Saleh SULTANSOY_UPHC2013

Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı,
SANAEM, 18-19 Nisan 2013
Parçacık
ç
Hızlandırıcıları,, Toryum
y ve Türkiye’nin
y
Enerji Problemi
Prof. Dr. Saleh Sultansoy
TOBB ETÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Birimi
Azerbaycan Elmler Akademiyası Fizika İnstitutu
ATLAS, CLIC and LHEC, CERN
TAEK-CERN Bilim Komitesi üyesi
TAC-ISAC üyesi
Türkiye’nin
y
zengin
g Toryum
y
rezervlerine hızlandırıcı teknolojisini
j
ekleyebilirsek ülkemizin (ve hatta Dünyanın) enerji problemini
çözebiliriz.
Böylece, Şehit Profesör Engin ARIK
ARIK’ın
ın rüyası gerçek olur.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
1
İ ik
İçerik
1. Önsöz: Maddenin kudret-i zerriyesi
2. Yeşil Nükleer Enerji: Toryum Yakıtlı Hızlandırıcı
Sürümlü Sistemler
¾ Uranyum ve Toryum Rezervleri
¾ Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler
¾ Nasıl
N l bi
bir model
d l uygulanabilir?
l
bili ?
3. Tarihçe
4. Sonsöz
Ek: Gelişmiş Ülkelerde Yapılan Çalışmalar (Örnekler)
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
2
Bu sunumda Prof. Dr. Numan KURTULMUŞ’un kurduğu Enerji
Çalışma Grubunun Şubat 2013’te tamamladığı Raporun sonuçlarından
i tif d edilmiştir
istifade
dil i ti
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
3
Bazı rakamlar
Türkiye’nin
y
cari açığının
çğ
en önemli 2 nedeni:
¾ enerji kaynakları ithalatı
¾ ileri teknoloji ürünleri ithalatı
Türkiye (2011)
Dünya (2008 ?)
Kurulu Elektrik Güç, GW
55
15.800
Nükleer Santraller
Santraller, GW
0
2 000
2.000
Tablodan görüldüğü gibi nüfusa oranla dünya ortalamasının 1/3
düzeyindeyiz.
düzeyindeyiz
2030 yılında bugünün dünya ortalamasını yakalayabilmemiz için en az 100
GW’lık
GW
lık ek güç kurulmalıdır.
kurulmalıdır
Enerji kaynaklarını dışarıdan elde etmeye devam edersek cari açık
artacaktır.
artacaktır
Yılda 50 ton Toryum ek gücün yarısını (50 GW) üretmeye imkan sağlar.
Bu miktar Türkiye’nin
Türkiye nin Toryum rezervinin on binde biri bile değildir
değildir.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
4
Sunumun başlığı nerden geliyor ?
~~~~~
.
.
.
.
.
.
.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
5
1. Önsöz: Maddenin kudret-i zerriyesi
Yaşamımızı Değiştiren Deney
Rutherford Deneyi (1911)
Rutherford deneyinden elde ettiğimiz bilgiler modern bilimin
ve yüksek teknolojinin bilimsel temelini oluşturuyor.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
6
“Sen geçenlerde demiştin ki: Yazık hala biz, Dünkü ilmin bile biganesiyiz, cahiliyiz,
Dünkü ilmin bile biganesiyiz, cahiliyiz,
İşte fıktanı bu ihmal edilen ma’rifetin
Nesli bir acze düşürmüş ki, bugün, memleketin,
Bir yığın kuvveti var, hem ne tabii de, henüz
Biz o kuvvetlere eller gibi hakim değiliz!
Yarının ilmi nedir, halbuki? Gayet müthiş!
“Maddenin
Maddenin kudret
kudret‐ii zerriyesi
zerriyesi” uğraştığı iş,
uğraştığı iş,
O yaman kudrete hakim olabilsem diyerek, Sarf edip durmada bir çok kafa binlerce emek, Onu bir buldu mu, artık bu zemin: Başka zemin, Çünkü bir damla kömürden edecekler te’min,
Öyle milyonla değil na mütenahi kudret!
Öyle milyonla değil, na‐mütenahi
İbret al kendi sözünden aman oğlum gayret...“
Sebe, 3;
Yunus 61.
