Kategori : ENERJİ GÜNDEMİ, NÜKLEER ENERJİ - Tarih : 28 Kasım 2012
Akkuyu’da kurulması planlanan nükleer enerji santralinin gerekliliği ve yaratacağı riskler uzun zamandır dile getiriliyor. Son birkaç yıldır yurtdışı basın yayın organlarında ise, Ay’da bulunan Helyum3 izotopunu nükleer füzyon reaktörlerinde yakıt olarak kullanmak suretiyle, gelecekte yaşanması beklenen enerji krizini aşabileceğimize değinen yazılar yer alıyor.
Aslında, 1970’li yıllardan bu yana zaman zaman gündeme getirilen bir konu bu. Bilim ve teknoloji alanında gerçekleşen veya gerçekleşmesi muhtemel olan gelişmelerin genelde iyimser bir bakış açısı ile topluma sunulması da medya organlarının klasik özelliklerinden biri. Teorik olarak yapılması mümkün görünen bir şey, olası bir gelecekte mutlaka gerçekleşecekmiş gibi topluma sunuluyor. Medyanın ‘bu tutumu’ mevcut durumu gözlerden ırak tutmaya ve insanların yanlış kanaatler edinmesine yol açıyor. Oysa bilgi birikiminin artması ile teknolojik yapabilirlik arasında zorunlu bir ilişki yoktur. Bu iki şey arasında kurduğumuz zorunlu ilişkiye daha ihtiyatlı yaklaşmak, bunun bir düşünsel alışkanlık olduğunu fark etmek gerekiyor. Nükleer Füzyon da bu alışkanlıktan bolca nasibini alan konuların başında geliyor. Bu yazıda, füzyonla ilgili kısaca bilgi vermek ve füzyon yolu ile enerji elde etmek konusunda karşı karşıya olduğumuz sorunların bir kısmını dile getirmek istiyorum, ama bu konuda daha önce yayımlanan yazılardaki iyimserliği paylaşmadığımı belirtmeliyim.
Enerji üretimi için çok çeşitli kaynakları kullanıyoruz. Nükleer reaktörlerden elde edilen enerji hariç diğer bütün enerji kaynaklarımızın kökeninde güneşten gelen enerji var. Her ne kadar güneşten uzaya saçılan enerji miktarı olağanüstü büyüklükte olsa da, bunun dünyaya ulaşan miktarı çok sınırlı ve bunu arttırmak bizim elimizde olan bir şey değil. Güneşten gelen bu sınırlı enerji doğal döngüler içinde kimi yavaş kimi hızlı çeşitli biçimlerde depo edilir ve bizler bu depolanmış enerjiyi kullanırız. Ormanlar ve su kaynakları gereğinden fazla kullanılmamaları koşulu ile kendilerini yenileme potansiyeline sahip; ama ne yazık ki bu konuda mevcut durum oldukça kaygı verici. Biyokütle, rüzgâr ve güneş panelleri vasıtası ile enerji üretimi ise şimdilik çok sınırlı bir kullanım alanına sahip. Enerji üretiminde başı çeken ve gezegenimizi giderek daha az yaşanılabilir kılan petrol ve kömür ile daha az kirlilik oluşturan doğal gaz gibi fosil kaynaklarının er veya geç tükeneceğine kesin gözü ile bakılıyor.
Doğal enerji kaynaklarının sınırlı olması ve fosil yakıtların uygunsuz kullanımın yarattığı kirlilik yıllardır iyi biliniyor. Nükleer enerji taraftarlarının en sık dile getirdikleri şey de bu zaten. Bunlara, enerji ihtiyacının her yıl biraz daha arttığı ve bu hızla giderse enerji ihtiyacını karşılamak için nükleer kaynaklara başvurmanın kaçınılmaz olacağı argümanını da eklemek gerek.
