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

Limon suyu ekşidir. Elimizi yıkamak için kullandığımız sabun ise kaygandır. Bu maddeler sırasıyla asit ve baz olarak sınıflandırılır. Peki, asit ve baz nedir? Okulda kimya dersinde ya da laboratuvarında sıkça karşılaştığımız bu kavramlar neden önemli?

Kimya

2019 yılı Prof. Dr. Fuat Sezgin Yılı olarak ilan edildi. Bilim Genç olarak 2019 yılı boyunca Prof. Dr. Fuat Sezgin’in İslam bilim ve teknoloji tarihine katkılarını farklı yazılarla ele alacağız. Prof. Dr. Fuat Sezgin anısına hazırladığımız diğer yazılara ulaşmak için tıklayın.

Kimya

İdeal gazların hareketlerini ve birbirleriyle etkileşmelerini bilardo ya da pinpon toplarınınkine benzetebiliriz. Bu etkinliğimizde de pipon toplarını kullanarak maddenin gaz hâlinin bir benzetimini yapacağız.

Kimya

Orta Doğu Teknik Üniversitesi tarafından üniversite ve lise öğrencilerine konuşma yapmak üzere Türkiye’ye gelen Nobel ödüllü Prof. Dr. Agre başarı hikâyesini Bilim Genç’e anlattı.

Kimya

Herhangi bir maddenin bir molü atomlarının ya da moleküllerinin belirli bir sayısıdır. Bu değer Avogadro sayısıyla ifade edilir. Avogadro sayısının ismi İtalyan bilim insanı Amedeo Avogadro’dan gelir.

Kimya

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan Kehang Cui ve Brian L. Wardle, bilinen en kara malzemeyi üretti. Malzeme, üzerine düşen ışığın %99,995’inden fazlasını soğuruyor.

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.