Geçmiş ve geleceğin izinde: Nükleer Enerji

Nükleer Enerji

Nükleer enerji büyük atomların (uranyum, plütonyum) parçalanması (fizyon) ya da küçük atomların birleşmesi (hidrojen) sonucu açığa çıkan enerjidir. Nükleer santral, bir veya daha fazla sayıda nükleer reaktörün yakıt olarak radyoaktif maddeleri kullanarak elektrik enerjisinin üretildiği tesistir.

Radyoaktif maddeler kullanılmasından dolayı diğer santrallerden farklı ve daha sıkı güvenlik önlemlerini, teknolojileri içerisinde barındırır.

Çalışma prensibi

Reaktörün kalbinde, elde edilen ısı enerjisi suya aktarılır, su almış olduğu bu enerji sebebiyle faz değiştirir ve kızgın buhar haline dönüşür. Elde edilen bu buhar daha sonra elektrik jeneratörüne bağlı olan buhar türbinine verilir. Su buharı, türbin mili üzerinde bulunan türbin kanatları üzerinden geçerken daha önceden almış olduğu ısıl enerjiyi kullanarak, türbin milini döndürür. Bu mekanik dönme hareketi sonucunda alternatörlerde elektrik elde edilir.

Reaktör:
Reaktörde fisyon sonucu termik enerji açığa çıkar ve birinci devre suyunu ısıtır.
Buhar üreticisi:
Birinci devredeki yüksek basınçlı ve enerjili su, ikinci devredeki suyu ısıtır.
Türbin:
Oluşan buhar, türbini çalıştırarak elektrik üretir. Çıkan kullanılmış buhar yoğuşturucuya gider.
Yoğuşturucu:
Türbinlerdeki kullanılmış buhar, soğuk üçüncü devre suyu tarafından yoğuşturularak buharlaştırıcıya gönderilir. Sistem bu döngü içerisinde sürekli devam eder.

Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, ısıl enerjisi yani sahip olduğu basınç ve sıcaklığı düşmüş olan buhar, tekrar kullanılmak üzere yoğuşturucuda (kondenser) yoğuşturulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar reaktörün kalbine gönderilir. Yoğuşturucu da su buharının faz değişimini yapabilmek için çevrede bulunan deniz, göl gibi su kaynaklarını soğutucu olarak kullanır.

Uranyumun ve Atom

Uranyum’un 1879 yılında keşfi ile yeni bir dönemin kapıları aralandı.

Uranyum geleneksel yeraltı madencilik teknikleri kullanılarak elde edilir ve hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, yeterince yoğunlaştırılmış arı bir ürün elde etmek için, sonrasında birçok kimyasal işlem gerekir.

Birbirini izleyen bir dizi işlemin (süzme, iyon değiştirme, sıvı çıkartma, sodyum uranat biçiminde çözeltiden ayırıp çökeltme ve sıvı çıkartma yöntemleriyle son arındırma evresi için uranilnitrat olarak ikinci kez eritme gibi) ardından, bir oksit olarak uranyum elde edilir.

Ticari ve askeri bir güç

Teknolojik gelişmelerde öncelik askeri ve savunma alanlarında gerçekleşmiştir. Nükleer enerjinin geliştirilmesi ve kullanılması da ilk bu yönde gerçekleşti. Daha sonrada sivil ihtiyaçlar için elektrik enerjisi üretimi nihayetinde de ticari olarak meyvelerini vermeye başlamıştır.

ABD ve Rusya başta olmak üzere birçok ülke nükleer enerjiden faydalanılması yönünde yoğun çalışmalar gerçekleştirmiş, bu çalışmaların neticesinde atomların parçalanması sonucu açığa çıkan ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürecek sistemler geliştirilmişlerdir. Bu sistemler, diğer bir deyişle nükleer santraller, nükleer enerjinin güvenli, kontrollü ve sürdürülebilir bir şekilde elde edilmesini sağlamaktadır.

1970 Petrol krizi

İkinci dünya savaşının bitmesinin ardından nükleer santrallerin kullanımı artmış, 70’lerdeki petrol krizinin ardından da yaygınlaşmıştır.