Yunus,
61
Nükl
Nükleer
CERN, TAC
ve ötesi
Aldık mı?
S f h 66.bölüm
Safahat,
bölü (1919)
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
7
Mehmet Akif bu sözleri Rutherford Deneyi’nin sonuçlarının 1911 yılında
yayınlanmasının üzerinden 10 yıl geçmeden yazmıştır. Nasıl oldu da Deneyin (o
zaman fizikçilerinin bile çoğunun anlayamadığı) değerini Mehmet Akif çok net
bir şekilde anlayabildi? Bunun cevabı bir önceki slaytta mevcuttur.
Bu Deney’in sonucunda elde ettiğimiz temel bilgiler son yüzyılın
bilim ve teknolojisinin temelini oluşturmaktadır!
Maalesef, halen Mehmet Akif’i anlayamamışız.
Bugün “maddenin kudret-i zerriyesi” en ileri düzeyde CERN’de araştırılmaktadır.
Türk devletleri en kısa zamanda CERN
CERN’ee tam üye olmalıdır.
olmalıdır
“Maddenin kudret-i zerriyesi”ni bizim coğrafyada da araştırmak istiyorsak Türk
Hızlandırıcı Kompleksi (TAC – Turkic Accelerator Complex) projesini en kısa
zamanda gerçekleştirmeliyiz.
N t Temel
Not:
T
l parçacıklara
kl A
Azerbaycan
b
Tü
Türkçesinde
k i d “elementar
“ l
t zerrecikler”
ikl ” denir
d i
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
8
1911 (Rutherford) → 2011 (CERN LHC)
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
9
2. Yeşil Nükleer Enerji: TORYUM
CERN Courier
Mar 27, 2012
Mumbai engages ADS
for nuclear energy
Researchers
R
h
gathered
th d iin IIndia
di recently
tl
to review the progress and outlook in
accelerator-driven systems for power
generation and nuclear-waste
management.
HSS/ADS ile ilgili son gelişmeler için bak:
M. Arık, P.S. Bilgin, A. Çalışkan, M.A. Çetiner, S. Sultansoy
“Yeşil Nükleer Enerji: Proton Hızlandırıcıya Dayalı Toryum
Yakıtlı Enerji Sistemi”
TÜBİTAK Bilim ve Teknik, 537, 46-50 (Ağustos 2012).
Çin, Hindistan, Norveç, İngiltere, ABD, Rusya, AB (Belçika,…), Japonya,
Güney Kore vb bu konuda atağa geçtiler !!! Ya Bizler ???
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
10
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
11
1 Avustralya
1.
A t l
1 738 800 ton
t
%24
1 Hindistan
1.
Hi di t
846 500 ton
t
%12 5
%12,5
2. Kazakistan
819 700 ton
%11
2. Türkiye
744 000 ton
%11
3. Rusya
650 300 ton
%9
3. Brezilya
606 000 ton
%9
4. Kanada
614 400 ton
%8
4. Avustralya
521 000 ton
%7,7
5. Namibya
518 100 ton
%7
5. ABD
434 000 ton
%6,4
6. ABD
472
7 100
00 ton
o
%6
6. Mısır
s
380 000 ton
o
%5,6
Dünya Rezervi
7 096 600 ton
Dünya Rezervi
6 730 000 ton
Kaynak: “Uranium
Uranium 2011: Resources,
Resources Production and Demand
Demand”, A Joint Report
by the OECD Nuclear Energy Agency and the International Atomic Energy
Agency, ISBN 978-92-64-17803-8 (2012).
Bir yılda 1 GW’lık kesintisiz güç üretmek için: 3.5 milyon ton kömür veya 200
ton Uranyum veya 1 ton Toryum gerekmektedir.
Türkiye’nin 57 GW’lık kurulu gücüne eşdeğer nükleer santral kurulmuş olsa idi:
¾ mevcut uranyum rezervimiz ile (7300 ton) bunun ikamesi 1 yıl dahi
ş
karşılanamazdı.
¾ toryum rezervimizin ise 13000 yıl yeterli olacağı teorik olarak elde edilebilir.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
12
Thorium deposits 2012
Kaynak: Nature 492 (2012) 33; 6 December 2012
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
13
Hangisi Doğru?
