Nükleer Enerji: Nedir? Nasıl üretilir? İlgili meseleler.

Nükleer Enerji: Nedir? Nasıl üretilir? İlgili meseleler.
Prof. Dr. H. Okan Zabunoğlu
Hacettepe Üniversitesi, Nükleer Enerji Mühendisliği Bölümü
Bu yazıda: önce nükleer enerjinin ne olduğunu ve nasıl üretildiğini nükleer mühendis
olmayanlara anlatmayı amaçladım; sonra da yazılı ve görsel çeşitli mecralarda yıllardır
gündeme gelen, hakkında düşünüp, yazıp, konuşup, tartışıp durduğum, öğrencilerime
anlatageldiğim “nükleer” ile ilgili ön plana çıkan meseleleri (yeri geldiğinde kişisel bazı
görüşlerimi de ekleyerek) irdelemeye çalıştım. Her türlü soru ve yorumlarınızı Hacettepe
Üniversitesi Nükleer Enerji Mühendisliği Bölümü kanalı ile iletebilirsiniz. 2012-Haziran
Nedir? Nasıl üretilir?
Nükleer enerji denince genellikle fisyon (çekirdek bölünmesi) sonucu açığa çıkan enerji anlaşılır.
(Bir diğer nükleer enerji üretim yolu füzyon’dur, çekirdek birleşmesi; ama füzyon, yıllar süren
çabalara rağmen pratikte ümit vaad eden bir noktaya getirilememiştir.) Bazı izotoplar nötron
yutunca bölünürler ve bölünme ürünleri kazandıkları kinetik enerjiler ile (fisyon sırasında açığa
çıkan enerjinin yedide altısı) olay yerinden uzaklaşmaya çalışırlar. Bu, katının katı içinde hareket
etmesi (etmeye çalışması) demektir; beklendiği üzere ortam çok ısınır. Nükleer enerji sonuçta ısı
enerjisi olarak açığa çıkar.
Nükleer reaktör bu enerjinin sürekli ve düzenli olarak üretilmesini sağlamak üzere tasarımlanmış
bir makinedir. Sürekli ve düzenli üretim için iki şey öncelikle sağlanmalıdır: (1) fisyon
reaksiyonunun bire bir (kontrollü bir şekilde) sürdürülmesi ve (2) üretilen ısının uygun şekilde
ortamdan çekilmesi.
Bazı izotoplar “fisil”dir, yani yavaş (düşük enerjili, hatta enerjisiz) bir nötron yuttuklarında
büyük olasılıkla bölünürler. Fisil izotoplar nükleer enerji üretiminde baş rolü üstlenirler. Her bir
fisyon sonucu 2 veya 3 nötron açığa çıkar. (Eğer ortamdaki fisil izotop oranı her yeni nötronun
tekrar fisyon yapmasına yol açacak düzeyde ise, birim zamanda gerçekleşen fisyon sayısı çığ gibi
büyür ve kontrolsüz bir enerji açığa çıkışı olur. Kontrolsüz fisyon zincir reaksiyonu atom
bombasının temelini oluşturur.)
Nükleer reaktör ise fisyon reaksiyonunun bire bir gerçekleşmesini sağlamak üzere tasarımlanır;
bunun için her bir fisyon sonucu açığa çıkan 2 veya 3 nötrondan yalnızca birinin tekrar fisyon
yapmasını sağlayacak bir düzenek (reaktör kalbi) oluşturulur. Fazla nötronların fisyon yapmadan
yutulması veya sistem dışına kaçması temin edilir. Böylece birim zamanda gerçekleşen fisyon
sayısı kontrol altına alınmış (sabit tutulmuş) olur ve sürekli ısı üretimi gerçekleştirilebilir.
Fisyonlar sonucu devamlı olarak açığa çıkması sağlanan ısının ortamdan uygun şekilde çekilmesi
de nükleer reaktörün diğer önemli işlevidir. Önceden belirlenmiş bir oranda fisil izotop içeren
nükleer yakıt malzemesi uygun bir geometri içine yerleştirilir ve üretilen ısı bir soğutucu
(çoğunlukla su) ile sürekli olarak ortamdan uzaklaştırılır. Çekilen ısının elektrik üretiminde
kullanılması buhar (veya nadiren gaz) türbinleri ile sağlanır. Buhar (veya sıcak gaz) ile elektrik
üretimi nükleer enerjiye özgü değildir, tipik bir kömür veya doğal gaz santralinde nasıl ise
1
nükleerde de aşağı yukarı aynıdır. Elektrik üretim sisteminde nükleer reaktör ısı üreteci görevini
üstlenmiştir; yani ısı, kömür veya doğal gaz yakarak değil de fisyon yolu ile üretilir, temel
farklılık budur.
