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

6 Ocak 2003 günü Eskişehir Osman Gazi Üniversitesinde verilen konferansın yansılarından yararlanılmıştır..

ANKARA, 26.Ģubat.2011

Fizik Mühendisleri Odası

1

TORYUM YATAKLARI

AE2003

2

~5km2

3

TORYUM YATAKLARI *

* MTA Teknik Raporları (H. Kaplan)

DOZ HIZI ~ 200 µR/h

MADEN BÖLGESĠNDEKĠ GAMA RADYASYONU

C ThO2 % 0,2

5

T O R Y U MAtom numarası : 90

Atom ağırlığı : 232,0381 g/mol

Yoğunluğu : 11,72 g/cm3

Gümüş beyaz renkli katı metal

Erime sıcaklığı : 1750° C

Toryum 1828 yılında Ġşveçli kimyager Jöns Jacob

Berzelius tarafından keşfedilmiştir. Toryum nükleer güç kaynağıdır. Katalizatör olarak kullanılır..

Toryum oksit (ThO2) kaynama noktası : 3300°C

Bilinen minerali : monazit (Sm,Gd,Ce,Th) PO4

(Ce, La, Nd, Th, Y) PO4

Dünyada ortalama fiyatı : 80-100 $/kg..monazit

6

MONAZIT- (Ce,La,Nd,Th)PO4

7

** TÜRKĠYE 380 %5 - %15

TOPLAM 2500 – 7500

D Ü N Y A Th02 R E Z E R V L E R Ġ (kTON)

BREZĠLYA 20 - 600

AVUSTRALYA 20 - 300

HĠNDĠSTAN 300

NORVEÇ 150

ABD 150

KANADA 70

........ .....

“Bastnasit-Barit-Florit Kompleks Cevher Yatağı” Nihai Etüt Raporu, Kaplan H., 1997

*

AE2003

8

ThO2 Maden Değeri 4 - 5 Milyar $

Th metal değeri 30 Milyar $

9

KAZANÇ FAKTÖRÜ MALĠYET

C1 (1 + x )n1 = 1 M1 = S + P1

C2 (1 + x )n2 = 1 M2 = S + P1

300 BĠN TON TORYUMUN ~ %100 SAFLIKTA ELDE EDĠLMESĠ ~ 67 MĠLYAR $...

MADEN OLARAK “feasible” DEĞĠL....FAKAT..

CEVHERDEN TORYUM KAZANIMI

C1 = 0,04

C2 = 0,002

S 20 $

P1 80 $

P 175 $

log C2

log C1

10

ATOM ÇEKĠRDEKLER CETVELĠ

HIZLI ÜRETKEN (FAST BREEDER) REAKTÖRLERDEKĠ REAKSĠYON SÜREÇLERĠ

Pu 235

25 m

236

2,9 a

237

45 d

238

88 a

239

2,4.104 a

240

6,6.103 a

241

14 a

Np234

4,4 d

235

396 d

236

1,2.103 a

237

2,1.106 a

238

2,1 d

239

2,4 d

240

62 m

U233

1,6.105 a

234

0,005

2,5.105 a

235

0,720

7,0.108 a

236

2,3.107 a

237

6,8 d

238

99,275

4,5.109 a

239

23,5 m

Pa232

1,3 d

233

27 d

234

6,7 h

235

24 m

236

9,1 m

237

8,7 m

238

2,3 m

Th231

26 h

232

100

1,4.1010 a

233

22 m

234

24 d

235

7,2 m

236

38 m

141 142 143 144 145 146 147

N Ö T R O N S A Y I S I

Toryum - 13AE2003

P

R

O

T

O

N

S

A

Y

I

S

I

11

Th-232 / U – 233 KULUÇKA SĠSTEMĠ

U

233

X

Y

Th

232

U

233

U

233

Th-232 + n Th-233 Pa-233 U-233, sf- -

22 m 27 d 160 000 y

n

CF>1

12

Çevrim başına reaktördeki toryum

kütlesinin % 1,1974 ü U-233 e dönüşüyor..

