Nükleer Enerji: Nedir? Nasıl üretilir? İlgili meseleler.

Transkript

1 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 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

2 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 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 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 % 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

3 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 ( 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 kadar yakıt demeti ve her demette arası yakıt çubuğu bulunur; reaktör kalbindeki toplam yakıt çubuğu sayısı 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 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 % gibi yüksek bir düzeydedir.) KNY reaktörden çıktığında yanına yaklaşılamayacak (ölümcül) seviyede radyoaktiftir; zamanla radyoaktivitesi azalır ve 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

4 reaktörlerin sebep olduğu radyasyon dozu doğal kaynaklardan alınan doz yanında ihmal edilebilir düzeydedir (binde 1 2) 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 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 sene boyunca çıkan KNY, yüzeyi olimpik ölçülerde olan bir havuzu ancak doldururdu. Havuzun derinliği en az 8-9 metre olmalı ki metre boyundaki KNY demetleri havuzun 4

5 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 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

6 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

7 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 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 % 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

8 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 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

9 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

10 Kaynaklar World Nuclear Association, World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements, June 2012, 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, htm Sevaioğlu, O., Türkiye Elektrik/Enerji Sektörü Raporu, Haziran 2009, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, ODTÜ. 10