Özetle; nükleer reaktör, bir nükleer reaksiyonun (fisyon) kontrollü bir şekilde
gerçekleştirilmesini ve bu sırada açığa çıkan ısının sürekli ve düzenli olarak üretimini; güvenli,
çevreci ve güvenilir bir şekilde sağlamak üzere tasarımlanmış bir makinedir.
40-50 yıldır kullanılmakta olan bu makineden 2012-Haziran itibariyle 29 ülkede 433 tane,
elektrik üretmek üzere işletilmektedir; 63 tane de inşa halindedir. Yeryüzündeki toplam kurulu
nükleer güç 370000 MWe (megavat-elektrik) düzeyindedir ve dünya elektrik enerjisi
gereksiniminin yedide birini karşılamaktadır. [World Nuclear Association, 2012]
Elektrik üretimi dışındaki kullanım alanları
Nükleer reaktör, en önemli kullanım alanı olan elektrik üretiminin yanısıra, direkt ısı kaynağı
olarak da kullanılabilir; başta kimya (ve mühendisliği) olmak üzere çeşitli endüstrilerin ihtiyaç
duyduğu ısıyı tedarik edebilir (deniz suyundan tatlı su eldesi, kömürden kömür gazı eldesi,
hidrojen üretimi gibi yoğun ısı gerektiren alanlarda iyice önem kazanır). Nükleer enerji, sağlık
sektöründe tanı ve tedavi amacıyla; sanayide, tarım ve hayvancılıkta önemli pek çok izotopun
üretimi için; kalp pillerinden, uyduların ve uzay araçlarının enerji üreteçlerine kadar geniş bir
yelpazede kullanılır. Ayrıca, nükleer reaktör, denizaltılarda, uçak gemilerinde, araştırma
gemilerinde özellikle tercih edilir (ABD’nin tüm denizaltıları nükleerdir).
Nükleer yakıt
Günümüzde çalışmakta olan reaktörlerin yaklaşık yedide altısını oluşturan “Hafif-Sulu
Reaktörler”in (HSR) yakıtı tasarım gereği % 3 - 5 oranında fisil izotop içermelidir, aksi halde
fisyon zincir reaksiyonunun gerçekleşmesi sağlanamaz. (Günümüz reaktörlerinin % 10 kadarı
CANDU tipi ağır-sulu reaktörlerdir; bu reaktörler doğal uranyumu yakıt olarak kullanırlar.
Yazının bundan sonrasını HSR’leri esas alarak sürdürmek konunun dağılmaması açısından
yararlı olacaktır.)
Doğadaki yegane fisil izotop (gerçek anlamda nükleer reaktör yakıtı) uranyum-235’tir; U-235’in
doğal uranyum içindeki oranı binde 7’dir, doğal U’un kalan binde 993’lük kısmını U-238
oluşturur. Doğal U kullanarak HSR yakıtı yapmak için binde 7 oranını % 3 – 5 aralığına
getirmek gerekir; bu işlem “zenginleştirme” olarak adlandırılır. (Zenginleştirme yoluyla % 90’ın
üzerinde U-235 içeren, silah malzemesi kalitesinde, ürün elde etmek de mümkündür.)
Tipik bir HSR yakıtının % 95-97’lik kısmını oluşturan U-238 fisil değildir, ama “doğurgan”dır;
nükleer reaktörde plütonyum-239’a dönüşür. Pu-239 fisil bir izotoptur ve reaktörde bir yandan
oluşurken bir yandan da fisyon yaparak enerji üretiminde rol oynar. Element olarak doğada
bulunmayan Pu’un en önemli izotopu olan Pu-239 nükleer reaktörlerde U-238’den üretilerek güç
üretimine % 40’a varan katkıda bulunur.
2
Nükleer yakıt üretimi aşamasında, % 3-5 zenginlikte U içeren uranyum-dioksit bileşiği önce
seramik yapıda küçük silindirik tabletler (küçük parmağımızın üst boğumundan birazcık daha
küçük) haline getirilir. Sonra bu tabletler, uzun (3.5-4.0 metre), ince (yaklaşık 1 cm çapında),
metal (bir zirkonyum alaşımı) çubuklara doldurulur ve çubuklar bir kare prizma (bir kenarı
yaklaşık 30 cm) oluşturacak şekilde uygun aralıklarla dizilerek yakıt demetleri oluşturulur.
Soğutma suyu çubukların arasından sürekli geçerek fisyon sonucu açığa çıkan ısıyı çeker ve
çubuk yüzeyinin sabit bir sıcaklıkta kalmasını sağlar.
HSR tipi reaktörlerin dörtte üçünü oluşturan Basınçlı Su Reaktörlerinde 120-190 kadar yakıt
demeti ve her demette 220-260 arası yakıt çubuğu bulunur; reaktör kalbindeki toplam yakıt
çubuğu sayısı 25-50 bin kadardır.
