1. RADYOAKTİF ATIKLAR

Bazen bir pozisyon alırsınız ve bu sizi ilericiler arasına sokar. Zaman geçer, dünya değişir, bilgi stoku büyür. Aynı pozisyonu

savunmaya devam edersiniz ve kendinizi gericiler arasında bulursunuz. Nükleer enerji bu konulardan biridir. Nükleer enerjiye karşı çıkmak artık ilericilik değildir. Gericiliktir.

 

Nükleer atıklar için yer bulunması diye bir problemi yok nükleer teknolojinin. Aksine çok sayıda çözüm önerisinden hangisinin en uygun olacağının tespiti,  ya da çözümlerden biri olarak gömdüğümüzde en uygun yerin bulunması gibi konular üzerinde duruluyor. Örneğin bunlardan biri atığın uzaya gönderilmesi. Uzay zaten güneş ve  diğer yıldızlar gibi devasa radyoaktif kaynaklarla dolu ve biz atık taşıyan mekiği dünyadan çıkardıktan sonra herhangi bir yere gönderebiliriz.

Bunun için mekiğin kaza yapma ihtimali çok düşük olmalı. bu da zamanla mümkün olacak. Bir gün büyük bir göktaşının yeryüzüne düşme olasılığı ile, ki bu yeryüzünde atom bombası etkisi yapacaktır, mekiğin kaza yapma olasılığı aynı olduğunda bunları uzaya gönderebiliriz.

 

Nükleer teknoloji gelişmeye son derece müsaitdir. Örneğin bir fakir  Afrika ülkesi birkaç bilimadamını toplar ve bu teknolojiyi geliştirirse, örneğin ucuz ve sürekliliği olan Füzyon tepkimesi, bu ülke biranda süper devlet gibi güçlü ve zengin olacaktır.

Nükleer Teknolojinin görünen ve görünmeyen birçok yararı vardır. Elektrik üretimi gibi yararları kolayca görünebilir. Nükleer reaktörlerde teknolojinin son hali kullanılır. Bu yüksek teknoloji anlamak bilgi gerektirdiğinden bu tür yararlanımlar kolayca görünmez.

 

Peki atıklardan illa ki kurtulmak mı zorundayız?

Radyoaktif atıkların bazı geometrik hilelerle yarı-ömürlerini azaltıp doğaya daha erken zararsız hale getirilmeleri üzerinde düşünürken, içiçe geçecek yarıçapı ayarlanabilir kürelerle,  internette Japonların

düşündüğü bir sistemi gördüm.

Japonlar atıklardan bir küre yapıyorlar ve bu küre içerdeki füzyon sistemini sarıyor. Atıklar füzyon reaksiyonu için gerekli yüksek ısıya ulaşmayı kolaylaştırırken, içteki füzyon sistemi de dıştaki atıkları daha çok aktive edip yarı ömürlerinin azalmasını ve daha çabuk kararlı hale geçip, doğaya zararsız hale gelmesini sağlıyor.

Nükleer atıkları kullanmanın diğer bir yolu breeder (üretken ) reaktörleri kullanmak. Böylece atık tekrardan yeniden işleme tesislerine işlenip kullanılıyor. Bir çeşit tavuğun suyunun suyu gibi.

Böylece size milyonlarca yıl yetecek uranyum kaynağı yaratıyorsunuz. bu durumda hiçbir enerji kaynağına, füzyon dahil gerek kalmıyor.

 

Nükleer santrallerin atık sorunu var mıdır?: (çok geç olmadan, bernard cohen)

 

Enerji konusunda zeki ve bilgili olduğunu bildiğim kişiler bile bana, nükleer güç kullanımı ile ilgili en önemli endişelerinin, radyoaktif atıkların ortadan kaldırılması konusunda olduğunu söylediler. Buna genelde “ çözümlenmemiş sorun” denir.  Öte yandan atık idaresiyle ilgilenen bilim adamları radyoaktif atıkların ortadan kaldırılmasının önemsiz teknik bir konu olduğu görüşündeler. 7 yıl bu konu üzerinde araştırma yaptım ve kesinlikle eminim ki nükleer gücün işleyişi sonucu çıkan radyoaktif atıklar, herhangi bir diğer büyük teknoloji sanayinin atıklarına göre çok daha az bir sağlıksal tehlike arzetmektedir.