Nükleer parçalanma-nükleer kaynaşma
Nükleer enerji çok basitçe tanımlamak gerekirse, atom çekirdeğinde gerçekleştirilen bazı reaksiyonlar sonucunda enerji elde etme yöntemlerine dayanır. Nükleer enerji elde etmenin iki yolu var: Bunlardan biri, atom çekirdeğini parçalamak (fisyon), diğeri ise atom çekirdeklerini birbirine kaynaştırmaktır (füzyon). Çekirdek parçalanması işleminde uranyum ya da plütonyum gibi ağır kütleli çekirdeklerin kontrollü bir şekilde bölünmesi sağlanarak daha hafif kütleli çekirdekler oluşturulur. Bu işlem esnasında açığa çıkan enerji de elektrik enerjisine dönüştürülür. Dünyadaki bütün nükleer enerji reaktörleri fisyon reaksiyonu ile çalışır. En önemli sakıncası oluşan radyoaktif atıklardır. Bu reaktörlerin açığa çıkardığı radyoaktif atığın yok edilmesi olanaksızdır. Yapılabilen şey olağanüstü güvenlik önlemlerinin alındığı depolarda bu atık maddeleri saklamaktan (!) ibarettir. Oysa nükleer atıklar zamanın yıpratıcı etkilerine karşı çok dirençlidir, yani zarar verici etkilerini binlerce yıl muhafaza edebilirler. Doğal olarak, hiçbir saklama metodu bu kadar uzun bir süre boyunca yeterince güvenli olmayacaktır.
Çekirdek kaynaşması reaksiyonu ya da füzyon da ise, hidrojen gibi iki hafif atom çekirdeği birleşerek helyum gibi daha ağır bir çekirdek oluşturur. Fisyon reaksiyonunda atom çekirdeği parçalanmaya zorlanırken; burada tam aksine iki atom çekirdeği birleştirilmeye veya kaynaştırılmaya çalışılır. Açığa çıkan enerji miktarı fisyondan çok daha fazladır. Örneğin, Güneş ve diğer yıldızların enerji üretim süreci füzyon reaksiyonlarına dayanır. Füzyon reaksiyonu için gereken hidrojen gibi hafif elementlerin doğada bol miktarda bulunması ve açığa çıkan radyoaktivite miktarının fisyona kıyasla daha az olması bu reaksiyonun en önemli avantajıdır. Ancak, çekirdek füzyonu ile enerji üretimini zorlaştıran ve teknolojik olarak çözümü zor bazı problemler vardır. Bu problemlerden biri, füzyon reaksiyonunu başlatmak için gereken sıcaklığın çok yüksek olmasıdır. Füzyon, ancak yüz milyon derece gibi yüksek sıcaklıklarda mümkün olabilir. Böyle yüksek bir sıcaklığı muhafaza edebilecek bir reaktör yapmak ise bildiğimiz malzemeler ile mümkün değil. Bu sıcaklıkta her şey derhal buharlaşır. Çevresinde ne varsa onları da buharlaştırarak elbet!
Bu soruna getirilen çözümlerden biri, reaksiyonu manyetik bir kafes içerisinde gerçekleştirerek sıcaklığın reaktör duvarlarına zarar vermesine engel olmaktır. Bilimsel denemeler yapmak üzere, bu ilkeye göre çalışan füzyon reaktörü yapılmıştır ve ITER (The International Thermonuclear Experimental Reactor) ya da Tokamak adı ile bilinir. Ancak, bu reaktörde reaksiyona sokabildiğimiz madde miktarı çok az ve füzyon için gerekli sıcaklık çok ama çok kısa süreler için oluşturulabilmekte. Dolayısıyla pratikte büyük ölçekte enerji üretimi için yapılması uygun görünmemektedir.
Yine de bu güçlük zaman içerisinde belki aşılabilir; ne var ki, bir diğer ve çok önemli olan sorun füzyon reaksiyonu sonucu açığa çıkacak olan enerjinin yüzde sekseninin nötronlar vasıtasıyla sağlanıyor olması. Nötronları ise manyetik bir kafes içerisinde tutmanın bir yolu yok. Reaksiyon sonucu açığa çıkan nötronlar reaktör duvarına çarparak zamanla onu radyoaktif kılıyor; bu ise bizim kaçınmak isteyeceğimiz bir durum. İşte helyum3 burada önem kazanıyor.