Yakıtın içerdiği fisil izotop oranı belli bir düzeyin altına düşünce artık fisyon zincir reaksiyonunu
sürdürmek olanaksız hale gelir; bu durumda yakıt değiştirmek gerekir. Tipik olarak 1000 MWe
(megavat-elektrik) gücündeki bir HSR’de 90 ton kadar uranyum-dioksit bulunur, bunun üçte biri
her sene “kullanılmış nükleer yakıt” (KNY) olarak reaktörden alınır ve yerine taze yakıt konur.
Yakıtın reaktörde kalma süresi 3-4 yıl kadardır.
1000 MWe gücündeki bir HSR, her yıl 30 ton hafif zenginleştirilmiş (% 3–5) uranyum-dioksit
ile beslenerek 7.5 milyar kWh (kilovat-saat) kadar elektrik üretir.
Kullanılmış Nükleer Yakıt (KNY)
Reaktörden çıkan KNY’ın yaklaşık % 95.5’i uranyum, % 0.9’u plütonyum, % 3.5’i fisyon ürünü
hafif izotoplar ve % 0.1’i diğer ağır izotoplardan (neptünyum, amerikyum, küryum) oluşur. Yani
orijinal (taze) yakıtın yalnızca yirmide biri değişime uğramıştır ve bu değişime uğrayan kısmın
beşte bir kadarı da nükleer enerji üretimi açısından değerli bir element olan ve doğada
bulunmayan Pu’dan oluşmaktadır. (KNY’taki U’un U-235 oranı binde 8 civarındadır, doğal
U’unkinden birazcık daha fazla. KNY’taki toplam Pu miktarı azdır, ama bu Pu’un fisil izotop
oranı % 65-70 gibi yüksek bir düzeydedir.)
KNY reaktörden çıktığında yanına yaklaşılamayacak (ölümcül) seviyede radyoaktiftir; zamanla
radyoaktivitesi azalır ve 40-50 yıl içinde reaktörden çıktığı zamanki değerin binde birine düşer,
ama çok uzun yıllar (asırlar) insan ve çevre için potansiyel bir tehlike olmayı sürdürür.
Taze nükleer yakıt ve KNY aynı dış yapıdadır (ince uzun metal çubuklar); uzaktan bakınca
hangisinin kullanılmış, hangisinin taze olduğunu ayırt etmek hiç de kolay değildir. Atık olarak
tanımlanan maddeler orijinal yakıtın içinde küçük bir kısım olarak (% 3.6) oluşmuş ve orada
kalmıştır; yani herşey ince uzun metal tüplerin içinde olup biter.
Normal şartlarda çevreye salınanlar
Normal çalışma koşullarında nükleer santral çevrecidir; çevreye neredeyse yalnızca ısı (ve/veya
su buharı) atar, bilinen anlamda bir bacası yoktur. Havalandırma bacası vardır, buradan bazı
düşük aktiviteli gazların kontrollü olarak atmosfere bırakılmasına da izin verilir. Nükleer
3
reaktörlerin sebep olduğu radyasyon dozu doğal kaynaklardan alınan doz yanında ihmal
edilebilir düzeydedir (binde 1 – 2).
1000 MWe gücündeki bir nükleer reaktörden her yıl çıkan KNY miktarı da 30 tondur (hacmen
7-8 metreküp). Aynı güçteki bir kömür santrali ise yılda 3 milyon ton kömürle beslenir ve
yaklaşık 7 milyon ton baca gazı ve kül üretir (6.5 milyon ton karbon-dioksit, 750 bin ton kül, 120
bin ton kükürt-dioksit, 20 bin ton azot-oksitler). Nükleer reaktörün KNY miktarı aynı güçteki bir
kömür santralinin atık miktarına kıyasla kütle olarak 250 bin kere, hacim olarak 70 milyon kere
daha azdır. Ayrıca nükleer santralin arazi (alan) gereksinimi de hatırı sayılır ölçüde daha azdır.
KNY ve/veya Yüksek Aktiviteli Nükleer Atık (YANA) yönetimi
KNY’ın % 96.4’lük kısmı (% 95.5 U ve % 0.9 Pu) tekrar yakıt olarak kullanılabilecek değerli
maddelerden oluşmaktadır. KNY’ı kimyasal metodlarla (solvent ekstraksiyonu) işleme tabi
tutarak içerdiği U ve Pu’u geri kazanmak mümkündür. Bu durumda geriye % 3.6’lık kısım olan
ve fisyon ürünü hafif izotoplar ile uranyum-ötesi ağır izotoplardan oluşan bir karışım kalır.
KNY’taki radyoaktivitenin çoğundan sorumlu olan bu karışım “yüksek aktiviteli nükleer atık”
(YANA) olarak tanımlanır. KNY’ın kimyasal olarak işlenmesi, ekonomik açıdan belirsizlikler
içermesinin yanısıra, geri kazanılan Pu’un potansiyel silah malzemesi olması nedeniyle de
tartışma konusu olmuş ve birçok ülkede (mesela ABD) endüstriyel ölçekte benimsenmemiştir.
