Atom Bombası ve Nükleer Santralların Geleceği

Gelecek De Gelecek | canakci | Mart 30, 2012 at 5:46 pm

---

İkinci dünya savaşı sırasında bir atom bombası yapabilmek için gereken kaynak, know-how, ve beceri sadece en gelişmiş ülkelerde vardı. Oysa ortaya çıkan yeni teknolojiler sayesinde uranyum zenginleştirmenin maliyeti giderek düşmekte ve gitgide çok kolay yapılabilir hale gelmektedir. Atom bombası yapmak için öncelikle büyük miktarlarda uranyum madenine sahip olmak ve sonra bunu zenginleştirebilmek gerekiyor.

Zenginleştirmekten kasıt doğadaki uranyum madeninin %99.3’ünü oluşturan U238’i, sadece %0.7 bulunan U235’den ayırmak. Kimyasal olarak birbirinin aynı olan bu iki izotopu birbirinden ayırmanın tek yolu U235’in öbüründen sadece %1 daha hafif olmasından yararlanmak. İkinci dünya savaşı sırasında bilinen tek yol gaz difüzyonu metodu idi. Uranyum önce gaz (uranyum hegzaflorid) haline getiriliyor sonra yüzlerce mil boyundaki boru ve membranın içinden geçiriliyordu. Bu uzun yolculuğu daha hafif olduğu için önce bitiren U235 uçta toplanıyor, içinde 235’i barındıran gaz alındıktan sonra işlem tekrarlanıyordu. İşlemin sonunda asıl madende %0.7 olan U235 %90 bir saflığa ulaşmaktaydı. Bu oran bomba yapılabilir saflık oranıdır. Ama bu sonuca ulaşabilmek için gazı döndürme işi çok büyük elektrik sarfiyatı gerektirmekte idi. Denilebilir ki ABD elektrik üretiminin önemli bir payı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tarafından bu iş için harcanmaktaydı. Bu uranyum zenginleştirme tesisi 2 milyon fit kare bir alanı kaplamakta ve tesiste12 bin kişi çalışmakta idi.

Savaş bittikten sonra ABD ve SSCB bu çok pahalı zenginleştirme işlemlerini sürdürüp, herbiri otuzbiner adetten fazla nükleer silaha sahip iki süpergüç oldular. Gaz difüzyon teknolojilerini de çok geliştirdiler. Oysa bu zenginleştirme işinin yeni teknolojisi eskisine göre çok daha başarılı ve ucuz olan ultrasantrifüj metodu idi. Ultrasantrifüjler içinde uranyum bulunan bir kapsülü dakikada 100bin devir hızla çevirebilmektedirler. Bu şekilde 238 ve 235’in aralarındaki sadece %1 olan kitle farkı vurgulanabilen bir ayırıcılık kazanmakta, çevirme işleminin sonunda 238 dibe çökmekte 235 tüpün üst kısmından alınabilmektedir. Bu teknolojiyle bir yıl boyunca sürekli çalıştırılan 1000 ultrasantrifüj bir atom bombası yapmaya yetebilecek zenginleştirilmiş U235 üretilebilmesini sağlamaktadır. Ama bu teknolojinin çalınması çok kolay olduğundan nitekim çalınmıştır da. Amsterdam’da URENCO için çalışan bir mühendis böyle bir tesis için gerekli belgeleri Pakistan hükümetine vermiş, ülkesinde bu başarısından dolayı ulusal kahraman ilan edilmiştir. Sonra bu teknoloji Hindistan, Kuzey Kore vb diğer ülkelere yayılmıştır. En son da Iran’ın 2010 yılında bu iş için 8 bin ultrasantrifüjü faaliyete soktuğu, 30bin tane daha kurmak için çalışma yaptığı anlaşılmıştır. Bu gibi ülkelerin bir tehdit unsuru olarak atom bombasına sahip olmaları etrafındaki diğer küçük devletleri de bu silaha sahip olmaları yönünde teşvik etmekte, bölgedeki riskleri çok fazla arttırmaktadır.