Füzyon reaksiyonu için hidrojen atomu ile helyum3 atomunu kullanarak radyoaktivite sorununun üstesinden gelinebileceği söyleniyor. Yani, “hidrojen+helyum3” füzyonu, diğer füzyon reaksiyonlarına kıyasla çok daha az nötron üretiyor ve böylece başa bela radyoaktivite sorunu ortadan kalkmış oluyor. Teorik olarak bakıldığında son derece verimli, doğa kirliliği yaratmayan neredeyse ideale yakın bir enerji üretim prosesinden söz ediliyor. Ancak, sorun helyum3 izotopunun dünyada son derece nadir bulunması. Gezegenimizin zayıf kütle çekimi bu hafif izotopu yeryüzünde tutmaya yeterli değil. Dolayısıyla helyum3 dünyada yok.
Bir ‘doğal kaynak’ olarak AydedeTM
1970’li yılların başında uzayda en yakınımızdaki gök cismi olan Ay’ın helyum3 açısından zengin olduğunun fark edilmesi helyum3 füzyonu konusundaki çalışmalara farklı bir perspektif kazandırdı. Helyum3 güneş tarafından üretilerek uzaya saçılır ve milyarlarca yıl boyunca Ay toprağı (Regolit) güneşten saçılan helyum3’ü absorbe ederek ya da bünyesine alarak biriktirmiştir. Yapılan çalışmalar, Ay’da bulunan helyum3 izotopunu yakıt olarak kullanacak bir nükleer reaktör yapılabilirse, binlerce yıllık enerji ihtiyacımızın karşılanacağını gösteriyor. Ancak, en eski ve en iyi bilinen fizik prensibi evrende bedava yemek olmadığını söyler ve bu açıdan bakıldığında karşı karşıya olduğumuz güçlükler de hiç yabana atılır cinsten değildir.
Diyelim ki, yakıt olarak helyum3 ile çalışan bir füzyon reaktörü yapmayı başardık. İlk olarak Ay toprağının içerdiği helyum3’ün nasıl saf olarak elde edileceği sorunu var. Bir kilogram helyum3 elde etmek için yaklaşık ‘yüzbin ton’ Ay toprağını yaklaşık 800 derece civarına ısıtarak işlemden geçirmek zorunda olduğumuz dile getiriliyor. Ay’da bir milyon ton helyum3 bulunduğu düşünülürse yüz milyarlarca ton Ay toprağını işlemek zorundayız. Kuşkusuz bu işlemi yapacak devasa tesis ya da tesisleri de Ay üzerinde kurmamız gerekli. Uzayda yük taşıma konusunda devrim sayılabilecek buluşlar gerçekleştiremediğimiz sürece böyle bir tesis kurmak ve elde ettiğimiz helyum3 ürününü Dünya’ya getirmek, çözümlenmesi şimdilik imkânsız pek çok sorun içeriyor.
Bu sorunlara bir kaç örnek vermek gerekirse, Ay üzerinde kurduğumuz tesiste çalışacak insanların zaman içerisinde ciddi sağlık sorunları ile karşı karşıya kalmaları kaçınılmaz; bu sorunun üstesinden işi bizim için yapabilecek robotlar geliştirerek kurtulduk diyelim, bu robotlarda bulunan hareketli parçaların en küçük yarıklarından bile sızabilen, gözle görülemeyecek küçüklükteki partiküllerden oluşan Ay tozunun bozucu etkilerine dayanmaları olanaksız. Üstelik bu sadece robotlar için değil tesiste bulunan her türlü hareketli parça için geçerli olacaktır. Yine aynı sorundan etkilenmemeleri için elektronik donanıma sahip cihazların mutlak bir izolasyona sahip olmaları şart. Karşılaşılacak olası sorunların listesini sayfalarca uzatmak mümkün, ama kısaca söylemek gerekirse: Dünya koşullarında az çok çözümü olan ama uzay koşullarında üstesinden gelinmesi son derece zor ve çok masraflı olan sorunlarla karşı karşıya olacağımız kesindir.