 

Başlangıç olarak nükleer atığı, tek bir büyük santralden çıkan benzeri bir atıkla karşılaştırmak ilginç olacaktır. Kömürün yanması sonucu çıkan atığın en yüksek oranda bulunan bileşeni dakikada 15 ton oranında ortaya çıkan karbon dioksit gazıdır. Karbon dioksit, özellikle tehlikeli olan bir gaz değildir; ancak kömür, petrol ve gazın  yanması ile ortaya çıkan büyük miktarların dünya iklimi üzerinde önemli etkileri olacağı konusunda büyük bir endişe vardır. ( Bu kitap yazıldığında dünyanın henüz küresel ısınma sorunu yoktu.)  deniz seviyesini yükseltmesi sonucu New York, New Orleans ve Los Angelas gibi sahil şehirlerimizi sel basabilir ve Ortabatı tahıl alanımızı kurak bir yere dönüştürebilir. Kömürün yanması sonucu yayılan en tehlikeli gaz, her beş dakikada 1 ton oranında çıkan sülfür dioksittir. Bir çalışmaya göre tek bir santralden çıkan yıllık miktar 25 ölüme, 60000 solunum hastalığı vakasına ve 25 milyon dolarlık maddi hasara yol açmaktadır. Kömürün yanması sonucu çıkan bir diğer kirletici gaz, otomobillerden çıkan en önemli kirletici olarak da bilinen nitrojen dioksittir. Bir tek santral 200000 otomobilin yayacağı kadar çok nitrojen oksit yayar.

 

Bir de minik katı parçacıklar içeren duman söz konusudur. Termik santralden çıkan dumanın büyük ölçüde temizlendiği yolunda yaygın bir izlenim vardır. Oysa bu, yalnızca gözle görülür kirlilik yaratan büyük parçacıklar için geçerlidir. Daha zararlı olan küçük parçacıklar vücudun savunma sistemini aşıp akciğerin içlerine kadar ulaşır. Kömürün yanmasından çıkan diğer bir tür kirletici sonraki kuşaklarda kansere ve genetk bozukluklara yol açabilen “çokdöngülü hidro karbon”dur. Bunlardan en bilineni sigaranın içerdiği başlıca kanser yapıcı etken olduğuna inanılan “benzpiren”dir. Kül ise dakikada 2200 kg oranında üretilen bir katı madde yığınıdır ve ortadan kaldırılması sırasında çok güç bazı çevresel sorunlara, ciddi ve uzun vadeli sağlıksal etkilere yol açar. Son olarak da, bu külde doğal olarak radyoaktif olan ve sağlıksal etkiler arz eden radon gazı içeren uranyum ve toryum vardır. Üstelik bunların sağlıksal etkileri nükleer santrallerden çıkan tüm radyoaktivitenin verebileceği zarardan çok daha fazladır.

 

Bir nükleer santralin atıklarıi termik santral atıklarından çok büyük iki farkla ayrılır. Birincisi, söz konusu miktarlar bakımından farklıdırlar. Nükleer atık miktar olarak 5 milyon kez; hacim olarak da milyarlarca kez daha küçüktür. Bir yıllık işleyişten çıkan nükleer atık, 1.5 ton ağırlığındadır ve hacimce 380 litrelik bir alanı işgal eder; yani sıradan bir oyun masasının altına rahatlıkla sığar, hatta yer bile kalır. Miktarları çok küçük olduğundan bu atıklar, benzer bir termik santralden yılda çıkan milyonlarca tonluk atık için asla söz konusu olmayacak bir itina ve yetkin bir yaklaşımla ele alınır.

