliyete geçmesi planlanıyor. Proje, 2021 yılında tamamlanan ve o zamandan beri işletilen 2 MW’lık deneysel bir versiyonu takip ediyor. Bu makale, Top Tech 2025 özel raporumuzun bir parçasıdır.
Çin’in çabaları hem toryum bazlı yakıt üretimi hem de ergimiş tuz reaktörleri konusunda onu ön plana çıkarıyor. Dünyanın başka yerlerindeki birkaç şirket bu tür yakıt veya reaktör için planlar geliştiriyor, ancak henüz hiçbiri bir reaktör işletmedi. Çin’in pilot projesinden önce, son çalışan ergimiş tuz reaktörü, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’nın 1969’da kapatılan Ergimiş Tuz Reaktör Deneyi idi ve uranyumla çalışıyordu.
İgneous kayalarda ve ağır mineral kumlarında bulunan toryum-232, nükleer yakıtta yaygın olarak kullanılan izotop uranyum-235’ten daha bol bulunur. Ancak bu zayıf radyoaktif metal doğrudan fisil değildir – enerji üreten atom çekirdeklerinin bölünmesi olan fisyonu gerçekleştiremez. Bu nedenle önce fisil uranyum-233’e dönüştürülmelidir. Bu teknik olarak mümkün, ancak ekonomik ve pratik olup olmadığı daha az net.
Çin’in Toryum Reaktörü İlerlemeleri Toryumun çekiciliği, özellikle Hindistan gibi büyük toryum rezervlerine sahip ülkeler için uranyuma bağımlılığı azaltarak enerji kendine yeterliliğini sağlamaya yardımcı olabilmesidir. Ancak Çin, toryumu farklı bir şekilde elde edebilir: Element, Çin’in büyük nadir toprak madenciliği endüstrisinin bir atık ürünüdür. Bunu kullanmak, pratik olarak tükenmez bir yakıt kaynağı sağlayacaktır. Devlet tarafından işletilen Xinhua Haber Ajansı’na göre.Çin’in Gansu eyaleti, bu gelecekteki enerji kaynağı için denizcilik ve havacılık uygulamalarını şimdiden göz önünde bulunduruyor,
Çin’in reaktörüne dair çok az teknik detay mevcut ve SINAP, IEEE Spectrum’un bilgi taleplerine yanıt vermedi. Çin Bilimler Akademisi’nin çevresel etki raporu, ergimiş tuz reaktör çekirdeğinin 3 metre yüksekliğinde ve 2.8 metre çapında olacağını belirtiyor. 700 °C’de çalışacak ve 60 MW termal çıkışa ve 10 MW elektrik üretimine sahip olacak.
MIT’den nükleer bilimci Charles Forsberg’e göre, ergimiş tuz üretici reaktörleri, toryum yakıtı için en uygun tasarımlardır. Bu tür bir reaktörde, toryum florür reaktör çekirdeğindeki ergimiş tuzda çözülür. Toryum-232’yi yakıta dönüştürmek için, toryum-233’e ışınlanır, bu da bir ara madde olan protaktinyum-233’e ve ardından fisil uranyum-233’e dönüşür. Bu yakıt üretim süreci sırasında, protaktinyum çekirdekten çıkarılırken bozunur ve ardından uranyum-233 olarak çekirdeğe geri döner. Fisyon gerçekleşir, ısı ve ardından buhar üretilir, bu da bir türbini çalıştırarak elektrik üretir.
Ancak toryum kullanımıyla birlikte birçok zorluk da gelir. Büyük bir zorluk, nükleer silâhların yayılma riskini yönetmektir. Toryum uranyum-233’e dönüştürüldüğünde, doğrudan nükleer silahlarda kullanılabilir hale gelir. Washington, D.C.’deki Bilim İnsanları Birliği’nin nükleer enerji güvenliği direktörü Edwin Lyman, “Ayrılmış plütonyumla karşılaştırılabilir bir kaliteye sahiptir ve bu nedenle çok tehlikelidir” diyor. Yakıt, reaktör çekirdeği içinde ve dışında dolaşırken, bu hareket uranyum-233’ün çalınması için yollar açar, diyor.
Toryum Yakıtı Nükleer Enerji Sektörünü Cezbediyor Ergimiş tuz reaktörleri geliştiren çoğu grup, en azından kısa vadede yakıt olarak uranyum veya uranyum karışımlarına odaklanıyor. Natura Resources ve Abilene Christian University, her ikisi de Abilene, Teksas’ta, Eylül ayında ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu’ndan inşaat izni aldıktan sonra 1 MW’lık bir sıvı ergimiş tuz reaktörü üzerinde işbirliği yapıyor. Kairos Power, Oak Ridge, Tenn.’de uranyum bazlı üç kantmanlı-yapısal izotropik (TRISO) parçacık yakıtı kullanacak bir florür-tuz soğutmalı, yüksek sıcaklıklı reaktör geliştiriyor. Şirket, Ekim ayında Google ile veri merkezlerine 2035 yılına kadar toplam 500 MW sağlamak için bir anlaşma imzaladı.
Ancak Çin, toryum hedeflerinde yalnız değil. Japonya, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri, Hindistan’ın yanı sıra, bir noktada bu yakıta ilgi göstermiştir. Yayılma sorunu engelleyici gibi görünmüyor ve riski azaltmanın yolları var. Örneğin, Danimarka’nın Copenhagen Atomics şirketi, 2026 için planlanan 1 MW’lık bir pilot proje ile toryum bazlı bir ergimiş tuz reaktörü geliştirmeyi hedefliyor. Şirket, potansiyel hırsızların silah yapımına uygun malzemeye ulaşmak için yüksek radyoaktif bir sistemi kırmak zorunda kalmaları için reaktörü kapatmayı planlıyor. Chicago merkezli Clean Core Thorium Energy, ağır su reaktörleri için tasarlanmış, yüksek dereceli düşük zenginleştirilmiş uranyum (HALEU) dahil olmak üzere karışık toryum ve zenginleştirilmiş uranyum yakıtı geliştirdi ve bu yakıtın silah olarak kullanılamayacağını söylüyorlar.
Son elli yılda siyasi ve teknik engeller toryum yakıtı ve ergimiş tuz reaktörü araştırmalarını büyük ölçüde kenara itmiş olabilir, ancak her ikisi de kesinlikle yeniden gündemde.