Petrol krizi, 15 Ekim 1973 tarihinde Petrol İhraç Eden Arap Ülkeleri Birliğinin OAPEC (OAPEC, OPEC üyesi Arap ülkeleriyle Mısır ve Suriye’den oluşur) Arap-İsrail Savaşı Savaşı’nda (Yom Kippur) ABD’nin İsrail Ordusuna destek vermesine karşılık olarak ilan ettiği petrol ambargosudur. Beklentilerin dışındaki bu ambargo sonucunda küresel piyasalarda petrol fiyatlarındaki şaşkınlık verici artış yaşanmış ve 1973-1974 dönemindeki bu kriz Büyük Buhran’dan (1929-1932 Wall Street Çöküşü) sonraki en büyük finansal kriz olarak tarihe geçmiştir.

Dünya’da nükleer

İkinci dünya savaşının bitmesi ve 70’lerdeki petrol krizinin ardından Nükleer enerjiye olan ilgi arttı. Enerji bakanlığı verilerine göre, 16 ülkede 59 adet nükleer reaktörde inşa halindedir. Bu reaktörler dünyadaki elektrik arzının yüzde 11’ine denk gelmektedir.

1954 yılında Sovyetler Birliği tarafından ticari amaç için kurulan ilk nükleer santral olan Obninsk Nükleer Güç Santralinden sonra 1970’li yılların başına kadar düşük kapasiteye sahip nükleer santraller kurulmaya devam etti.

Uluslararası Atom Enerji Ajansı verilerine göre21 2008 yılında dünyada toplam 20.181 Milyar kWh elektrik üretimi gerçekleşmiştir. Üretilen bu elektriğin kaynaklarına göre dağılımı Tablo 3’te gösterilmektedir. Toplam elektrik üretiminde dünyada en büyük pay, %41 ile kömür kaynaklı güç santrallerine aittir. Nükleer güç santrallerinden üretilen miktar ise %13,5 ile doğalgaz ve hidrolik santrallerden sonra 4. Sırayı almaktadır.

Ülke bazında bakılınca Fransa elektrik talebinin yaklaşık yüzde 73’ünü, Ukrayna 52’sini, Belçika yüzde 51’ini, İsveç yüzde 40’ını, Güney Kore yüzde 30’unu, Avrupa Birliği yüzde 30 ve ABD yüzde 20’sini nükleer enerjiden karşılamaktadır. İnşa halindeki nükleer reaktörlerin 19’u Çin’de, 7’si Rusya’da, 6’sı ise Hindistan’da, 2’si ABD’de, 4’ü Birleşik Arap Emirlikleri’nde, 3’ü Güney Kore’de ve 1’i Fransa’dadır.

Türkiye’de nükleer

Türkiye’nin nükleer enerji hikâyesi 1956 yılında Atom Enerji Komisyonu ile başlamıştır. 57’de Uluslar Arası Atom Enerjisi Ajansı kurucu üyeliği olmamıza rağmen 1956-2017 yılları arasında geçen her hükumet, nükleer santral kurmayı bir memleket meselesi olarak görmüş ancak bu amaca ulaşılamamıştır.

Bugün ( 3 Nisan 2018 ) Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan ve Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin tarafından temeli atılacak Akkuyu NGS yeni bir döneme girilmiş olacak.

4 reaktörden oluşan santralin üretime başlamasıyla Türkiye’nin enerji ihtiyacının yaklaşık yüzde 10’unu karşılaması hedefleniyor.

Akkuyu’da kurulacak nükleer güç santralinin enerji arz güvenliğinin sağlanması ve kaynak çeşitliliğinin artırılması bakımından önemi ortadadır. Bu çerçevede, Akkuyu ve Sinop’ta kurulacak Nükleer Santraller dikkate alındığında, yılda yaklaşık 80 milyar kWh elektrik üretilmesi öngörülmektedir. Bu miktarda bir elektriği doğalgaz santralinden elde etmek için yaklaşık 16 milyar metreküp doğalgaz ithaline karşılık yıllık 7,2 milyar ABD Doları (yaklaşık 13 milyar TL) ödenmesi gerekmektedir. Dolayısıyla, 3 senede sadece doğalgaz ithaline ödenecek para ile Mersin-Akkuyu’da 4 ünite nükleer santral kurulabilmektedir.

Türkiye'nin ikinci nükleer santrali ise 4 bin 560 megavat kapasiteyle Japon-Fransız ortaklığıyla Sinop'ta kurulacak. Sinop NPP -1 reaktörünün inşaatına 2020’de başlanacak 2025’te bitirilecek, Sinop NPP -2 reaktörü 2021’de başlayıp 2026’da, Sinop NPP -3 2022’de başlayıp 2027’de, son reaktör Sinop NPP -4 ise 2028 yılında bitirilmesi planlanıyor.