 

İkinci büyük fark, nükleer atıkların yaydığı radyasyona bağlı olarak bir sağlıksal tehdit unsuru oluşturmalarına neden olan radyoaktiviteleridir. Oysa kömür atıklarının sağlığa yönelik başlıca tehditi, kimyasal aktivitelerinden kaynaklanır. Bu, nükleer atıkların daha tehlikeli olduğu anlamına gelmez. Bunun tersi doğrudur. Örneğin bir termik santralden bir günde yayılan tüm kirlilik insanlar tarafından solunsaydı 1.5 milyon insan ölebilirdi. Bu ise bir nükleer santral tarafından bir günde üretilen atığın insanlar tarafından yutulması ya da solunması sonucu ortaya çıkacak rakamın 8 katıdır.

 

Her iki tür atığın da tamamının insanlara ulaşması imkansız olduğundan, bu gerçek dışı bir karşılaştırmadır. Birçok termik santraldeki en önemli kirlilik kontrolü olan duman arıtma tekniklerinin sağlık korunumuna çok az katkısı olması nedeniyle hava kirliliğinin sonucu her santral başına yılda 25 ölümdür.

 

Nükleer atıklar için kolay bir ortadan kaldırma yöntemi –elde bulunan iyi bir teknoloji- cama dönüştürülen atığı okyanusta rasgele yerlere atmak olacaktır. Bu şekilde bir ortadan kaldırma yöntemiyle bir güç santralinde bir yılda üretilen atık, sonuç olarak, milyonlarca yıl zarfında deniz ürünlerini kirletme yoluyla ortalama 0.6 ölüme neden olacak ve okyanus ekolojisine hiçbir zarar vermeyecektir. Aslında dünyanın tüm elektriği nükleer güçle üretilse ve tüm atık da okyanusa atılsa, deniz canlıları için söz konusu radyasyon dozu, bugün doğal radyoaktivite yüzünden var olan dozun %1’i oranında bile olmayacaktır.

 

Sonuç olarak nükleer ve kömür atıklarını ucuz, basit ve kolay ortadan kaldırma teknikleri bazında karşılaştırdığımızda, kömür atıkları insan sağlığına (25/0.6=40) kat daha zararlıdır …

Nükleer güç hakkında en sık sorulan soru “ Radyoaktif atıkları ne yapacağız?” şeklindedir. Cevap çok basit: atıkları kayaya dönüştürüp, kayaların doğal ortamı olan yerin altına gömeceğiz.

 

Bir büyük güç santralindeki atıklar, yakıt çubuğunda;  yani içinde uranyum yakıtı silindirlerinin yer aldığı 3.7 metre uzunluğunda, 1.5 cm çapında tüplerin içinde bulunur. Bunların üçte biri, yani yaklaşık 30 tonu her yıl reaktörden çıkarılır ve gemiyle bir kimyasal tekrar işleme tesisine gönderilir. Burada yakıt asit içinde çözülerek, ileride tekrar kullanılmak üzere uranyum ve plutonyumun %95’i ayrılır. Geriye kalan 15 tonluk yüksek seviyeli atık, her biri 36 cm çapında, 3 metre uzunluğunda ve 450 kg ağırlığında 30 silindir formunda cama dönüştürülür. Atık formu olarak camdan daha üstün malzemeler üzerinde birçok çalışma vardır; ancak bugün üretimi basit ve gelişmiş camın yetersiz olduğu konusunda hiçbir kanıt yoktur. Doğal birçok kaya camdır ve diğer kayalar kadar dayanıklıdır.