Şimdi yeni nesil daha ileri bir teknoloji de ortaya çıkmakta. Bu teknoloji ultrasantrifüjlerden de çok daha yüksek verim ve ucuzluk vadetmektedir. Uranyum izotoplarının elektron kabukları birbirinin ayni görünmekle birlikte dikkatli incelendiğinde elektron kabuklarının enerji seviyeleri arasında bir fark olduğu göze çarpmaktadır. Çok ince ayarlı bir lazer hüzmesi üzerine gönderildiğinde U235’in kabuğundan elektronlar kopartılabilmekte, 235’den ise bu mümkün olmamakta, böylece bir elektrik alanı içine sokulduklarında iyonize olmuş U235 atomları U238’den kolayca ayrıştırılabilmektedir. Aslında bu iki izotopun enerji seviyeleri arasındaki fark o kadar azdır ki 80’li ve 90’lı yıllarda ABD, Fransa, İngiltere, Almanya, Güney Afrika ve Japonya’daki merkezlerde bu teknolojiye hakim olmak üzere yapılan çalışmalar başarısızlıkla sonuçlanmıştır. ABD’nin bu konudaki çabası 500 bilim adamı ile ve 2 milyar dolar maliyetle yürütülmüştür.

Ama 2006 yılında Avustralyalı bilim adamları hem bu sorunu çözdüklerini hem de bunu ticari olarak piyasaya sunmak amacında olduklarını duyurdular. Santrallarda kullanılan yakıtın maliyetinin %30’u zenginleştirme işleminden kaynaklandığı için Avustralyalı Silex şirketi bu teknoloji için piyasada bir pazar olabileceği görüşüne varmış, General Electric şirketiyle de bu konuda bir sözleşme imzalamıştır. GE şirketi 2012 yılında lazerli uranyum zenginleştirme tesisini faaliyete sokmağa hazırlanmaktadır. Bu teknolojinin ortaya çıkması nükleer santrallerin yakıt maliyetlerini düşürmesi bakımından sevindirici, ancak bomba yapılabilecek düzeyde zenginleştirilmiş uranyumun maliyetini terörist grupların bile eline geçebilecek bir seviyeye düşürmesi bakımından tehlikeli bir gelişmedir.

Nükleer (fizyon) Santrallar
Alışa geldiğimiz enerji üretme biçimleri hep bir biçimde güneşten gelen veya daha önce gelip birikmiş olan enerjiyi aktarıp dönüştürerek kullanmak şeklinde. Petrol, kömür, doğalgaz yakarak, ya da hidroelektrik, rüzgar, biyokütleden elde edilen enerjiler hep güneş kaynaklı. Halen kullanabildiğimiz, güneş kaynaklı olmayan sadece bir tek enerji kaynağımız var. O da Nükleer Enerji diye bildiğimiz ve yarım yüz yılı aşkın süredir kullanmakta olduğumuz “fizyon” enerjisi. Uranyum atomunu parçalayarak elde ediliyor. Bu enerjinin elde edilişi sırasında kömür veya petrol yaktığımızda olduğu gibi büyük miktarda sera gazları ortaya çıkmıyor. O nedenle daha temiz bir enerji olduğu da savunulabilir. Ama tehlikeleri ve yarattığı gerek politik gerekse teknik sorunlar nedeniyle bu enerji bugün artık her tür cazibesini kaybetmiş durumdadır.

ABD en son nükleer santralını bundan 35 yıl önce (1977’de) henüz ThreeMileIsland kazası (1979) gerçekleşmeden önce inşa etmişti. 1986 yılındaki meşum Çernobil kazası (1986) hepsinin üstüne tüy dikti ve en son Japonya’daki (11 Mart 2011) Tsunami faciasının sonunda ortaya çıkan nükleer tehlike üzerine tüm dünya fizyon santrallerinden iyice soğudu. Japonya elektrik enerjisinin önemli bir kısmını elde ettiği atom santrallerinin hepsini kapattı. Almanya 2022 yılına kadar var olan santrallerin hepsini sökme kararı aldı. Gelişmiş ülkeler artık (istisnalar dışında) bu enerji kaynağından tamamen vazgeçmiş görünüyorlar.