Hızla artan elektrik talebini karşılamak ve ithalat bağımlılığından kaynaklı riskleri azaltmak üzere 2023 yılına kadar 2 nükleer güç santralinin devreye alınması ve 3. santralin inşasına başlanması planlanmaktadır.

Nükleer güç santrallerini, sadece elektrik üretim tesisleri olarak değerlendirmemek gerekir. Yaklaşık 550 bin parçadan oluşan nükleer santral projesi, diğer sektörlere de sağlayacağı dinamizmle ve istihdam imkânıyla birlikte ülkemiz sanayisine önemli derecede katma değer sunacaktır.

Akkuyu NGS

2023’te işletmeye alınması hedeflenen 20 milyar dolara mal olacak Akkuyu Nükleer Santralı’nın temeli bugün Cumhurbaşkanlığı Külliyesi’nde Cumhurbaşkanı Recep Tayyip Erdoğan ve Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin tarafından törenle atılacak. Törende Mersin’in Gülnar İlçesi’ne canlı bağlantı yapılacak.

Temel atma töreninin Mersin ayağında ise Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK), Rusya’nın kamu nükleer şirketi Rosatom ve Akkuyu Nükleer AŞ yetkilileri hazır bulunacak.

İl adım 2010 yılında atıldı

Türkiye, nükleer santralla ilgili ilk somut adımı, 12 Mayıs 2010’da attı. Rusya ile “Akkuyu Sahasında Nükleer Güç Santralının Tesisine ve İşletimine Dair İşbirliğine İlişkin Anlaşma” imzalandı. Anlaşma kapsamında, aynı yıl Akkuyu Nükleer AŞ kuruldu. Şirket Çevre ve Şehircilik Bakanlığı’ndan ÇED olumlu kararını, EPDK’dan 49 yıl süreli elektrik üretim lisansını, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu’ndan (TAEK) sınırlı çalışma iznini aldı.

İşletme ömrünün 60 yıl olması planlanan Akkuyu NGS projesi, dört üniteden oluşacak. Her bir ünite 1200 MWe gücünde elektrik üretilecek. Türkiye ilk reaktörün açılışını 7 yıl sonra 2023’te gerçekleştirecek. Akkuyu NPP -1 reaktörünün ardından Akkuyu NPP -2 reaktörü 2019’da başlayıp 2024’te, Akkuyu NPP -3 2020’de başlayıp 2025’te ve son reaktör Akkuyu NPP -4 ise 2021’de başlayıp 2026’da bitecek. Akkuyu NGS’nin yakıt türü ise hafif zenginleştirilmiş uranyum dioksittir.

60 yıllık rüya

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı Berat Albayrak, “İnşallah Sayın Cumhurbaşkanı’mız ve Rusya Devlet Başkanı Sayın Putin’in de katılımıyla 60 yıllık nükleer rüyamızın en önemli adımını, temelini atarak hayata geçireceğiz. Şimdi, dünyada 450’den fazla, inşaat halinde 55’ten fazla nükleer santral var. İnşallah Türkiye bu temel atma töreniyle ‘Büyük ve Güçlü Türkiye’ hedefine ulaşmak için nükleer güce sahip olarak, bağımsız, kesintisiz enerji, teknolojik anlamda kaynak çeşitliliğiyle birlikte başka bir lige çıkmanın en önemli adımlarından birini atacak” diye konuştu.

Santral, işletmeye alındığında Türkiye’nin elektrik ihtiyacının yaklaşık yüzde 10’unu karşılayacak. Akkuyu ile birlikte Türkiye’nin elektrik üretim portföyüne yeni bir kaynak dahil olacak. Kömür, doğalgaz, hidroelektrik ve yenilenebilir enerjinin yanına nükleer enerji eklenecek. Böylece kaynak çeşitliliği ile birlikte enerji arz güvenliği daha güçlü olacak.

İnşaatının en yoğun olduğu dönemde yaklaşık 10 bin, 60 yıllık işletme döneminde ise 3 bin 500 kişi istihdam edilecek. Dünyadaki pek çok örneğinde olduğu gibi, Akkuyu ile altyapı yatırımlarının artacağı, hastane, okul, ulaşım, yan sanayii, enerji gibi alanlarda iyileşmeler yaşanacağı tahmin ediliyor.