13

NaK SOĞUTMALI YÜKSEK SICAKLIK

HIZLI ÜRETKEN REAKTÖR (HTFBR)

14

15

16

TOKAMAK 840 m3 torus şeklindeki boşlukta süper iletken magnetlerle meydana getirilmiş yüksekmagnetik alanda D-T çekirdekleri kontrollü tepkileşimlerle He çekirdeğine dönüşür..

D + T -> He + n + 17,6 MeV

ısı 100 milyon derece

500 MW

• 1967’DEN BERĠ ALMANYA VE AMERĠKADA BÜTÜN AYRINTILARI ĠLE

DENENMĠġ YAKIT TEKNOLOJĠLERĠNDEN BĠLĠNDĠĞĠ KADARIYLA, Th - U

ÇEVRĠMLĠ NÜKLEER REAKTÖRLERDE % 5 LERE VARAN DÖNÜġÜM ELDE

ETMEK MÜMKÜNDÜR. DOLAYISIYLA ÇEVRĠM BAġINA EN AZ

% 1,2 ORANINDA Th232 U233 DÖNÜġÜMÜ SAĞLANABĠLĠR.

•1970’LERDEN BERĠ YAPILAN BĠR DĠZĠ ARAġTIRMANIN SONUCUNDA,

384 BĠN TON ThO2 VARLIĞI (KANITLANMIġTIR). BU GÖRÜNÜR REZERV

% 90 ORANINDA ÇIKARILABĠLDĠĞĠNDE YAKLAġIK 300 BĠN TON Th232

METAL ĠLE Eġ ANLAMLIDIR.

17

Reaktör

% 1,8 Hazırlama

Kayıpları

% 1,8 ĠĢleme Kayıpları

% 1, 2

Yanma

Kayıpları

( 0,97 – x ) kg

Th232 + U233

( 0,03 + x ) kg Th232

1 kg Th232 + U233

0,988 kg Th232 + U233

x kg U233 Fazlalık Yan ürünler 0,03 kgYeniden iĢleme

Fabrikasyon

Th Kullanım Oranı :

1,2

4,8= % 25

Yanma Kayıpları

Toplam Kayıplar=

18

19

• % 2 Th232 U233 DÖNÜġÜMÜYLE YAKITLARIN 0,25 ORANINDA

KULLANILDIĞI VE TERMĠK ELEKTRĠK VERĠMĠNĠN DE 0,4 OLDUĞU

VARSAYILIRSA, TORYUM YATAKLARIMIZIN MĠNUMUM ELEKTRĠK

ENERJĠ EġDEĞERĠ DÜNYADAKĠ TÜM FOSĠL YAKITLARIN BEġTE BĠRĠ

KADARDIR..!! 6 x 1014 kWh

232 (g/mol) x 3,6 106 (J/KWh)

31011 (g) 0,25 61023 (1/mol) 180 (MeV/fisyon) 1,6 10-13 (J/MeV) x 0,4

^6 x 1014 kWeh x 0,1 $/kWeh 60 TRĠLYON $

E =

20

• BU ENERJĠYĠ KULLANMAK ĠÇĠN GEREKLĠ MADENCĠLĠK, KĠMYASAL

TEKNOLOJĠLER, YAKIT TEKNOLOJĠLERĠ, ÇEVRE VE GÜVENLĠK

TEKNOLOJĠLERĠ, ARAġTIRMA-GELĠġTĠRME FAALĠYETLERĠ, YÜKSEK

SICAKLIK NÜKLEER SANTRALLARININ KURULUġ GĠDERLERĠ , TOPLAM

BAġLANGIÇ YATIRIMLARI 250 - 300 MĠLYAR $ MERTEBESĠNDEDĠR.

• TORYUM MADENLERĠMĠZ , ADAM BAġINA TORYUM KAYNAKLI ELEKTRĠK

ÜRETĠMĠNĠN 5000 kWh/yıl OLABĠLECEĞĠ 100 MĠLYON NÜFUSLU BĠR

TÜRKĠYE’NĠN ENERJĠ ĠHTĠYACINI SONSUZ SÜRE ( 1200 YI L ! )

KARġILAYABĠLECEK DURUMDADIR...

