Prof.Dr.rer.nat. D. Ali ERCAN

Transkript

1 Prof.Dr.rer.nat. D. Ali ERCAN ANKARA, 03 Mart 2016 ADD Çankaya Şubesi 6 Ocak 2003 günü Eskişehir Osman Gazi Üniversitesinde verilen konferansın yansılarından yararlanılmıştır.. 1

2 AE2003 TORYUM YATAKLARI 2

3 ~10km 2 3

4 * MTA Teknik Raporları (H. Kaplan) TORYUM YATAKLARI *

5 MADEN BÖLGESİNDEKİ GAMA RADYASYONU DOZ HIZI ~ 200 µr/h C (ThO 2 ) % 0,2 5

6 T O R Y U M Atom numarası : 90 Atom ağırlığı : 232,0381 g/mol Yoğunluğu : 11,72 g/cm 3 Gümüş beyaz renkli katı metal Erime sıcaklığı : 1750 C Toryum 1828 yılında İşveçli kimyager Jöns Jacob Berzelius tarafından keşfedilmiştir. Toryum nükleer güç kaynağıdır. Katalizatör olarak kullanılır.. Toryum oksit (ThO 2 ) kaynama noktası : 3300 C Bilinen minerali : monazit (Sm,Gd,Ce,Th) PO 4 (Ce, La, Nd, Th, Y) PO 4 monazit Dünyada ortalama fiyatı : $/kg 6

7 MONAZIT- (Ce,La,Nd,Th)PO 4 7

8 8

9 AE2003 D Ü N Y A Th0 2 R E Z E R V L E R İ (kton) ** TÜRKİYE 380 %5-%15 BREZİLYA 600 AVUSTRALYA 300 HİNDİSTAN 300 NORVEÇ 150 ABD 150 KANADA TOPLAM Bastnasit-Barit-Florit Kompleks Cevher Yatağı Nihai Etüt Raporu, Kaplan H.,

10 ~7 milyon ton?! 10

11 ThO 2 Maden Değeri 4-5 Milyar $ Th metal değeri 30 Milyar $ 11

12 CEVHERDEN TORYUM KAZANIMI KAZANÇ FAKTÖRÜ MALİYET C 1 (1 + x ) n 1 = 1 M 1 = S + P 1 C 2 (1 + x ) n 2 = 1 M 2 = S + P 1 log C 2 log C 1 C 1 = 0,04 C 2 = 0,002 S 20 $ P 1 80 $ P 175 $ 300 BİN TON TORYUMU ~ %100 SAFLIKTA AYRIŞTIRMAK BEDELİ ~ 67 MİLYAR $... DEMEK Kİ MADEN OLARAK feasible DEĞİL...FAKAT 12

13 13

14 ATOM ÇEKİRDEKLER CETVELİ HIZLI ÜRETKEN (FAST BREEDER) REAKTÖRLERDEKİ REAKSİYON SÜREÇLERİ Pu m 236 2,9 a d a 239 2, a 240 6, a a P R O T O N S A Y I S I Np U Pa Th 234 4,4 d 233 1, a 232 1,3 d h d 234 0,005 2, a d , a 236 1, a 235 0,720 7, a 234 6,7 h m 237 2, a 236 2, a m d 238 2,1 d 237 6,8 d 236 9,1 m 235 7,2 m 239 2,4 d ,275 4, a 237 8,7 m m m ,5 m 238 2,3 m N Ö T R O N S A Y I S I 14 AE2003 Toryum - 13

15 Çevrim başına reaktördeki toryum kütlesinin % 1,1974 ü U-233 e dönüşüyor.. 15

16 Th-232 / U 233 KULUÇKA SİSTEMİ CF>1 n U 233 Y X U 233 Th 232 U 233 Th n Th , sf Pa-233 U m 27 d y 16

17 N Ü K L E E R R E A K T Ö R URANYUM YAKIT T Ü R B İ N L E R GENERATÖR KONTROL Ç. POMPA SOĞUTMA SİSTEMİ 17

18 NaK SOĞUTMALI YÜKSEK SICAKLIK HIZLI ÜRETKEN REAKTÖR (HTFBR) U-233 Th

19 19

20 TOKAMAK 840 m 3 torus şeklindeki boşlukta süper iletken magnetlerle meydana getirilmiş yüksek magnetik alanda D-T çekirdekleri kontrollü tepkileşimlerle He çekirdeğine dönüşür.. D + T -> He + n + 17,6 MeV ısı 100 milyon derece 500 MW 20

