Prof.Dr.rer.nat. D. Ali ERCANahmetsaltik.net/arsiv/2016/05/Toryum_3Mayis2016.pdf ·...
Transcript of Prof.Dr.rer.nat. D. Ali ERCANahmetsaltik.net/arsiv/2016/05/Toryum_3Mayis2016.pdf ·...
Prof.Dr.rer.nat. D. Ali ERCAN
6 Ocak 2003 günü Eskişehir Osman Gazi Üniversitesinde verilen
konferansın yansılarından yararlanılmıştır..
ANKARA, 03 Mart 2016ADD Çankaya Şubesi
1
TORYUM YATAKLARI
AE2003
2
~10km2
3
TORYUM YATAKLARI *
* MTA Teknik Raporları (H. Kaplan)
DOZ HIZI ~ 200 µR/h
MADEN BÖLGESİNDEKİ GAMA RADYASYONU
C (ThO2) % 0,2
5
T O R Y U M
Atom numarası : 90Atom ağırlığı : 232,0381 g/molYoğunluğu : 11,72 g/cm3
Gümüş beyaz renkli katı metalErime sıcaklığı : 1750° C
Toryum 1828 yılında İşveçli kimyager Jöns Jacob Berzeliustarafından keşfedilmiştir. Toryum nükleer güç kaynağıdır. Katalizatör olarak kullanılır..
Toryum oksit (ThO2) kaynama noktası : 3300°CBilinen 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
8
** TÜRKİYE 380 %5-%15
TOPLAM 2500 – 7500
D Ü N Y A Th02 R E Z E R V L E R İ (kTON)
BREZİLYA 600
AVUSTRALYA 300
HİNDİSTAN 300
NORVEÇ 150
ABD 150
KANADA 70
........ .....
“Bastnasit-Barit-Florit Kompleks Cevher Yatağı” Nihai Etüt Raporu, Kaplan H., 1997
AE2003
9
10
~7 milyon ton ?!
ThO2 Maden Değeri 4 - 5 Milyar $
Th metal değeri 30 Milyar $
11
KAZANÇ FAKTÖRÜ MALİYET
C1 (1 + x )n1 = 1 M1 = S + P1
C2 (1 + x )n2 = 1 M2 = S + P1
300 BİN TON TORYUMU ~ %100 SAFLIKTA AYRIŞTIRMAK
BEDELİ ~ 67 MİLYAR $...
DEMEK Kİ MADEN OLARAK “feasible” DEĞİL....FAKAT…
CEVHERDEN TORYUM KAZANIMI
C1 = 0,04C2 = 0,002S 20 $P1 80 $
P 175 $
log C2
log C1
12
13
ATOM ÇEKİRDEKLER CETVELİHIZLI ÜRETKEN (FAST BREEDER) REAKTÖRLERDEKİ REAKSİYON SÜREÇLERİ
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
14
Çevrim başına reaktördeki toryum
kütlesinin % 1,1974 ü U-233 e dönüşüyor..
15
Th-232 / U – 233 KULUÇKA SİSTEMİ
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
16
17
N Ü K L E E R R E A K T Ö R
KONTROL Ç.
T Ü R B İ N L E RGENERATÖR
URANYUM YAKIT
SOĞUTMA SİSTEMİPOMPA
NaK SOĞUTMALI YÜKSEK SICAKLIK HIZLI ÜRETKEN REAKTÖR (HTFBR)
18
U-233
Th-232
19
20
TOKAMAK 840 m3 torus şeklindeki boşlukta süper iletken magnetlerle meydana getirilmiş yüksek magnetikalanda D-T çekirdekleri kontrollü tepkileşimlerleHe çekirdeğine dönüşür..
D + T -> He + n + 17,6 MeV
ısı 100 milyon derece
500 MW
• 1967’DEN BERİ ALMANYA VE AMERİKADA BÜTÜN AYRINTILARI İLE
DENENMİŞ YAKIT TEKNOLOJİLERİNDEN BİLİNDİĞİ KADARIYLA, Th - U
ÇEVRİMLİ NÜKLEER REAKTÖRLERDE % 5’LERE VARAN DÖNÜŞÜM
ELDE ETMEK OLANAKLIDIR. DOLAYISIYLA ÇEVRİM BAŞINA EN AZ
% 1,2 ORANINDA Th232 U233 DÖNÜŞÜMÜ SAĞLANABİLİR.
•1970’LERDEN BERİ YAPILAN BİR DİZİ ARAŞTIRMANIN SONUCUNDA,
384 BİN TON ThO2 VARLIĞI (KANITLANMIŞTIR). BU GÖRÜNÜR REZERV
% 90 ORANINDA ÇIKARILABİLDİĞİNDE YAKLAŞIK 300 BİN TON Th232
METAL İLE EŞANLAMLIDIR.