 

Yaklaşık bir kamyon yükü olan bu 15 tonluk atık cam, gemiyle bir depoya gönderilir ve burada sürekli kalmak üzere toprağın derinlerine gömülür. Bir kamyon dolusu atığı yüklemenin ve depolamanın maliyeti 5 milyon dolardır, bu da kilowat/saat başına 0.07 cent; yani elektriğin tüketiciye maliyetinin %1’i kadar demek olur. Bu konuda “bölgemizde atık çöplüğü istemiyoruz” denir. Bu akla, yukarı tırmanıp arkalarındaki çöpü erdeki bir çukura boşaltan çöp kamyonlarının görüntüsünü getirir. Eğer böyle yapılıyor olsaydı, her bir kamyon yük 5 milyon dolara mal olmazdı.

 

Yakıt depolarının birçok güvenlik analizi yapılmış ve hepsinin sonucunda da en büyük tehlikenin, atığın bir şekilde yer altı suyuyla temas etmesi, çözünmesi ve yer altı suyuyla birlikte kuyulara, nehirlere ve toprağa taşınması olduğu saptanmıştır. Böylece atık içme suyu kaynaklarını kirletir ve bitki kökleri yoluyla yiyeceklere bulaşır; dolayısıyla da insan vücuduna girer.

 

Havada toz olarak asılı kalıp, insanlar tarafından solunma olasılığı çok daha düşüktür, çünkü yer altı suyu ender olarak yüzeye çıkar; üstelik günde 0.001 gram toz yutarız. (ve bunun %95’i burundaki tüyler, gırtlak, nefes borusu ve bronşlar tarafından süzülür ve salgı ile dışarı atılır; oysa günde 1000 gramdan fazla yemek yeriz. Kısaca bir atık atomunun insan vücuduna yiyecek ya da suyla girme olasılığı çok daha fazladır. )

 

Yerdeki radyoaktif maddelerin harici olarak etkilenmeye yol açması çok daha küçük bir sorundur. Kaya ve toprak mükemmel kalkan maddelerdir ve atık gömülü kaldığı sürece bir tek radyasyon parçacığının yüzeye ulaşması düşünülemez, bunu her saniye bize çarpan doğal kaynaklı 15000 radyasyon parçacığı ile karşılaştırınız. Radyoaktivite yer altı suyu ile açığa çıksa bile, yeraltında akarsuda çözünmüş halde kaldığı sürece bu kalkan görevi gören maddeler etkilerini sürdürür. Eğer radyoaktivite, bir şekilde zemin yüzeyinde birikirse yağan yağmurlarla kısa sürede toprak içine tekrar girer.  Radyasyonun büyük kısmı, bina malzemeleri, giysiler ve hatta hava tarafından absorbe edilir. Dolayısıyla zemindeki maddelere bağlı olarak, insan vücudu için çok az etkilenim söz konusu olacaktır.

 

Bugün ABD’de tüm elektrik nükleer güçten elde edilseydi, 250 santrale ihtiyacımız olurdu ve  her yıl üretilen atık insanlar tarafından alınması durumunda 10 milyarın üzerinde insanı öldürmeye yeterdi. Her yıl 400 trilyon insanı öldürecek kadar klor gazı, 20 trilyon insanı öldürecek kadar fosfor, her biri 6 trilyonu öldürecek kadar amonyak ve hidrojen siyanid, ve 10 milyarı öldürecek kadar da arsenik trioksit üretiriz. Tüm bu rakamlar, radyoaktif atık için olduğu gibi, hepsinin insan vücudu tarafından alınması varsayımı üzerine hesaplanmıştır. Umarım bu karşılaştırmalar, “nükleer elektrik üretmekle görülmemiş miktarlarda zehirli madde de üretiyoruz. “ şeklindeki korkuyu da çözümler.