21 1967 DEN BERİ ALMANYA VE AMERİKADA BÜTÜN AYRINTILARI İLE DENENMİŞ YAKIT TEKNOLOJİLERİNDEN BİLİNDİĞİ KADARIYLA, Th - U ÇEVRİMLİ NÜKLEER REAKTÖRLERDE % 5 LERE VARAN DÖNÜŞÜM ELDE ETMEK OLANAKLIDIR. DOLAYISIYLA ÇEVRİM BAŞINA EN AZ % 1,2 ORANINDA Th 232 U 233 DÖNÜŞÜMÜ SAĞLANABİLİR LERDEN BERİ YAPILAN BİR DİZİ ARAŞTIRMANIN SONUCUNDA, 384 BİN TON ThO 2 VARLIĞI (KANITLANMIŞTIR). BU GÖRÜNÜR REZERV % 90 ORANINDA ÇIKARILABİLDİĞİNDE YAKLAŞIK 300 BİN TON Th 232 METAL İLE EŞANLAMLIDIR. 21

22 ( 0,03 + x ) kg Th 232 Fabrikasyon % 1,8 Hazırlama Kayıpları 1 kg Th U 233 ( 0,97 x ) kg Th U 233 % 1, 2 Yanma Kayıpları Reaktör % 1,8 İşleme Kayıpları 0,988 kg Th U 233 x kg U 233 Fazlalık Yeniden işleme Yan ürünler 0,03 kg Th Kullanım Oranı : Yanma Kayıpları Toplam Kayıplar = 1,2 4,8 = % 25 22

23 % 2 Th 232 U 233 DÖNÜŞÜMÜYLE YAKITLARIN 0,25 ORANINDA KULLANILDIĞI VE TERMİK ELEKTİRİK VERİMİNİN DE 0,4 OLDUĞU VARSAYILIRSA, TORYUM YATAKLARIMIZIN ENAZ (MİNUMUM) ELEKTİRİK ENERJİ EŞDEĞERİ DÜNYADAKİ TÜM FOSİL YAKITLARIN BEŞTE BİRİ KADARDIR..!! 6 x kwh E = (g) 0, (1/mol) 180 (MeV/fisyon) 1, (J/MeV) x 0,4 232 (g/mol) x 3, (J/KWh) ^ 6 x kw e h x 0,1 $/kw e h 60 TRİLYON $ 23

24 BU ENERJİYİ KULLANMAK İÇİN GEREKLİ MADENCİLİK, KİMYASAL TEKNOLOJİLER, YAKIT TEKNOLOJİLERİ, ÇEVRE ve GÜVENLİK TEKNOLOJİLERİ, ARAŞTIRMA - GELİŞTİRME FAALİYETLERİ, YÜKSEK SICAKLIK NÜKLEER SANTRALLARININ KURULUŞ GİDERLERİ, TOPLAM BAŞLANGIÇ YATIRIMLARI MİLYAR $ DÜZEYİNDEDİR. TORYUM MADENLERİMİZ, KİŞİ BAŞINA TORYUM KAYNAKLI ELEKTİRİK ÜRETİMİNİN 5000 kwh/yıl OLABİLECEĞİ 100 MİLYON NÜFUSLU BİR TÜRKİYE NİN ENERJİ GEREKSİNİMİNİ 1200 YI L KARŞILAYABİLECEK DURUMDADIR!! 24

25 2050 LERDE 100 MİLYON NÜFUSLU BİR TÜRKİYE NİN YILLIK ENERJİ ÜRETİMİ ADAM BAŞI 5000 kwh/yil VARSAYIMIYLA, 500 MİLYAR KİLOVATSAAT OLACAKTIR ( 50 MİLYAR DOLAR!). BU ENERJİYİ ÜRETMEK İÇİN HER BİRİ 2000 MW e GÜCÜNDE 36 ADET YÜKSEK SICAKLIK ÜRETKEN REAKTÖRE GEREK VARDIR.. ORTALAMA TİCARİ ÖMÜRLERİ YIL OLAN BU REAKTÖRLERDEN BAŞLANGIÇ AŞAMASINDA HER YIL 4 ADET KURULSA (25-30 MİLYAR DOLAR) 10. YILDAN BAŞLAYARAK DÜZENLİ OLARAK 36 REAKTÖRLE ENERJİ ÜRETİMİ DEVAM EDER BİN KİŞİNİN İSTİHDAM EDİLECEĞİ BU DEV SİSTEMDE AYRICA REAKTÖRLERİN KURULUMUNDAN ÖNCE BİTİRİLMİŞ OLMASI GEREKEN TEKNİK ALTYAPI (MADEN ARITIMI, Y AKIT FABRİKASYONU ve YENİDEN İŞLEME TESİSLERİ, ATIK DEPOLAMA TESİSLERİ vs.) İÇİN 10 YIL SÜREYLE YILLIK MİLYAR DOLAR YATIRIM GEREKİR. SİSTEM 25. YILDAN SONRA KÂRLIDIR. 25

26 T O R Y U M Y A K I T I D İ K K A T E A L I N D I Ğ I N D A, T Ü R K İ Y E E N E R J İ V A R L I Ğ I N I 2 0 K A T I N A Y Ü K S E L M E K T E D İ R. E N E R J İ N İ N S A N A Y İ Ü R E T İ M İ N D E K İ G İ R D İ O R A N I ~ 1 / 10 V E S A N A Y İ N İ N G S M H D A K İ P A Y I ~ 1 / 2 A L I N D I Ğ I N D A, E N E R J İ N İ N ~ 2 0 K A T A R T I Ş I G S M H N I N E N A Z 4 K A T A R T I Ş I N I S A Ğ L A Y A C A K T I R. 26

27 DÜNYA NÜFUSUNUN %1 İNDEN ÇOĞUNU OLUŞTURMASINA KARŞIN, TOPRAKLARI % 0,6 ve YENİLENMEYEN ENERJİ KAYNAKLARI % 0,2 ORANINDA (LİNYİT %1,4 KÖMÜRÜ % 0,1 PETROL % 0,02 DOĞAL GAZ < % 0,01 ve URANYUM % 0,25) olan TÜRKİYE, HIZLA ARTAN NÜFUSUYLA 21. YÜZ YILDA EKONOMİK ve SOSYAL SORUNLARI ÇÖZÜMSÜZLÜĞE DOĞRU GİDEN İLK 20 ÜLKEDEN BİRİ OLMAK DURUMUYLA KARŞI KARŞIYADIR. ENERJİ SIKINTISI YAŞAMADAN ÜRETEBİLEN BİR ÜLKE OLMAK İÇİN TEK ŞANSI, TORYUM TEKNOLOJİSİNE DAYALI ENERJİ ÜRETİMİNE GEÇİŞTİR. æ 27

28 PROJENİN İVEDİLİKLE YAŞAMA GEÇİRİLMESİNİ SAĞLAMAK ÜZERE T Ü B İ T A K, E T İ B A N K, M T A, Ü N İ V E R S İ T E L E R, E N E R J İ ve T A B İ İ K A Y N A K L A R B A K A N L I Ğ I, TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU (TAEK) ve G E N E L K U R M A Y B A Ş K A N L I Ğ I N I N KATILIMLARIYLA BİR PLANLAMA DÜZLEMİNİN OLUŞTURULMASI ÖNEM ARZ ETMEKTEDİR. prof.dr.rer.nat. D. ALİ ERCAN SAVUNMA SANAYİ MÜSTEŞARI 6.ocak.2003 Osmangazi Üniversitesi, ESKİŞEHİR 28

29 29