Buradaki sorun uranyum atomunu parçaladığınızda (fizyon) radyoaktif tehlikesi onmilyonlarca yıl geçmeyecek olan nükleer atık ortaya çıkması. Tipik olarak 1000 megavatlık bir atom santralı bir yılda otuz ton yüksek radyoaktivite taşıyan nükleer atık ortaya çıkartıyor. Bu atık o kadar radyoaktiftir ki sürekli ışık saçar ve özel soğutma havuzlarında muhafaza edilmesi gerekir. ABD’de faal bulunan 100 kadar reaktör olduğunu hesaba katarsanız her yıl ortaya çıkan binlerce tonluk bu tehlikeli atığın ne yapılacağı konusunun ne kadar önemli bir sorun olduğu ortaya çıkar.

Problem iki yönlüdür. Birincisi, santralı kapattığınızda bile çekirdek sıcak kalır. Soğutma suyu aniden kesilirse (ThreeMileIsland’da olduğu gibi) metal çekirdek erir. Erimiş metal suyla temasa geçtiğinde (buhar) reaktörü patlatır. Tonlarca yüksek derecede radyoaktif madde havaya püskürür. Bu durumda santralın 10 – 50 mil yakınındaki tüm insanların bölgeyi sonsuza kadar terk etmesi gerekir. Örneğin NewYork’un 24 mil kuzeyindeki Indian Point atom santralında oluşacak böyle bir kaza tüm NewYork kentinin temelli boşaltılmasını gerektirecektir.

ThreeMileIsland’daki kaza çekirdek patlamadan 30 dakika önce soğutma suyunun yeniden verilebilmesi sayesinde ucuz atlatılmıştır. Ama Kiev’in dışında bulunan Çernobil’deki kazada çekirdek erimesi ve buhar patlaması gerçekleştiği için santral havaya uçmuş. Güvenliği sağlamak için gönderilen işçilerin çoğu da radyasyon yanıklarıyla feci şekilde ölmüşlerdir. Reaktör bir süre kontrolsuz bir şekilde yanmaya ve havaya radyasyon saçmaya devam ettikten sonra özel zırhlı helikopterlerle üzerine boratlı su sıkılarak enerjisi azaltılıp üstüne binlerce ton beton dökülerek kapatılmıştır. Üzerinden 26 sene geçti. Çekirdek hala canlı ve dengesiz. Isı ve radyasyon üretmeye hala devam ediyor. Çevresindeki tüm bölge yaşanmaz halde. Hayatta kalanlarda hala radyasyona bağlı arazlar sürmekte.

Patlama riski dışındaki ikinci önemli sorun da radyoaktif atıkların ne yapılacağı meselesi. Bu teknolojinin kullanılmaya başlamasının üzerinden geçen yarım yüzyıla rağmen bu konuda hala tatminkar bir teknik çözüm bulunabilmiş değil. Geçmişte bunları derin çukurlara gömmek şeklinde çok yüksek maliyetli hatalar yapıldı. Rusların bu konuda 1957’de yaptıkları (atıkları Ural dağlarna gömmek şeklindeki vahim) hata daha sonra patlamayla ortaya çıktı. Sverdlovsk ve Çelyabinsk arasındaki 400 mil karelik bir alanı insandan arındırmak ve yaşanılmaz kullanılmaz bir bölge haline getirmek şeklinde vahim bir sonuca mal oldu.

ABD’de de yüksek maliyetli hatalar oldu. En son Nevada’daki Yucca dağına 9 milyar dolar maliyetle devasa bir atık saklama merkezi kurmak şeklinde bir yatırıma girişildi. Çok büyük bir kısmı harcandıktan sonra jeologların güvenli olmayacağı kararları sonucu bu yatırım 2009 yılında başkan Obama’nın kararıyla durduruldu. Paralar boşa gitti. Halen ülkede mevcut santralların nükleeer atıklarının sürekli saklanabileceği güvenli bir atık deposu mevcut değil.