Bu durumda, yani KNY’ın işlenmediği durumda, KNY’ın tamamı (% 96.4 oranında değerli
malzeme içermesine rağmen) YANA olarak sınıflandırılır ve bu sınıflandırmaya uygun olarak
tasfiye edilmesi planlanır.
Kömür ve benzeri fosil yakıtlı santrallerin atıkları gerekli önlemler alınarak (filtrasyon,
desülfürizasyon, vd.) çevreye salınır. KNY’ların ve/veya YANA’ların idaresi ise çok daha farklı
bir yaklaşım gerektirir. KNY’ın çevreye salınması zaten fiziksel olarak mümkün değildir.
Nükleer atık yönetimi “geçici depolama ve nihai tasfiye” adımlarından oluşur. Reaktörden alınan
KNY önce derin su havuzlarında beklemeye bırakılır; su, hem radyasyona karşı korumayı hem
de gerekli soğutmayı sağlar. Havuzların dolması durumunda, en az 4-5 yıl havuzlarda bekletilmiş
KNY’lar merkezi bir yerüstü depolama tesisine nakledilip orada muhafaza edilebilirler. Su
havuzlarında (veya merkezi depolarda) muhafaza işlemi yıllardır güvenle uygulanmaktadır.
Ancak, bu depolama işlemi, düşük maliyetli olmasına karşın, sürekli bakım ve kontrol
gerektirmektedir ve bu nedenle bir nihai tasfiye yolu olarak sınıflandırılamaz. Nükleer atıkların
nihai tasfiye yolu olarak “jeolojik tasfiye” metodu genel kabul görmüştür. KNY ve/veya YANA
üreten hemen hemen bütün ülkeler (uzun vadede) bunları yerin 500-1500 m altında özel olarak
seçilmiş jeolojik oluşumlarda inşa edilecek depolara gömmeyi planlamaktalar.
Henüz nükleer reaktörü ve teknolojisi olmayan ülkemiz açısından ise nükleer atık meselesinin
boyutu aşağıdaki sayısal örnek ile anlatılabilir. Türkiye’nin 2010 yılındaki tüm elektrik üretimi
olan yaklaşık 210 milyar kilovat-saat’in tamamı nükleer santrallerden karşılansaydı, bunun için
her biri 1200 MWe gücünde toplam 23 nükleer reaktöre ihtiyaç olurdu; ve bu 23 santralden 1520 sene boyunca çıkan KNY, yüzeyi olimpik ölçülerde olan bir havuzu ancak doldururdu.
Havuzun derinliği en az 8-9 metre olmalı ki 3.5-4.0 metre boyundaki KNY demetleri havuzun
4
dibine düşey olarak dizildikten sonra, yukarıda en az 4-5 metre’lik bir su sütunu kalsın. Su
soğutmayı ve radyasyondan korunmayı sağlar.
Özetle, 1200 MWe gücündeki 23 nükleer reaktörden 15-20 sene boyunca çıkan KNY’ın
tamamını yıllar boyu muhafaza etmek için 8-9 metre derinliğinde olimpik ölçülerde bir havuz
yeterlidir.
Ekonomi
Nükleer santralin ilk yatırım maliyeti yüksektir: 1000 MWe için kabaca 2-3 milyar $ (aynı
güçteki bir kömür santralinden daha yüksek, hidro-elektrik santral ile aynı seviyede). Dolayısıyla
bir nükleer santrali yüksek kapasite faktörü ile işletmek son derece önemlidir. Kapasite faktörü
düştükçe, yatırımın geri dönüş hızı da düşer; ve ilk yatırım maliyetinin büyüklüğü muhtemel
sorunların da büyümesine yol açar.
İşletim maliyeti açısından nükleer ve kömür aynı düzeylerdedir. Nükleerin kömüre avantaj
sağladığı nokta yakıt maliyetidir.
Nükleer ve kömür kaynaklı elektrik üretim maliyetlerine (ilk yatırım maliyetleri de dahil
edilerek) bakıldığında pek çok değişken ve belirsizlik göze çarpar. Kömür söz konusu
olduğunda, maliyetler aynı ülke içindeki bölgeler arasında dahi ciddi farklılıklar sergiler.
Nükleer için çoğu ülkede maliyetler kilovat-saat (kWh) başına 3-5 $-sent civarındadır; ama 8.2
$-sent (Macaristan) gibi yüksek, 13.7 $-sent (İsviçre) gibi çok yüksek rakamlar da rapor
edilmektedir. [International Energy Agency, 2010]
Genel olarak nükleerin kömürden daha ucuz olduğunu belirten ülke sayısı çok daha fazladır, ama
tüm belirsizlikler ve hammadde fiyatlarındaki hızlı değişimler nedeniyle bunu bir kuralmış gibi
ileri sürmekten kaçınmakta yarar var.
Güvenilirlik - Arz güvenliği ve çeşitliliği
Bir ülkenin elektrik ihtiyacı günlük, haftalık..., mevsimsel olarak değişir. Ancak tüm değişimlere
rağmen daima ihtiyaç duyulan bir minimum seviye söz konusudur; bu güç seviyesi “baz” (temel)
diye tanımlanır. Baz güç seviyesinin üstündeki gereksinimler “puant” diye adlandırılır. Nükleer
ve fosil yakıtlar (kömür, doğal gaz) baz güç seviyesinin karşılanmasında rakipsizdirler; çünkü dış
faktörlere bağımlı değillerdir, çünkü “güvenilir” kaynaklardır. (Baz gücün karşılanmasında,
kaynak fosil yakıtlar da olsa nükleer de olsa, genel olarak en yeni ve en verimli santraller tercih
edilir.) Barajlar bir başka önemli elektrik üretim aracıdır (hidro-elektrik), ama yağış rejimlerine,
su seviyesine ve kontrolüne olan bağımlılık nedeniyle baz güçten ziyade "puant" gücün
karşılanmasında kullanılırlar. Rüzgar ve güneş gibi kaynaklar ise doğaları gereği daha da büyük
kısıtlamalar içerirler ve daha da az “güvenilir”dirler.
Ülkemizde elektrik üretiminde doğal gaz kullanımı çok yüksek (kabul edilemez) düzeylere
ulaşmıştır (% 50 civarı; yaklaşık 10 sene önce % 40 idi). İthal bir kaynağın elektrik üretiminde
ilk sıraya yerleşmiş olmasının çeşitli sakıncaları var. Ayrıca, her durumda (mesela, bol miktarda
doğal gazımız olsaydı bile), farklı kaynakları kullanarak elektrik üretebilme potansiyeline (arz
5
çeşitliliği) sahip olmanın avantajlarını dikkate almak gerekir. Bir doğal gaz ülkesi olan
Rusya’nın elektrik üretiminde doğal gazın payı % 40’ın altındadır . [Türkiye elektrik sektörünün
dışa bağımlılığı meselesi hakkında yeterince detaylı ve derli toplu bilgi edinmek isteyenlere şu
raporu öneririm: Türkiye Elektrik/Enerji Sektörü Raporu, Haziran 2009, Prof. Dr. Osman
Sevaioğlu, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, ODTÜ.]
Eğer baz güç üretiminde çeşitlilik sağlamak, arz güvenliğini arttırmak istiyorsak, termik (fosil
yakıtlı) santrallerin yanına nükleer santralleri eklemekten başka bir yol şu an için
görünmemektedir.
Nükleer santraller güvenlidir ve çevrecidir (ve güvenilirdir). Zaten güvenli ve çevreci olmayan
herhangi bir şekilde elektrik enerjisi üretilmemelidir. Nispeten “az güvenilir” kaynaklardan (su,
rüzgar, güneş vd.) güvenli ve çevreci bir şekilde elektrik enerjisi üretilebilir ve bunun önemli bir
sakıncası yoktur (tabii ki ona bel bağlamamanız kaydıyla).
Gelişmek
Bugün (2012-Haziran) işletimde olan 433 nükleer reaktörün dörtte üçü OECD ülkelerinde
(nispeten gelişmiş ülkelerde) bulunmaktadır; 104 tane ABD’de, 58 tane Fransa’da, 50 tane
Japonya’da... (toplamın yaklaşık yarısı bu 3 ülkede). [World Nuclear Association, 2012]
“Gelişmişlik” yalnızca kişi başına düşen milli gelirin belli bir düzeyin üstünde olmasıyla sınırlı
bir kavram değildir; aynı zamanda, refah seviyesi, çevre bilinci ve risk algısının da (yaşam
güvenliği düzeyi) ortalamanın yeterince üstünde olduğu anlamını taşır. Günümüzde, insan ve
çevre için daha elverişli şartlar sağlayabilmenin yolu da elektrik enerjisinden geçer; ve kişi
başına elektrik enerjisi tüketimi daha fazla olan ülkeler (gelişmiş ülkeler) hem insanlarına hem
de çevrelerine daha fazla özen gösterebilme olanağı bulurlar.
Kişi başına elektrik enerjisi tüketimi bir ülkenin gelişmişlik seviyesinin belki de en önemli
ölçüsüdür. Türkiye'nin kişi başına elektrik enerjisi tüketimi dünya ortalaması civarındadır
(OECD ülkeleri ortalamasının üçte birinden az) [TEİAŞ, 2010]. Bu da bize basitçe henüz
gidilecek çok yolumuz olduğunu söylemektedir; yani gelişmemiz gerek, elektrik enerjisine
gereksinimimiz var ve artarak sürecek, sürmeli. Bu bağlamda Türkiye her türlü kaynağını
(kömür, gaz, su, rüzgar, güneş vb.) kullanarak güvenli ve çevreci bir şekilde daha fazla elektrik
enerjisi üretmeyi planlamak ve yine güvenli ve çevreci olmak kaydıyla, mevcut yelpazeye
nükleer enerjiyi eklemek zorundadır.
Güvenlik ve çevre kültürü
Ülkemizde güvenlik ve çevre kültürü eksiklikleri sık sık karşımıza sorun olarak çıkar ve şu
soruyu da beraberinde akla getirir: “Önce güvenlik ve çevre kültürümüzdeki eksiklikleri giderip
sonra nükleer teknoloji edinmeye çalışmak daha doğru olmaz mı?” Ben şahsen bu soruya “hayır”
yanıtı veriyorum. Çünkü güvenlik ve çevre kültürü denen şey durduk yere edinilmiyor, öylece
bekleyerek kazanılmıyor; bu kültür, çalışmanın, çabalamanın, riskleri tartmanın bir yan ürünü
olarak elde ediliyor. Sıfır riskle sıfır yol alınır; yani bizim de elimizi taşın altına sokmamız lazım.
Bu kültürü edinmiş ülkelerin ellerini büyük kaya parçalarının altına soktukları düşünülürse,
6
aslında şanslı olduğumuz anlaşılır. Nükleer elektrik üretimi yaklaşık 50 yıllık bir maziye sahip,
onlarca gelişmiş ülke bunu kullanagelmiş ve bir yandan da daha güvenli ve daha çevreci olacak
şekilde geliştirmeyi sürdürmüş; ithal etmeye çalıştığımız sistem 40-50 yıllık deneyimin
ürünüdür.
Şunu da eklemek gerek: aslında “yüksek teknoloji” denen şey kendi güvenlik ve çevre kültürü ile
kol kola dolaşır; onu yüksek teknoloji yapan da budur. İnsan müdahalesi en aza indirgenmiştir,
insan hatalarına karşı önlemler onun doğasında vardır... Bence nükleer teknoloji, pek çok atılım
alanı yaratacak olmasının yanısıra, güvenlik ve çevre kültürümüzün hızla gelişmesine de ciddi
katkılarda bulunacaktır.
Uçak-araba örneğine bakalım, hangisi daha güvenli? Tabii ki açık ara "uçak" (hele Türkiye'de,
büyük bir şehrin sokaklarında yaya olmaktan bile daha güvenli muhtemelen). Peki, insanlar
hangisinden daha çok korkar? Tabii ki açık ara yine "uçak". Bu ikilem, öncelikle “insanların
kaygılarının/korkularının, neyin gerçekte daha güvenli olduğu konusunda pek de yol gösterici
olmadığını” vurguluyor. Aynı zamanda, teknoloji ile bir ilinti de söz konusu. Uçak, arabanın
yanında “yüksek teknoloji”dir ve kendine özgü bir güvenlik kültürü vardır; işler çok daha büyük
ölçüde uzmanlara bırakılmıştır... Bence, çoğumuzun uçaktan korkma sebebi olayın kendi
kontrolümüz ve kavrayışımız dışında gelişiyor olması (uçağın nasıl olup ta uçtuğunu kavramak
pek kolay değil; yerden kalkışı bir dert, yere nasıl ineceği ayrı bir dert; kazara havada iken
durursa gidecek bir yer de yok). Oysa araba öyle mi?! Neyin üstünde ve nasıl gittiği az çok belli,
ayaklarımız sanki yere basıyor (istediğimiz an inip gidebilirmişiz gibi!). Yani işler bizlerin
kontrolünden çıkıp uzmanların kontrolüne girdikçe çok daha güvenli oluyor aslında, ama bir
yandan da bizlerin kaygıları artıyor. İşte tam bu nedenle, doğası gereği, nükleer elektrik
korkulası bir şey ve de daha güvenli!
Tabii ki tüm korkuları/kaygıları en aza indirmek bu teknolojiyi edinme çabası içinde olanların
önemli görevleri arasında daima yer alıyor.
Teknoloji edinimi
Amaç 4 - 5 tane nükleer reaktör ithal edip elektrik ihtiyacımızın % 15 - 20 kadarını karşılamak
olmamalı; nükleer enerjiyi uzun vadeli bir teknoloji edinim/transfer projesi olarak ele almak ve
planları buna göre yapmak gerekir.
Teknoloji kazanımından benim anladığım, bir nükleer reaktörü tasarımlayıp, inşa edip,
işletebilecek aşamaya ulaşmaktır. Hiçbir şeyin % 100 yerli olması gerekmiyor; önemli olan “işi
öğrenmek, bilmek; gerektiği kadarını yapabilecek durumda olmak”. Makul ve muhtemel
başlangıç noktası bir nükleer reaktörün satın alınması (ithalatı) şeklinde olacaktır. Ama bu doğal
gaz ithal etmek gibi bir şey değil; nükleer reaktör ithalatı, yüksek teknoloji gerektiren bu tesisin
(pek çok yan unsuru ile birlikte) topraklarımızda inşasını da içeriyor. Uzunca bir süreç boyunca
bilgi toplama ve deneyim kazanma fırsatları sürekli karşımıza çıkacak; hemen her mühendislik
alanında (ve halkla ilişkiler, dış ilişkiler gibi dallarda) yapılması gereken bir sürü yeni iş
gündeme gelecek; hemen her aşamada uluslararası işbirliği gerekecek ve bundan sağlanabilecek
yararlar hep yanı başımızda olacak.
7
Teknolojik adımlar
Öğrenme sürecindeki basamakları hatırlatmak isterim; yukarı doğru giden bir merdivenin
basamakları gibi... Eğer sıradaki basamak koparsa, biraz ekstra gayretle bir üst basamağa
ulaşmak mümkündür. Sıradaki ikinci basamak da koparsa, iş biraz daha zorlaşır; daha fazla
gayret, daha büyük bir adım gerekir. Daha da fazla basamak koparsa, sonraki basamağa ulaşmak
imkansız hale gelebilir.
Bir akademisyen olarak temel endişem işte bu noktada: yani ülkemizin teknoloji merdiveninde
adım atışı ile ilgili...
İçinde bulunduğumuz çağ “nükleer çağ”; ama şimdiye dek nükleer enerjinin en önemli nimet ve
getirilerinden mahrum kaldık. Bir sonraki çağın ne çağı olacağını bilemiyoruz; ama çok büyük
bir olasılıkla nükleer çağda edinilen bilgi ve deneyimler bir sonraki çağı hazırlamakta, bir
sonraki çağda kullanılacak, lazım olacak...
Bir başka deyişle, nükleer çağda nükleer teknolojiden yoksun kalmak merdivenin sıradaki
basamağının kopması anlamına gelir. Endişem odur ki eğer bir an önce büyükçe bir adım
atmazsak, kopacak yeni bir basamak sonraki basamağı yakalamamızı çok daha zor bir hale
getirebilir.
Fukushima (2011, Japonya) kazası ve radyasyonun uzun vadede olası etkileri
Nükleer reaktörün en önemli “eksi”si radyoaktivite yüzündendir. Radyoaktivite doğal bir
olgudur ve her yerde vardır; ancak nükleer enerji üretimi sırasında reaktör kalbinde oluşan
parçalanma (fisyon) ürünlerinin radyoaktivitesi çok yüksek düzeydedir. Normal çalışma
koşullarında reaktör kalbinde tutulan bu radyoaktivite, bir kaza sırasında en önemli sorunu
oluşturur.
Nükleer enerjinin 50-60 yıllık geçmişinde 7 önemli kaza olmuş ve bunların ikisi insan ve çevre
üzerinde ciddi etkilere yol açmıştır. Çernobil (1986, Ukrayna) sırasında ve sonraki kısa süreçte
60 civarı can kaybı olmuştur. Dokuz şiddetindeki deprem ve peşinden gelen tsunaminin yol
açtığı, 2011 Mart’ından yıl sonuna kadar süren Fukushima (Japonya) kazasında ise şimdilik 3
kişi hayatını kaybetmiştir. Ancak mesele kısa vadedeki yaşam kayıpları ile sınırlı değildir.
Nükleer kazalarla ilgili bir başka endişe kaynağı kaza sırasında etrafa yayılan radyoaktif
maddelerin neden olabileceği uzun vadeli risklerdir. Maalesef bu konuda çok net bulgular
sunmak mümkün değil.
Düşük doz radyasyonun insan sağlığı üzerindeki etkileri tam olarak bilinmemekte ve daha uzun
bir süre de bilinemeyeceği öngörülmektedir. Bu nedenle, bilim çevreleri düşük doz
radyasyondan uzak durmayı önerir. Bu öneri doğrultusunda, özellikle çok sayıda insanın
etkilenebileceği durumlarda, doz sınırları son derece tutucu (kötümser) olarak belirlenir. Sonuç
olarak, sanki doz sınırları aşılınca çok ciddi sağlık etkileri muhakkak ortaya çıkacakmış gibi bir
yanlış izlenim oluşabilir. İşin aslı şöyledir. Radyasyonun en ciddi uzun vadeli etkisi kanser
riskini artırmak yönündedir ve “olasılığa dayalı” bir olgudur. Mesela, Fukushima’da çalışan
personel için yıllık izin verilen maksimum doz 20 mSv (mili-Sievert) iken, kaza nedeniyle bu
8
sınır (12,5 katına) 250’ye çıkarılmıştı. 250 mSv doz alan bir kişinin ömrünün sonuna kadar tüm
kanser tiplerine yakalanma olasılığı, kötümser bir tahminle binde 5 kadar artar. Japonya’da
halktan birinin yaşam boyu kansere yakalanma olasılığı % 47’dir (ölüm olasılığı % 21), o halde,
250 mSv alan bir Fukushima işçisi için bu ihtimal % 47’den % 47.5’e çıkmış olur.