21
Reaktör
% 1,8 Hazırlama
Kayıpları
% 1,8 İşleme 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 işleme
Fabrikasyon
Th Kullanım Oranı :
1,2
4,8= % 25
Yanma Kayıpları
Toplam Kayıplar=
22
• % 2 Th232 U233 DÖNÜŞÜMÜYLE YAKITLARIN 0,25 ORANINDA
KULLANILDIĞI VE TERMİK ELEKTİRİK VERİMİNİN DE 0,4 OLDUĞU
VARSAYILIRSA, TORYUM YATAKLARIMIZIN ENAZ (MİNUMUM)
ELEKTİRİK ENERJİ EŞDEĞERİ DÜNYADAKİ TÜM FOSİL YAKITLARIN
BEŞTE BİRİ 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 TRİLYON $
E =
23
• BU ENERJİYİ KULLANMAK İÇİN GEREKLİ MADENCİLİK, KİMYASAL
TEKNOLOJİLER, YAKIT TEKNOLOJİLERİ, ÇEVRE ve GÜVENLİK
TEKNOLOJİLERİ, ARAŞTIRMA - GELİŞTİRME FAALİYETLERİ, YÜKSEK
SICAKLIK NÜKLEER SANTRALLARININ KURULUŞ GİDERLERİ , TOPLAM
BAŞLANGIÇ YATIRIMLARI 250 - 300 MİLYAR $ DÜZEYİNDEDİR.
• TORYUM MADENLERİMİZ, KİŞİ BAŞINA TORYUM KAYNAKLI ELEKTİRİK
ÜRETİMİNİN 5000 kWh/yıl OLABİLECEĞİ 100 MİLYON NÜFUSLU BİR
TÜRKİYE’NİN ENERJİ GEREKSİNİMİNİ 1200 YI L KARŞILAYABİLECEK
DURUMDADIR!!
24
2050’LERDE 100 MİLYON NÜFUSLU BİR TÜRKİYE’NİN 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 GEREK VARDIR.. ORTALAMA TİCARİ ÖMÜRLERİ 18-20 YIL
OLAN BU REAKTÖRLERDEN BAŞLANGIÇ AŞAMASINDA HER YIL 4 ADET
KURULSA (25-30 MİLYAR DOLAR) 10. YILDAN BAŞLAYARAK DÜZENLİ
OLARAK 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 SONRA KÂRLIDIR.
25
• T O R Y U M Y A K I T I D İ K K A T E A L I N D I Ğ I N D A,
T Ü R K İ Y E E N E R J İ 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 İ R.
• E N E R J İ N İ N S A N A Y İ Ü R E T İ M İ N D E K İ G İ R D İ
O R A N I ~ 1 / 10 V E S A N A Y İ N İ N G S M H’ D A K İ
P A Y I ~ 1 / 2 A L I N D I Ğ I N D A, E N E R J İ N İ N
~ 2 0 K A T A R T I Ş I G S M H’ N I N E N A Z 4 K A T
A R T I Ş I N I S A Ğ L A Y A C A K T I R.
26
• DÜNYA NÜFUSUNUN %1’İNDEN ÇOĞUNU OLUŞTURMASINA KARŞIN,
TOPRAKLARI % 0,6 ve YENİLENMEYEN ENERJİ KAYNAKLARI % 0,2 ORANINDA
(LİNYİT %1,4 KÖMÜRÜ % 0,1 PETROL % 0,02 DOĞAL GAZ < % 0,01 ve URANYUM % 0,25) olan
TÜRKİYE, HIZLA ARTAN NÜFUSUYLA 21. YÜZ YILDA EKONOMİK ve SOSYAL
SORUNLARI ÇÖZÜMSÜZLÜĞE DOĞRU GİDEN İLK 20 ÜLKEDEN BİRİ OLMAK
DURUMUYLA KARŞI KARŞIYADIR.
ENERJİ SIKINTISI YAŞAMADAN ÜRETEBİLEN BİR ÜLKE OLMAK İÇİN TEK
ŞANSI, TORYUM TEKNOLOJİSİNE DAYALI ENERJİ ÜRETİMİNE GEÇİŞTİR. æ
27
•PROJENİN İVEDİLİKLE YAŞAMA GEÇİRİLMESİNİ SAĞLAMAK ÜZERE
T Ü B İ T A K, E T İ B A N K, M T A, Ü N İ V E R S İ T E L E R, E N E R J İ ve
T A B İ İ K A Y N A K L A R B A K A N L I Ğ I, TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU
(TAEK) ve G E N E L K U R M A Y B A Ş K A N L I Ğ I N I N KATILIMLARIYLA
BİR PLANLAMA DÜZLEMİNİN OLUŞTURULMASI ÖNEM ARZ ETMEKTEDİR.
prof.dr.rer.nat. D. ALİ ERCAN
SAVUNMA SANAYİ MÜSTEŞARI
6.ocak.2003 Osmangazi Üniversitesi, ESKİŞEHİR
28
29