Diğer Ar-Ge Faaliyetleri

Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de nükleer tıp alanında büyük ihtiyaç duyulan ve hâlen ithal edilen Molibden-99 (Mo-99) radyoizotopunun üretilmesine yönelik projeler FİGES tarafından planlanmaktadır. Prototip reaktör yapımı için yürütülen Ar-Ge ve fizibilite çalışmalarıyla çeşitli modeller üzerinde durulmuş ve Mo-99 radyoizotopunun üretilmesine de imkân sağlayacak olan Homojen Reaktörler sınıfından Çözelti Reaktörü geliştirilmesi çalışmalarına yoğunlaşılmıştır.

Sulu homojen reaktörlerde bölünme tepkimesi yapacak “yakıt”, en fazla %19,75 oranında uranyum-235 izotopu içeren (zenginleştirilmiş uranyum-EU) “uranil nitrat” tuzudur. Suda çok kolay çözünen bu tuzla hazırlanan “sulu çözelti”, nükleer tepkimeleri kendi kendine sürdürebilecek kütle miktarında hazırlanarak küresel veya silindir biçimli bir kaba doldurulur. Nükleer bölünme tepkimesi sırasında açığa çıkan ısının, çözelti sıcaklığının 90 oC’nin üstüne geçmemesi için ortamdan uzlaştırılması gerekir.

Uranyumun bölünmesi sırasında ortaya çıkan bölünme ürünleri içinde Mo-99’dan başka, Xe-133, Sr-89, Y-90, I-131 gibi gene nükleer tıpta kullanılan diğer değerli radyoizotoplar da yer almaktadır. İşlem sırasında uranil nitrat çözeltisinden belirli miktar dışarı alınır ve “kimyasal temizleme” işlemine sokularak adı geçen radyoizotoplar sürekli olarak ayrıştırılır. Aşağıdaki resimde, hâlen Rusya’da Kurçatov Enstitüsünde çalışmakta olan ARGUS Çözelti Reaktörü şeması görülmektedir.

45-50 yıl öncesine dayanan Çözelti Reaktörlerinden bugüne kadar 30 adet kadar imal edilmiştir. Isıl güçleri 50 kW ila 5 MW arasında değişen bu reaktörlerin çalıştırılmasından kaynaklanan geniş bir işletme bilgisi ve veri birikimi bulunmaktadır.

Yapılan hesaplar sonucunda Çözelti Reaktörleri, yüksek Mo-99 üretim verimi, düşük maliyeti, küçük “kritik kütle” ihtiyacı, pasif güvenlik sistemleri ve basitleştirilmiş yakıt işlemleri gibi özellikleri ile günümüzde tekrar ilgi odağı olmaya adaydır.
Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı da ömrü dolan üretim reaktörlerinin kapatılması sebebiyle dünya genelinde temini giderek sıkıntı hale gelen tıbbî radyoizotopların (Mo-99) insan sağlığında daha verimli bir şekilde kullanılması için Çözelti Reaktörlerini ciddî bir alternatif olarak sunmaktadır*.

Çözelti Reaktörlerinin imalat tasarım hesaplarında ANSYS gibi kodların kullanılıyor olması da FİGES’in bu alanda öncü rol almasında önemli bir etken olmaktadır.

* IAEA, Production and Supply of Molybdenum-99, Nuclear Technology