¾ Türkiye
Türkiye’de
de 1977 yılında MTA tarafından yapılan toryum rezervi
çalışmasında, Eskişehir-Sivrihisar bölgesinde 380.000 ton toryum
rezervi tespit edilmiştir. Monazit şeklinde olduğu için ayrıştırılması zordur.
A
Ayrıca,
M l t K l
Malatya-Kuluncak
k bölgesinde
böl
i d h
havadan
d prospeksiyon
k i
yapılmış
l
ffakat
k t
rezerv tespitine yönelik çalışma yapılmamıştır.
¾ Profesör Carlo Rubbia’nın 1990’lardan itibaren yaptığı sunumlarda
Türkiye’nin toplam Toryum rezervinin 880.000 ton civarında olduğu
belirtilmektedir. Bu rakam OECD ve IAEA verileri ile uyumludur.
Soldaki resim: son yıllarda
Isparta-Aksu bölgesinden çıkarılan
Torit mineralleri
(Kaynak: www.amrminerals.co.uk
www amrminerals co uk )
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
14
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
15
2.2. Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler (HSS)
K
Kaynak:
k KEK ve JAERI’nin
JAERI’ i ortak
t k kkurduğu
d ğ J-PARC’ın
J PARC’ web
b sayfası
f
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
16
Gelişmiş ülkelerin öncelikli amacı: geleneksel
reaktörlerden çıkan uzun ömürlü nükleer atıkların imhası
Türkiye’ni ilgilendiren: nükleer yakıt olarak Toryum
kullanma imkanı
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
17
Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler ne işe yarar?
Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler ne işe yarar?
¾ Geleneksel nükleer reaktörlerde üretilen atıkların yakılması
Geleneksel nükleer reaktörlerde üretilen atıkların yakılması (bu (bu
nükleer teknolojiye sahip gelişmiş ülkeleri ilgilendiriyor)
¾ Toryumun (ve U‐238) yakıt olarak kullanılması (bu bizi ilgilendiriyor)
¾ Plutonyum’un yakılması
l
’
kl
(b
(bu nükleer silahlara sahip ülkeleri kl
l hl
h
lk l
ilgilendiriyor)
¾ Dünyanın enerji dengelerinin değişmesi (en büyük engel)
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
18
Geleceğin enerji kaynağı olarak düşünülen ADS teknolojisini geliştirme
çalışmaları,
l
l
A
Avrupa
(B l ik merkezli),
(Belçika
k li) Çin
Çi ve Amerika’nın
A
ik ’
yanı sıra
Japonya, Hindistan, Brezilya, Rusya ve Güney Kore’de de hızlanarak
devam etmektedir. Son yıllarda başta Belçika, Çin ve Hindistan olmak üzere
birçok ülkede bu konuda ulusal programlar başlatılmış ve uluslararası
işbirlikleri oluşturulmuştur. Ülkemizin de en kısa zamanda ulusal bir
program başlatması ve uluslararası işbirliklerine dahil olması şarttır.
Hızlandırıcı sürümlü sistemlerde nükleer süreci tetikleyecek nötronların
proton hızlandırıcısı sayesinde sağlanması ve reaktörün kritik altı rejimde
çalışmasından
l
d
d l
dolayı
Ç
Çernobil
bil tipi
ti i kazalar
k
l
prensip
i olarak
l k mümkün
ü kü
değildir.
Zararlı nükleer atık miktarı geleneksel reaktörle nazaran çok daha düşüktür.
düşüktür
Yakın gelecekte bir ülkenin hem Toryum rezervlerine hem de onu güvenle
kullanacak kendi ürettiği
ğ ADS teknolojisine
j
sahip
p olması kalıcı bir
ekonomik ve stratejik değer oluşturacaktır.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
19
Bu konuda gelişmiş ülkelerde yapılan
çalışmaların örnekleri Ek’te verilmiştir.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
20
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
21
Akkuyu ve Sinop NGS’ler için yapılması gerekenler:
1.Akkuyu NGS’de
NGS de maksimum Nükleer Teknoloji transferinin sağlanması
amacıyla T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, TAEK, TOBB ve
Üniversite Temsilcilerinden oluşan çalışma grubu oluşturulmalıdır.
2.Sinop NGS projesinde Toryum katkılı reaktör teknolojisi seçilmelidir.