 

Silindir şekle dönüştürülmüş atık camın ne kadarının yenmesi durumunda, bir insanı öldürmek için yüksek bir olasılığa sahip olacağını tahmin edelim. Buna öldürücü doz denir. Bu, atık cam miktarı, yani 16 ton için hesaplandığında şu sonuçlar çıkar:

Gömmeden hemen sonra:       0.28 gram

100 yıl sonra:                           2.8 gram

600 yıl sonra:                            28 gram

20000 yıl sonra:                         0.5 gram

 

İyi bilinen kimyasal maddelerin öldürücü dozları da şunlardır:

Selenyum bileşikleri:              0.28 gram

Potasyum siyanid:                   0.56 gram

Arsenik trioksit:                       2.8 gram

  Bakır:                                       19.85 gram

 

Nükleer atıkların zamanla daha az zehirli hale gelmesi önemlidir; çünkü radyoaktif maddeler çürür ve zararsız bir posa bırakır. Ancak listede belirtilen kimyasallar sonsuza dek zehirlidir.

 

Bazı bitki ve böcekleri yok etmek için kullanılan arsenik trioksit, bitkilerin yetiştiği yerlere aralıklı olarak dökülür ya da meyve ve sebzelerin üzerine püskürtülür. Ölümcül dozları bir gramdan az olan diğer kimyasallar gibi o da, toprakta doğal mineral olarak bulunur.

 

ABD’nin 300 metre altındaki tüm kayaların birer gazetesi olsaydı, bir milyon yılda bir kereden fazla basılmazdı, çünkü bildirecek haberleri olmazdı. Bu derinlikteki kayalar, on milyonlarca yıl boyu hiçbirşey olmadan orada dururlar. Nadiren depremler ve diğer yer altı olayları sonucu sallanabilir, hatta çatlayabilirler; ancak bu onların konumlarını ve çevreyle etkileşimlerini değiştirmezler.

 

Zemin daima, doğal olarak radyoaktif maddelerle doludur – özellikle potasyum, toryum ve uranyum. Uzun vadeli düşünürsek, radyoaktif atığımızı gömmek, ABD kayaları ve toprağının 600 metre üzerindeki toplam radyoaktiviteyi yalnızca 10 milyonda bir artıracaktır.

 

Atığı çıkaran yakıtı elde etmek için yerden çıkarılan uranyum filizinin zehirlilik oranı, atığın 15000 yıl sonra sahip olacağı zehirlilik oranından daha yüksektir. Sonuç olarak gömülü atığın tehlikesi, filizin hiç çıkarılmamış olması durumunda doğacak tehlikeden daha azdır.

 

Gömülen atığın nasıl paketlendiğine bakacak olursak, tehlikenin nasıl en aza indirgediğini anlamış oluruz. Zehirliliğin oldukça yüksek olduğu ilk birkaç yüzyıl için, atığın yer altı suyu ile kaçmasını önleyecek birçok önlem alınır. Bunların ilki ve en önemlisi olarak atık, çok az yer altı suyu akışı olan ya da hiç olmayan ve jeologların bu konuda kesinlikle emin oldukları bir kaya formasyonu içine gömülür. Eğer jeologlar yanılırsa ve atığın gömülü olduğu kaya formasyonu içinde önemli miktarda bir yer altı suyu akışı olursa, önce kayanın büyük bir kısmını çözmesi gerekecektir. (atığın yarısı çözülmeden önce yaklaşık olarak kayanın yarısının çözülmesi gerekir) Atık, tuza gömülmüşse bu unsurun çok az koruma sağlayacağı düşünülebilir. Çünkü tuz suda hemen çözülür. Bununla birlikte deneysel bir gömü alanı olarak bilinen New Mexico bölgesinde, yeraltından akan tüm suyun tuzun içinden geçmesi sağlansa bile bir depoyu çevreleyen tuzun erimesi bir milyon yıl alacaktır. Tuz miktarı çok fazladır; oysa su akışı bir dereden çok zemin içinde yavaşça ilerleyen rutubet şeklindedir.

Bir sonraki koruma tabakası atık paketini saran dış dolgu maddesidir. Bu ıslandığında suyu dışarıda tutmak için şişecek olan bir sıvadır.