Ciddi bir nükleer kaza sırasında ve/veya sonrasında alınan önlemlerden biri santrali çevreleyen
belli bir bölgede yaşayan insanların tahliye edilmesidir. Eğer önemli düzeyde radyoaktif madde
etrafa saçılırsa, doğa da radyoaktif kirliliğe maruz kalır ve eski haline dönmesi için ne kadar
zaman ve çaba gerekeceğini tahmin etmek zordur. Tüm bunlar düşünüldüğünde, hiç can kaybı
olmasa bile, bazı nükleer kazaları “felaket” boyutunda değerlendirmek yanlış değildir. Ancak
bunu yaparken radyasyonun olası etkilerini zaten kötümser olarak hesaplanmış tahminlerin de
ötesine taşımamaya özen gösterilmelidir.
“Nükleer”e girme aşamasında olan Türkiye’nin önem vermesi gereken bazı
hususlar
Türkiye’nin “nükleer”e giriş çabasının kabaca 40 yıllık bir geçmişi var. 40 yıldır bu işin
yapılamamasında siyasi kaygıların da önemli bir rol oynadığı kanısındayım. Bir nükleer
reaktörün inşası yaklaşık iki seçim dönemi sürüyor; yani olayın üstüne siyasi kaygılardan uzak,
kurumsal (siyaset-üstü) bir kararlılıkla gidilmesi büyük önem kazanıyor. Tüm ilgili kurumların
işe dahil edilmesi, mevzuyu benimsemesi ve üzerine düşeni layıkı ile yapması gerekiyor.
Nükleer çağda nükleer teknolojiye sahip olma gerekliliği ortada; meseleye “nükleer reaktör
ithalatı” olarak değil, bir “teknoloji kazanım projesi” olarak bakılmalı. Bu çerçevede;
organizasyon, iş bölümü ve personel konularındaki eksiklerin yol boyunca giderilmesi bir an
önce planlanmalı.
Teknoloji kazanım çabası içinde, öncelikle gelişmiş ülkelerin yıllardır yapageldiğini yapabilmek
amaçlanmalı, en fazla deneyim edinilmiş reaktör tiplerine odaklanmalı, en yeni ve kağıt üstünde
cazip gözüken senaryolarla zaman ve enerji kaybedilmemeli... Ayrıca, nükleer silah malzemesi
üretimine de giden iki yol olan “zenginleştirme” ve “kullanılmış nükleer yakıtların yeniden
işlenmesi” alanlarından uzak durulmalı. Çünkü, barışçıl amaçlarla bile olsa, bu alanlara
yayılmaya çalışmak; (1) zaten zor olan eldeki işi, zaten sınırlı olan potansiyel ile yapılamaz hale
getirebilir, (2) uluslararası alanda çeşitli sıkıntılar yaratabilir, itibarımızı zedeleyebilir ve
(odaktaki) teknoloji kazanım projesini sekteye uğratabilir.
Halka rağmen değil, halkın desteği ile bu işi yapmak da bir başka önemli husus. Halkla ilişkiler
konusunda ciddi ve kapsamlı çalışmalar yapılmalı. Kamuoyunun güvenini kazanmak ve
desteğini sağlamak noktasında “şeffaflık” çok belirleyici bir unsur olacaktır.
Nükleer enerji ve/veya teknoloji edinme uğruna belli standartlardan taviz verilmemeli. Herşeyin
uluslararası standartlara göre yapılmasının; işlerin uygun tahsile ve vasıflara sahip elemanlara
teslim edilmesinin; ve her aşamada şeffaflığın ve kararlılığın korunmasının önemini vurgulamak
isterim. Tüm bunların sağlanmasında, güçlü ve bağımsız bir denetim kurumu en önemli rolü
üstlenecektir.
9
Kaynaklar
World Nuclear Association, World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements, June
2012, http://www.world-nuclear.org/info/reactors.html
International Energy Agency, OECD, Projected Costs of Generating Electricity, 2010 Edition.
TEİAŞ (Türkiye Elektrik İletim A. Ş. Genel Müdürlüğü), Türkiye Elektrik Üretim - İletim
İstatistikleri 2010, http://www.teias.gov.tr/istatistik2010/İstatistik 2010.htm
Sevaioğlu, O., Türkiye Elektrik/Enerji Sektörü Raporu, Haziran 2009, Elektrik ve Elektronik
Mühendisliği Bölümü, ODTÜ.
10