3.Sinop
3
Sinop (ve sonraki) NGS’ler için model önerisi: Japonya ve/veya
Güney Kore ile konsorsiyum kurularak toryum rezervlerimizin ortak
kullanımına karşılık NÜKLEER teknoloji transferi sağlanmalıdır.
a) NGS kurulum ve işletme maliyetinin yaklaşık %5 ini yakıt olarak
kabul edersek, 1 santralin kurulum ve işletme maliyeti 20 santralin
yakıt maliyetine eşittir.
b) Toryum maden rezervlerimiz 10 000 adet 1 GW’lık NGS’nin
işletme süresince yakıtını karşılamaya yeterlidir.
p y ve Güney
y Kore’nin toryum
y
rezervi yyoktur.
c)) Japonya
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
22
Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler için yapılması gerekenler
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı:
¾ Türkiye’nin Toryum rezervleri belirlenmelidir. (MTA)
¾ Toryum ayrıştırma süreçleri geliştirilmelidir. (TAEK)
¾ HSS için nükleer reaktör tasarımı çalışmaları başlatılmalıdır.
başlatılmalıdır (TAEK)
Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı:
¾ GeV enerjili proton hızlandırıcısı tasarımı çalışmaları başlatılmalıdır.
¾ Ulusal Hızlandırıcı Laboratuarı (veya Japonya’da olduğu gibi Kurumu)
kurulmalıdır.
Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu:
¾ 20 Kasım 2007 tarihli toplantıda alınan 2007/102 No’lu “Ulusal Nükleer
Teknoloji
j Geliştirme
ş
Programı
g
((2007-2015)”
) başlıklı
ş
kararın g
gereği
ğ
yapılmalıdır. Bu kararda Toryum Mükemmeliyet Merkezi’nin ve GeV
Enerjili Proton Hızlandırıcısı’nın kurulması öngörülmüştü.
6-7 Ocak 2003 tarihlerinde DPT ve TAEK tarafından Eskişehir Osmangazi
Üniversitesinde 80 bilim insanının katılımıyla düzenlenen “Toryum Yakıtlı
Nükleer
Teknolojiler”
çalıştayında
oluşturulan
yapılanma
gerçekleştirilmelidir.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
23
3. Tarihçe
1993: Nobel ödülü sahibi Prof. Dr. Carlo Rubbia’ın yönetiminde CERN’de Energy
Amplifier (HSS/ADS) çalışmaları başlatıldı.
1993: Bölgesel
1993
Böl
lH
Hızlandırıcı
l d
M
Merkezi
k i (2001’ d
den itib
itibaren TAC – Turkic
T ki Accelerator
A
l t
Complex) önerisi yayınlandı.
1997: Profesör Rubbia bu çalışmalar ile ilgili evrakları bize iletti
iletti.
1998: Konu ile ilgili Bilgi Notu TAEK’e iletildi.
Haziran 1999: TAEK’te Türk Cumhuriyetlerinden gelen bilim insanlarının katılımıyla
düzenlenen Nükleer enerji ile ilgili toplantıda Toryum konusunda sunum yapıldı.
Ocak 2002 – Aralık 2005: “Türk Hızlandırıcı Kompleksinin Genel Tasarımı” başlıklı
DPT projesi kapsamında HSS konusunda sistemli çalışmalar yürütüldü.
27 Temmuz 2002: Hürriyet gazetesinde Prof. Dr. Engin ARIK ile “Kurtarıcının adı
Toryum” başlıklı söyleşi yayınlandı.
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
24
Tarihçe (devam)
6-7 Ocak 2003: DPT ve TAEK tarafından Eskişehir Osmangazi Üniversitesinde
Ü
80
bilim insanının katılımıyla “Toryum Yakıtlı Nükleer Teknolojiler” çalıştayı düzenledik.
Ağustos
Ağ
t 2003
2003: Prof.
P f C.
C Rubbia
R bbi başkanlığında
b k l ğ d EA grubu
b ilile Prof.
P f E.
E Arık,
A k P
Prof.
f S.
S
Sultansoy ve Prof. S. Şahin başkanlığında Türk grubunun ortak toplantısı düzenlendi.
Türk grubunun en iyi koşullarla n-ToF deneyine katılması konusunda mutakabat
sağlandı.
