Toryum. Atom numarası 90, atom ağırlığı yaklaşık 232 g/mol olan, 11,7 g/mL yoğunluğunda, 1700 °C de eriyen, kurşun renginde, havada bozulmaz, atom enerjisi kaynağı olarak kullanılan radyoaktif bir element. Kısaltması Th. Türkiye'de Manisa-Gördes'te çıkarılır.
Toryum yakıt döngüsünde uranyumdan daha az plütonyum ve diğer trans-uranyum elementleri üretildiğinden, toryum, nükleer santrallerin en temiz yakıtı olarak kabul edilir. Çevreye daha az zarar vermesi açısından da ileride nükleer reaktörlerde uranyum yerine kullanılması düşünülmektedir.
Toryumun nükleer yakıt olarak kullanılması ile ilgili çalışmalar halen devam etmektedir. Ancak günümüzde toryumla çalışan ticari ölçekli bir nükleer reaktör bulunmamaktadır. Toryumlu yakıt denemeleri 1960 yıllarının ortalarında başlamış olmasına rağmen güç reaktörlerinde kullanılmasına 1976 yılında başlanmıştır. Almanya, Hindistan, Japonya, Rusya, İngiltere ve ABD’de araştırma/geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. Almanya’da geliştirilen 300 MWe gücündeki toryum yüksek sıcaklık reaktörü, yarısından fazlası Th/U olan yakıtla 1983 – 1989 yılları arasında başarıyla işletilmiştir. 60 MWe Lingen kaynar sulu reaktöründe ise Th/Pu tabanlı yakıt test elemanı kullanılmıştır.
ABD'de Shippingport reaktöründe, toryum tabanlı yakıtların basınçlı su reaktörlerindeki kullanımı incelenmiş ve toryum kullanımının işletme stratejisi veya reaktör kalbi güvenlik sınırlarını etkilemediği sonucuna varılmıştır. 1977 – 1982 yılları arasında hafif sulu üretken reaktör anlayışı da bu reaktörde başarıyla denenmiştir.
Zengin toryum kaynaklarına sahip olan Hindistan, toryuma dayalı olarak geliştirdiği nükleer programını uygulama safhasında bulunmaktadır.
Günümüzde geliştirilmekte olan yenilikçi nükleer fisyon teknolojilerinde de toryum önemli bir yere sahiptir. Kanada tarafından geliştirilen Yeni Nesil CANDU Reaktörü (CANDU-X), Rusya tarafından geliştirilen Gaz Türbinli Modüler Helyum Reaktörü (Gas Turbine Modular Helium Reactor, GT-MHR), Japonya-Rusya ve ABD tarafından geliştirilen FUJI Tuz Erimli Reaktör (FUJI Molten Salt Reactor), Güney Afrika tarafından geliştirilen Çakıl Yataklı Modüler Reaktör (Pebble Bed Modular Reactor, PBMR), Rusya, İsrail ve ABD tarafından geliştirilen Radkowsky Toryum Yakıtlı Reaktör (Radkowsky Thorium Fuel Reactor, RTFR) ve Avrupa ülkeleri tarafından geliştirilen Enerji Yükseltici (Energy Amplifier) teknolojileri, yakıt çevrimlerinde toryuma yer veren teknolojiler olarak göze çarpmaktadır.
Toryumun kendisi doğrudan kullanılabilecek bir nükleer yakıt değildir, yakıt olarak kullanılabilmesi için 235U veya 239Pu gibi fisyon yapabilen maddelere ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüzde, toryumun, 235U veya 239Pu ile birlikte kullanıldığında, % 20–30 civarında uranyum tasarrufu sağlayacağı düşünülmektedir.
Dünya toryum rezervi toplam 2,5 milyon ton civarındadır ve ortalama tenörü (% ThO2 miktarı) % 6–7 civarındadır. Ülkemizde ise sadece Eskişehir-Sivrihisar yöresinde yaklaşık 380 000 ton görünür ThO2 ve önemli miktarda nadir toprak elementi cevher rezervi belirlenmiştir. Bu rezerv miktarı ile Türkiye % 15’lik payla dünyada en üst sıralarda bulunmaktadır. Ancak ülkemiz toryum cevherlerinde toryum tenörü, seçme numunelerde % 3′e kadar çıksa da yatağın ortalaması % 0,2′dir. Bu rezervde tespit edilmiş olan ortalama tenörün düşüklüğü ve rezervin karmaşık yapıda olması, toryumun tek başına ekonomik olarak çıkarılabilir olmaktan uzak olduğunu yani rezervin ekonomik olmadığını göstermektedir.
Halen dünyada toryumla çalışan ticari ölçekli bir nükleer santral bulunmamaktadır. Bunun sonucu olarak da toryumun enerji hammaddesi olarak tüketimi yok denecek düzeydedir. Toryum tabanlı nükleer enerji üretimi için, günümüz şartlarında ekonomik olmayan, yüksek yatırım ve işletme maliyeti gerektiren tesislerinin kurulmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle ülkemizde bulunan toryumun mamul veya maden olarak satışı bugün için söz konusu değildir. Ancak bilinen dünya petrol rezervlerinin en çok 50 yıl sonra biteceği, toryum savaşlarının başlayabileceği ve Türkiye’nin çok önemli bir ülke konumuna geleceği dikkate alınarak, ülkemizde mevcut toryum cevherinin nadir toprak elementlerinden ayrılarak toryumun kazanılmasına ve toryum tabanlı yakıt çevrimi konusundaki araştırma ve geliştirme çalışmalarına devam edilmelidir.
Toryumun, gelecekte, nükleer silahların sökülmesinden veya elinde kullanılmış yakıtın ayrıştırılmasından elde edilen plütonyum stoku bulunan ülkelerde, bu stokların tüketilmesi amacıyla ticari olarak nükleer santrallerde kullanılması beklenmektedir.
Gelecekte daha ekonomik, güvenilir ve güvenlik yönünden daha geliştirilmiş nükleer teknolojiler dünyada yaygın olarak kullanılacaktır. Ülkemiz yenilikçi nükleer teknolojileri yakından izleme ve bu gelişmelerden uzak kalmama kararındadır. Bu cümleden olarak, Uluslararası Atom Enerji Ajansı (UAEA), nükleer enerjinin 21.yüzyıl enerji kaynakları içerisinde yerini alabilmesi için yapılması gerekenleri saptamak ve hem nükleer teknoloji üreticisi hem de nükleer teknoloji kullanıcısı UAEA üyesi ülkeleri bir araya getirerek, nükleer reaktörler ve yakıt çevrimlerinde yapılması gereken yenilikleri belirlemek amacıyla, “Uluslararası Yenilikçi Nükleer Reaktörler ve Yakıt Çevrimi” adında bir proje başlatmıştır. Türkiye Atom Enerjisi Kurumu (TAEK), 2000 yılında bu projeye katılma kararı almıştır ve 2001 yılından bu yana da söz konusu projenin aktif bir üyesi olarak çalışmalarda bulunmaktadır.
Toryumun kullanıldığı alanlar hakkında bilgi verir misiniz?