 

Eğer su dış sıvayı aşacak olursa, atığa ulaşmak için camın içinde bulunduğu metal muhafazayı (öncesinde kovan delinmeye karşı destek sağlar, bunun altındaki dış muhafaza aşınmaya karşı ekstra dayanıklılık sağlar.) aşması gerekecektir. Bu muhafazanın malzemesi, aşınmaya karşı çok etkin dayanıklılık sağlamak üzere geliştirilmiştir. Bugün en uygun malzeme, çok sıcak( bir depo için beklenen en yüksek sıcaklık 120 C olmasına rağmen 250 C de) bir yüksek aşındırıcı solüsyonda test edilmiş olan titanyum alaşımıdır. Olağanüstü koşullarda elde edilen bu aşındırma oranları bile sızıntıyı bin yıl önleyecek derecededir. Daha normal yer altı suyu koşulları söz konusu olduğunda bu muhafazalar, bütünlüklerini yüzbinlerce yıl koruyacak ve hepsi başarısız olsa bile kendi başlarına oldukça yeterli bir koruma sağlayacaklardır.

 

Muhafazanın altında stabilitör atığın fiziksel ve kimyasal dayanıklılığını arttırır. Bunun altında camı saran kap paslanmaz çeliktir.  En içteki koruma tabakası ise cam formunda olan ve çözünmeyen atıktır. Eski Babilden kalma camdan küçük heykeller nehir yataklarında sürekli akan nehir suyuyla (yavaş yavaş yayılan ve daha çok yer altı suyunu ifade edn rutubetle değil) 3000 yıl boyunca yıkanmış ve çözünmemiş olarak bulunmuştur. Toprağa gömülü ve yer altı suyuyla ıslanmış olan atık camı ile ilgili olarak Kanadalıların yaptığı bir deney bunun yüz milyonlarca yıl dayanacağını gösteriyor.

 

Ancak diyelim ki her nasılsa atığın bir kısmı yer altı suyunda çözündü. Yer altı suyu çok yavaş ilerler ( günde 30 cm den az, New Mexico gömü bölgesinde ise günde 25 cm kadar.) üstelik yerin çok altındaki su, hiç neden yokken dikey olarak yüzeye yönelmez; yatay olan kaya tabakalarını izler, dolayısıyla  da yüzeye ulaşmadan önce 80 km yol alması gerekir. (New Mexiko bölgesi için ise 160 km den fazla) herkes 80 km almasının günde 30 cm hızla 1000 yıl alacağını kolaylıkla hesaplayabilir; yani yine, bizi en çok ilgilendiren radyoaktivitenin yüksek olduğu ilk birkaç yüzyıl için koruma sağlamış olacağız.

 

Ancak radyoaktif madde, yer altı suyunun hızıyla hareket etmez. Kaya maddesi tarafından sürekli süzülür ve sonuçta yer altı suyundan yüzlerce hatta binlerce kez daha yavaş yol alır. Yer altı suyunun yüzeye ulaşması için 1000 yıl gerekiyorsa radyoaktif maddenin yüzeye ulaşması için milyonlarca yıl gerekir. Üstelik yol boyunca atık maddelerinin solüsyon içinden çıkıp kayanın  sabit bir parçası olmasını sağlayacak birçok durum vardır.

 

Böylece atığın, çok zehirli olduğu birkaç yüzyıl içinde dışarı çıkmasını önleyecek 7 koruma tabakası vardır. 1) Yer altı suyunun olmadığı yere gömülmesi 2) çevredeki kayaların çözünmezliği 3) dış dolgu maddesinin tam olarak kaplanması 4) metal muhafazanın aşınmaya karşı dayanıklılığı 5) atık camın kendisinin çözünmezliği 6) yer altı suyunun yüzeye ulaşması için gerekli uzun zaman 7) kayanın süzücü özelliği

 

Ancak tüm korumalar başarısız olsa bile sudaki radyoaktivite, rutin kontrollerle kolayca tetkik edilir ve içme ya da sulama amaçlı kullanılmaz…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mehmet Mercimek

ITU Enerji Enstitüsü Maslak/İstanbul

Nükleer Enerji: