Nükleer Enerji Dost mu, Düşman mı?

Derleyen: Burak Çankaya  

Düzenleyen: Ümit Sözbilir & Barış Bayraktar

Seslendiren: Selinsu İlaldı

Nedir? Nasıl üretilir?

Nükleer enerji denince genellikle fisyon (çekirdek bölünmesi) sonucu açığa çıkan enerji anlaşılır. Fisyon, doğal veya yapay olarak gerçekleşebilir. Doğal radyoaktifler kendi başlarına parçalanabilirler. Yapay fisyonda da sadece nötron kullanılmaz. Her parçacık tetikleyici olabilir. Ama nükleer enerji için gereken tetikleyici nötrondur. Bir diğer nükleer enerji üretim yolu füzyondur, çekirdek birleşmesi; ama füzyon, yıllar süren çabalara rağmen pratikte ümit vaat 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.

Peki Nükleer Reaktör Nedir?

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. Nükleer reaktör bu enerjinin sürekli ve düzenli olarak üretilmesini sağlamak üzere tasarlanmış bir makinedir. Sürekli ve düzenli üretim için iki şey öncelikle sağlanmalıdır:

1) Fisyon reaksiyonunun birebir (kontrollü bir şekilde) sürdürülmesi,

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 çıkmış olur. Kontrolsüz fisyon zincir reaksiyonu atom bombasının temelini oluşturur). Nükleer reaktör ise fisyon reaksiyonunun birebir gerçekleşmesini sağlamak üzere tasarlanır; 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 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. Nükleer enerji savunucularının; nükleer santrallerin çevreye zararlı olmadığı tezi de buradan ileri gelmektedir.

Şimdi bu santrallerin dünya üzerindeki sayılarına bakalım:

Kullanılmış Nükleer Yakıt (KNY)

Reaktörden çıkan KNY’nin 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’deki 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 her şey ince uzun metal tüplerin içinde olup biter.

İşte size nükleer atık:

Tartışmalar

Nükleer enerji, günümüzün ve geleceğin en önemli enerji kaynaklarından biri olarak kabul görmektedir. Petrol ve doğal gazın bazı ülkelerde geniş rezervler halinde bulunması ve bu kaynakların yenilenemez oluşu birçok ülkeyi nükleer araştırmalara ve nükleer enerjiden faydalanmaya yönlendirmiştir. Bugün bakıldığında dünya üzerinde 400’den fazla nükleer enerji santrali vardır ve bunlar dünyanın toplam elektrik ihtiyacının %15’ini sağlayacak kapasitede çalışmaktadırlar. Örneğin Fransa elektrik ihtiyacının %77’sini nükleer reaktörlerinden sağlamaktadır.

Yetişmiş eleman, atıkların depolanması ve yeterli güvenlik çalışması nükleer santrallerin en önemli sorunlarıdır. Bu nedenlerle bu güne kadar çevreye zarar verebilecek ölçüde büyük 4 tane nükleer santral kazası gerçekleştiği bilinmektedir, açıklanmayan ve gizlenen başka facialar olabilir. Bunlardan ilk 2’si alınan önlemlerle çevrelerine herhangi bir zarar vermediği söylenirken, 3. olarak gerçekleşen Çernobil faciası doğaya ve insanlara çok feci zararlar verdiği bilinmektedir, 4. Fukuşima faciası ise Çernobil faciasını tehlike seviyesi olarak geçtiği belirtilmiştir.

Bu kazalar:

1) 1957 yılında İskoçya’da meydana gelen Windscale kazası; bu kazada reaktörün civarına bir miktar radyasyon yayılmakla beraber ölümle veya akut radyasyon hastalığıyla sonuçlanan bir olay meydana gelmemiştir.

2) 1979 yılında ABD’de meydana gelen Three Mile Island kazası; normal bir işletim arızası, ekipman kaybı ve operatör hatası ile kazaya dönüşmüş, ancak kısmi reaktör kalbi ergimesi meydana gelmesine rağmen reaktörü çevreleyen beton koruyucu kabuğun sayesinde çevreye ciddi bir radyasyon sızıntısı olmadığı söylenmiştir.

3) 1986 yılında Ukrayna’da meydana gelen Çernobil reaktör kazası; tek kelimeyle bir faciadır. Kazanın nedenleri; operatörlerin güvenlik mevzuatına aykırı olarak santralde deney yapmaları sonucunda reaktördeki ani güç artışı ve santral tasarımında derinliğine güvenlik prensibine aykırı olarak, reaktörü çevrelemesi gereken bir beton koruyucu kabuğun inşa edilmemiş olması olarak özetlenebilir.

4) 2011 yılında Japonya’da meydana gelen Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları: Fukuşima I Nükleer Santrali kazaları 9.0 büyüklüğündeki 11 Mart günü olan 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi sonrasında meydana geldi. Honşu adası açıklarında meydana gelen bu deprem, Japonya’da büyük bir tsunamiye yol açtı. Tsunami, Japonya’ya çok büyük zarar verdi ve nükleer enerji santrallerinde arızalar meydana getirdi.

26 Nisan 1986’da Ukrayna’daki Çernobil nükleer reaktöründe meydana gelen patlama ve sonucunda yayılan radyoaktif madde Ukrayna, Beyaz Rusya ve Rusya’da yaşayan 336.000 insanın tahliyesine, 56 kişinin ölümüne, 4.000 doğrudan ilişkili kanser vakasına ve 600.000 kişinin sağlığının ciddi şekilde etkilenmesine sebep olmuştur. Nükleer kalıntıların ürettiği radyoaktif bulut, patlamadan sonra tüm Avrupa (Türkiye’de özellikle Karadeniz ve Marmara bölgesi) üzerine yayılmış ve Çernobil’den yaklaşık 1100 km uzaklıktaki İsveç Formsmark Nükleer Reaktöründe çalışan 27 kişinin elbiselerinde radyoaktif parçacıklara rastlanmış ve yapılan araştırmada radyoaktif parçacıkların İsveç’ten değil Çernobil’den gelen parçacıklar olduğu tespit edilmiştir.

Bunun gibi nedenlerle günümüzde dünyanın birçok yerinde ve Türkiye’de de nükleer karşıtı gruplar oluşmuştur. Bunlardan en ünlüleri; Yeşiller Partisi, Yeşil Barış (Greenpeace), Nükleer Karşıtı Platfom (NKP) Anti-Nükleer Cephe ve bu konuda öne çıkan bireysel tepkilerdir. Nükleer enerji santralı yapılması istenilen Sinop ve Akkuyu’da ayrıca yerel bazlı nükleer-karşıtı örgütlenmeler de mevcuttur.

Nükleer enerjiyi savunanların bazı gerekçeleri:

Nükleer santralin bir ülke için çekici yanları nelerdir?

► Çevreyi kirletmez.

► Karbondioksit ve karbonmonoksit salmaz.

► Azot ve sülfür oksitleri salmadığı için asit yağmurlarına neden olmaz.

► Ülkenin nitelikli personel sayısını arttırır.

► Gelişmişlik kriteri olarak gösterilen 3 büyük teknolojiden biri olduğu için ülke ekonomisinde ciddi bir zenginleşmeye neden olur.

► Ülke uranyum ve toryum yataklarına sahip ise kaynak bakımından dış ülkelere bağımlı olmaz (ülkemiz her ikisine birden sahiptir).

► Risk açısından en düşük tehlike riskine sahip teknolojinin rahatlığını sağlar.

► Birim kilovat başına termik santrallerden daha ucuza mâl olan elektrik enerjisi sağlar.

Nükleer Enerjiye Karşı Olanların Bu Sayılanlara Cevapları: 

“Artık güvenli nükleer reaktörler yapıyorlar.”

Fukuşima nükleer santralinde meydana gelen kaza, güvenli reaktörlerin bir masaldan ibaret olduğunu kanıtladı. Bu kazadan önce Japonya’nın en güvenli santralleri yaptığı iddia ediliyordu. Kaza ile birlikte:

• Avrupa Radyasyon Risk Komitesi (ECCR) raporlarına göre 200 bin kişi kanser riskiyle karşı karşıya.
• Deprem olduğu sırada bakım nedeniyle kapalı olan 4. reaktör, atık çubuklarının açığa çıkması nedeniyle sızıntı yaptı.
• 2. reaktörde deprem sonrası açılan 20 cm’lik çatlak yüzünden on binlerce ton radyoaktif su denize karıştı. Aradan 3 yıl geçmiş olmasına rağmen hala sızıntılar devam ediyor.

Üstelik, nükleer santrallerde, rutin çalışma halinde dahi radyoaktif maddeler havaya ve suya salınıyor.

Örneğin, Fransa’nın güneyindeki popüler turistik bir bölgede iki nehirde 2008’de musluk sularının içilmesi, yüzmek ve balık tutmak yasaklandı. Sebebi ise Tricastin nükleer santralinden 75 kg’lık radyoaktif maddenin suya karışmasıydı.

“Ekonomik kalkınma sağlayacağız.”

• Ticari nükleer santraller elektrik üretirler.
• Giderek artan ilk yatırım maliyetlerinden dolayı bu elektrik pahalı bir elektriktir.
• Belarus’a göre Çernobil kazasından ortaya çıkan maliyet 235 milyar dolar. Bu Türkiye’nin toplam ekonomisinin (GSYİH) üçte birinden daha fazla.
• 28 yıl geçmiş olmasına rağmen hala her yıl Ukrayna ve Belarus yıllık bütçelerinin %5-9’luk önemli bir kısmını sadece Çernobil giderlerine ayırıyor (bu oran oran olarak Türkiye’nin kamu sağlık harcamalarına denk).

“Nükleer santraller yapılmazsa karanlıkta kalacağız.”

Enerji politikaları, hem ihtiyaç hem de bu ihtiyaca bağlı üretimin doğru yönetimiyle belirlenir. Pek çok ileri teknoloji ile enerji ihtiyacı düşürülebilir. Bu ülkenin cari açık dengesini de olumlu etkiler. Ayrıca ortaya çıkan ihtiyaç da rüzgar, güneş, jeotermal, biyokütle gibi yenilenebilir enerjilerin dengeli biçimde sisteme eklenmesiyle karşılanabilir. Üstelik şu anda dünyada en hızlı gelişen sektörler rüzgar ve güneş enerjisi sektörleri. Maliyetler hızla düşüyor.

Türkiye’de durum çok farklı. Enerji ihtiyacının ekonomik büyümeden çok daha fazla artması verimsizliğin en önemli göstergesi. Bu ihtiyacı karşılamak için önceleri doğal gaza şimdi de nükleer ve kömür gibi yatırımlara yönelik siyasi destek öyle bir noktaya ulaştı ki, 2013 yılında Türkiye ihtiyacı olandan daha fazla elektrik üretti. Karanlıkta kalmak bir yana, sektörde gereksiz bir balon oluştu.

Fukuşima kazasından önce Japonya’da 54 reaktör çalışıyordu. Ülkenin elektrik ihtiyacının %30’undan fazlası nükleer santrallerden geliyordu. Kaza sonrası bütün reaktörler denetim için kapatıldı. Bir yıla yakın bir süre Japonya’da nükleer santraller çalışmazken bırakın karanlıkta kalmayı tek bir elektrik kesintisi bile olmadı.

“Tüm dünya nükleer enerji kullanıyor.”

Nükleer enerjinin dünya elektrik ihtiyacını en yüksek düzeyde karşıladığı tarih 1993’tü. Üstelik bu rakam sadece %17 idi. 2012 yılına gelindiğinde bu oran giderek azalarak %10’a düştü. Dünyanın en büyük ekonomileri arasındaki Almanya, Çin, Hindistan ve Japonya şu anda yenilenebilir enerjilerden nükleer enerjiye oranla daha fazla elektrik elde ediyor. Üstelik nükleer enerjinin dünya birincil enerji üretimi içindeki payı sadece ticari üretim sayılsa bile %4,5’i geçmiyor. Ülkelerden örnekler verecek olursak:

• Japonya nükleer santrallerinin büyük bir kısmını kapattı.
• Almanya hükümeti 7 santrali kapattı. 2022 yılı sonuna kadar nükleer enerjiden tümüyle vazgeçilmesi konusunda karar alındı.
• İtalya’da nükleer santral kurulması konusu referanduma taşındı ve halkın %95’e yakını nükleere hayır dedi.
• İsviçre 3 yeni nükleer reaktör planını iptal etti ve 2034 yılına kadar nükleer santrallerini kapatacağını açıkladı.
• Kuveyt başbakan yardımcısı Dr. Mohammad Al-Sabah elektrik üretmek amacıyla nükleer güce ve nükleer teknolojiye sahip olma isteklerinden vazgeçtiklerini açıkladı.

“Yenilenebilir enerji pahalı, nükleer enerji ucuz.”

Söküm, atık ve çevresel maliyetler hesaplandığında nükleer dünyanın en pahalı enerjisi.

Bugüne kadar nükleer endüstri sadece devlet desteğiyle ayakta durabildi. Devlet mekanizması içinde maliyetlerin bir kısmı saklanabildi. Bugün biyokütle, rüzgar, hidroelektrik enerjileri nükleer enerjiden çok daha ucuz. Güneş enerjisinin ise kısa bir zamanda nükleer enerjiden daha ucuz olması bekleniyor. Örneğin fotovoltaik enerji maliyetleri 2007-2012 arasında %75 oranında azaldı. Nükleer enerjinin ise devlet tekelleri ve teşvikleri ortadan kalktıkça gizlenen pahalı yüzü ortaya çıkıyor.

Türkiye’yi örnek alırsak, Rusya ile yapılan anlaşmaya göre üretilen her kilovat/saat elektrik için piyasa en az 12,5 sent/kWh ödeyecek. Oysa bu rakam rüzgar ve hidroelektrik için 7 sent. Güneş enerjisi için ise 13 sent. Üstelik herhangi bir büyük çaplı kaza olursa masrafları kimin karşılayacağı belli değil dolayısıyla kaza maliyetleri hepimizi vergi olarak yüklenecek.

“Nükleer enerji, iklim değişikliğiyle mücadelede gereklidir.”

Nükleer enerji karbon salımını azaltmıyor ve iklim değişikliğini engellemeye giden yolu tıkıyor. Sistem merkezi olarak yapılandırılmaya devam ediyor, bu da baz yükü santrallerine ihtiyacı artırıyor. Kısacası, daha fazla nükleer santral daha fazla kömür santrali demek. Oysa ihtiyacımız olan; yenilenebilir enerjiler, akıllı şebekeler ve enerji verimliliği.

Enerji sistemini bir kenara bırakıp 2030’da nükleer santrallerin kapasitesi iki katına çıkartıldığını varsaysak bile santraller karbon salımını engellemede pek etkili olmayacak çünkü genel salım miktarını sadece %5 oranında azaltabilecek. Oysa iklim değişikliğini geri dönülmez noktalara ulaşmadan durdurabilmek için  çok daha büyük bir dönüşüme ihtiyacımız var.

Almanya’daki Enerji Üretim Maliyetleri (2014 yılı için. Gri sütun: kWh başına üretim maliyeti, Sarı sütun: Sağlık ve çevre zararları)

Dünyanın geleceği hakkında bir tahmin de aşağıdaki gibidir. Tahmine göre nükleer enerji son bulmayacak fakat yenilenebilir enerji daha da yaygınlaşacak.

Kaynaklar ve İleri Okuma

1. https://gelecekbilimde.net/temiz-enerjinin-kirli-kucuk-sirlari/
2. https://gelecekbilimde.net/fuzyon-enerji-cagi-iter-montaji-basliyor/
3. IAEA
4. EuroNuclear
5. World Nuclear Association
6. Greenpeace
7. International Energy Agency, OECD, Projected Costs of Generating Electricity, 2010 Edition.
8. TEİAŞ (Türkiye Elektrik İletim A. Ş. Genel Müdürlüğü), Türkiye Elektrik Üretim – İletim
9. Sevaioğlu, O., Türkiye Elektrik/Enerji Sektörü Raporu, Haziran 2009, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, ODTÜ