21

2040 LARDA 100 MİLYON NÜFUSLU BİR TÜRKİYENİN YILLIK ENERJİ

ÜRETİMİ ADAM BAŞI 5000 kWh/YIL VARSAYIMIYLA 500 MİLYAR

KİLOVATSAAT OLACAKTIR. ( 50 MİLYAR DOLAR) BU ENERJİYİ ÜRETMEK

İÇİN HER BİRİ 2000 MWe GÜCÜNDE 36 ADET YÜKSEK SICAKLIK ÜRETKEN

REAKTÖRE İHTİYAÇ VARDIR.. ORTALAMA TİCARİ ÖMÜRLERİ 18-20 YIL OLAN

BU REAKTÖRLERDEN BAŞLANGIÇ SAFHASINDA HER YIL 4 ADET

KURULSA (25-30 MİLYAR DOLAR) 10. UNCU YILDAN İTİBAREN

MUNTAZAMAN 36 REAKTÖRLE ENERJİ ÜRETİMİ DEVAM EDER.. 100 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 25-30 MİLYAR DOLAR YATIRIM

GEREKİR. . SİSTEM 25. YILDAN İTİBAREN KARLIDIR

22

• T O R Y U M Y A K I T I D Ġ K K A T E A L I N D I Ğ I N D A,

T Ü R K Ġ Y E E N E R J Ġ 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 Ġ R.

• E N E R J Ġ N Ġ N S A N A Y Ġ Ü R E T Ġ M Ġ N D E K Ġ G Ġ R D Ġ

O R A N I ~ 1 / 10 V E S A N A Y Ġ N Ġ N G S M H’ D A K Ġ

P A Y I ~ 1 / 2 A L I N D I Ğ I N D A, E N E R J Ġ N Ġ N

~ 2 0 K A T A R T I ġ I G S M H’ N I N E N A Z 4 K A T

A R T I ġ I N I S A Ğ L A Y A C A K T I R.

23

• DÜNYA NÜFUSUNUN %1’ĠNDEN FAZLASINI OLUġTURMASINA RAĞMEN,

TOPRAKLARI % 0,6 VE YENĠLENMEYEN ENERJĠ KAYNAKLARI % 0,2

ORANINDA (LĠNYĠT %1,4 KÖMÜRÜ % 0,1 PETROL % 0,02 DOĞAL GAZ < % 0,01 VE

URANYUM % 0,25) OLAN TÜRKĠYE, HIZLA ARTAN NÜFUSUYLA 21.ĠNCĠ YÜZ

YILDA EKONOMĠK VE SOSYAL PROBLEMLERĠ ÇÖZÜMSÜZLÜĞE DOĞRU

GĠDEN ĠLK 20 ÜLKEDEN BĠRĠ OLMAK DURUMUYLA KARġI KARġIYADIR.

ENERJĠ SIKINTISI YAġAMADAN ÜRETEBĠLEN BĠR ÜLKE OLMAK ĠÇĠN TEK

ġANSI , TORYUM TEKNOLOJĠSĠNE DAYALI ENERJĠ ÜRETĠMĠNE GEÇĠġTĠR. æ

24

•PROJENĠN ĠVEDĠLĠKLE HAYATA GEÇĠRĠLMESĠNĠ SAĞLAMAK ÜZERE

T Ü B Ġ T A K, E T Ġ B A N K, M T A, Ü N Ġ V E R S Ġ T E L E R, E N E R J Ġ VE

T A B Ġ Ġ K A Y N A K L A R B A K A N L I Ğ I, TÜRKĠYE ATOM ENERJĠSĠ KURUMU

(TAEK) ve G E N E L K U R M A Y B A ġ K A N L I Ğ I N I N KATILIMLARIYLA BĠR

PLANLAMA PLATFORMUNUN OLUġTURULMASI ÖNEM ARZ ETMEKTEDĠR.

prof.dr.rer.nat. D. ALĠ ERCAN

SAVUNMA SANAYĠ MÜSTEġARI

6.ocak.2003 Osmangazi Üniversitesi, ESKİŞEHİR

25

26