ğl d
Ocak 2004: DPT Türk grubunun n-ToF deneyine katılması için TAEK’e bütçe ayırdı.
Aralık 2004: DPT’nin HSS ile ilgili CERN’de yapılan n-TOF deneyine Türk bilim
insanlarının katılması için TAEK’e aktardığı bütçe harcanmadan iade edildi.
….
20 Kasım 2007 (BTYK-16): “Nükleer yakıt teknolojisi konusunda yürütülecek Ar-Ge
faaliyetleri kapsamında SNTM’de Toryum Mükemmeliyet Merkezi kurulması
çalışmaları sürdürülmektedir.
sürdürülmektedir.”
????
Not: UPHUK-1 ve UPHUK-2’de ADS ile ilgili
g sunumlar yyapıldı.
p
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
25
Kongre Sonuç Raporu, Öneriler kısmından
Hızandırıcı Sürümlü Sistemlerde Hızlandırıcıların Elde Edilebilirliği ve Güvenilirliği
M A ÇETİNER,
M.A.
ÇETİNER B
B. DEMİRCİOĞLU
DEMİRCİOĞLU, H
H. KARADENİZ
KARADENİZ, İ.
İ T
T. ÇAKIR,
ÇAKIR B.ÇETİNER
B ÇETİNER
Hızlandırıcı Sürümlü Sistemlerde Siklotronların Kullanılabilirliği
İ. T. ÇAKIR, M.A. ÇETİNER, B. DEMİRCİOĞLU, B. ÇETİNER, H. KARADENİZ
Trade Projesi Proton Hızlandırıcısının Genel Özellikleri Ve Diğer Kullanım Alanları
P.S.BİLGİN,
İ İ A.ÇAYLAN, M.A.ÇETİNER,
İ
S. SULTANSOY, E.TANKER
Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler İçin Doğrusal Hızlandırıcılar
B. DEMİRCİOĞLU, H. KARADENİZ, M.A. ÇETİNER, İ. T. ÇAKIR, B. ÇETİNER
Hızlı Nötronlarla 232 Th'
Th nin Reaksiyonundan Yayınlanan Nötron Spektrumunun İncelenmesi
E. TEL, A. ARASOĞLU, İ. DEMİRKOL, H. AYTEKİN
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
26
Eskişehir Çalıştayı
(6 7 O
(6-7
Ocak
k 2003)
Sonuç Bildirisi
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
27
4. Sonsöz
• Yüksek Teknoloji olmadan Kalkınma olmaz
• Bilim olmadan Yüksek Teknoloji olmaz
• Fizik olmadan Bilim olmaz
• Hızlandırıcılar olmadan Fizik olmaz
Türk Dünyasında hızlandırıcı merkezleri başta olmak üzere Ulusal
Laboratuar sistemi en kısa zamanda kurmalıyız !!
İlim-İrfan’a ve onun ayrılmaz parçası olan Bilim-Teknolojiye en
azından petrol ve gaz boru hatları kadar önem vermeliyiz !!
Bilim ve Teknoloji, Türk Zirvesi toplantılarında gündeminin ilk
sıralarında yer almalıdır !!
S. Sultansoy “En stratejik Strateji:…”
2.Dünya Türk Forumu, 3-5 Nisan 2013, İstanbul
04 Nisan 2013
18
[email protected]ünya
Saleh@UPHCTürk
SANAEM
Forumu
28
Ek: Gelişmiş Ülkelerde Yapılan Çalışmalar (Örnekler)
„
„
„
„
BELÇİKA-AVRUPA BİRLİĞİ
İNGİLTERE
NORVEÇ
JAPONYA
Slaytlar “2nd International Workshop on ACCELERATOR-DRIVEN SUB-CRITICAL
SYSTEMS & THORIUM UTILIZATION (December 11-14, 2011, India)”dan alınmıştır
Not: Bu konuda ABD, Rusya, Güney Kore, Hindistan, Çin dahil birçok ülkede
AR-GE yapılmaktadır
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
29
BELÇİKA-AVRUPA BİRLİĞİ
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
30
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
31
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
32
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
33
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
34
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
35
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
36
NORVEÇ
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
37
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
38
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
39
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
40
18 Nisan 2013
Saleh@UPHC SANAEM
41