Aşılması gereken pek çok sorun olduğu aşikâr. Bütün sorunların üstesinden gelinebilecek bir bilimsel-teknolojik düzeye çok uzak bir gelecekte ulaşılabilir belki; ama bu ne pahasına olacak? Amacımız helyum3 füzyonu ile güvenli ve yeterli enerji üretmek ise; bu amacımızı gerçekleştirmekte kullanacağımız teknolojik donanım için gereken enerji ve doğal kaynakları nasıl temin edeceğiz? Bizzat bu donanımın geliştirilmesi süreci dahi muazzam bir atık madde ve doğa kirliliği sorununu beraberinde getirmeyecek mi? Kuşkusuz öyle. Bütün problemlerin çözülüp böyle bir girişimin gerçekleştirilmesi durumunda ise, elde edilecek enerjinin bütün insanlığın refahı için kullanılacağını söyleyebilir miyiz? Mevcut duruma bakılırsa böyle bir şeyi düşünmek bile saflık olur. Öyleyse enerji sorununa yeni tekniklerle çözüm arama yerine kapitalizmin küresel ölçekteki bu talanını, emek ve doğal kaynak sömürüsünü sınırlayacak, baskı altına alacak alternatifler üzerine düşünmek daha anlamlı olmaz mı? Son kırk yıldır çok iyi bilindiği üzere, kendi içinde kapalı bir sistem olan, kaynakları sınırlı bir dünyada sınırsız bir büyüme sağlamak olanaksız. Böylesine basit bir gerçek iyi bilinmesine rağmen nasıl gözlerden ırak tutulabilir.
Enerji kıtlığını Ay’a gidip helyum3 toplayarak aşma fikri aklımızı kıt kullandığımız durumlarda neler düşünebildiğimize iyi bir örnek. Oysa en başta gerçekten bir enerji kıtlığının olup olmadığı sorulması gerekli bir soru. Dünyada bir yılda üretilen enerjiyi kimlerin, ne amaçla tükettiği ise zaten bu konular ile ilgili herkesin malumu. Bütün bunlar iyi bilinmesine rağmen, küresel ölçekte mevcut talan sistemi, dünyanın canına okuyana kadar her zaman enerji artışına ihtiyaç duyacak, asla doygunluğa erişemeyecek bir sistem olacak gibi görünüyor. Aksini gösteren pek çok kanıt olmasına rağmen, insanların hep içinde yer alacağı bir dünya; ya da hep böyle sürüp gidecek bir hayat fikrinde kuşkusuz insanları rahatlatan bir şey var. Yaptığımız ve yapacağımız aptalca şeyleri meşrulaştıran bir yanı da var bunun. Dolayısıyla her ne yaparsak yapalım bizlere bir şey olmayacağını, dünyanın canına okusak da var kalabileceğimizi sanıyoruz. Gerçekte ise yaşadığımız gezegene hiçbir şey olmaz, olan sadece içinde yaşayan insanlara ve içinde bulunduğumuz jeolojik çağda insanlarla birlikte yaşama talihsizliğine rast gelmiş diğer canlılara olacak. Kişisel olarak bu sürecin öyle kolayca tersine çevrilemeyeceğine, ama er geç aşılmaz bir duvara toslayacağına inanıyorum. O zamana kadar bir şeyler yapmak mümkün olacak mı zaman gösterecek; ama nihayetinde portakal soymaya üşenen insanların sayısı giderek arttığı için portakal satışlarının düştüğü bir çağda yaşıyoruz. Kolektif eylem nasıl mümkün olacak kafa yormak gerekli. Yoksa çok acı bir şekilde fark edeceğiz bu dünyadan hiçbir yere gitmenin gerçekte mümkün olmadığını. Küresel ekonomi dediğimiz bu yıkıcı sürecin gezegen sınırlarını aşıp Ay’a kadar uzanamayacağını.
Kaynak: T24
