Çin, nükleer enerji sektöründe devrim yaratacak bir adım atarak, dünyanın ilk erimeyen nükleer reaktörünü tanıttı. Tsinghua Üniversitesi’nde 2016’dan bu yana geliştirilen ve Aralık 2023’te ticari faaliyete geçen bu reaktör, 105 MW enerji üretme kapasitesine sahip. Bu gelişme, Japonya’daki Fukushima nükleer kazasından sonra nükleer enerji güvenliğine yönelik atılan en önemli adımlardan biri olarak değerlendiriliyor.
Erimeyen Nükleer Reaktör
Nükleer fisyon sürecinde büyük miktarda ısı enerjisi açığa çıkar ve bu enerji elektrik üretiminde kullanılır. Ancak bu süreç, reaktörün aşırı ısınmasına veya patlamasına yol açabileceği için ciddi bir risk taşır. Geleneksel nükleer reaktörler, ısıyı uzaklaştırmak için yerleşik soğutma mekanizmaları ile donatılmıştır. Bu mekanizmalar genellikle su veya karbon kullanır ve reaktör sıcaklığının kontrol altında tutulması için harici güç kaynakları ile desteklenir. Ancak, 2011 yılında Fukushima’da yaşanan kazada hem standart hem de acil güç kaynağı sistemlerinin devre dışı kalması sonucu bir erime meydana gelmiştir.
Bu tür olayların tekrarını önlemek için araştırmacılar, doğal soğutma yöntemlerini kullanarak pasif olarak soğutulabilen nükleer reaktörler geliştirmeye odaklanmışlardır. Bu tasarımlardan biri de yüksek sıcaklık reaktörü (HTR-PM) ile pelet yataklı modüldür.
Pelet Yataklı Modül Nükleer Reaktörü Nedir?
Geleneksel nükleer reaktörlerde enerji yoğunluğu yüksek yakıt çubukları kullanılır ve bu çubuklar büyük miktarda uranyum içerir. HTR-PM reaktör tasarımında ise, yakıt çubuğu ters çevrilmiş ve büyük miktarda grafit kullanılmıştır. Bu grafit, içinde uranyum barındırır ve enerji yoğunluğu çok daha düşüktür. Bu tasarım, reaktörün daha yavaş bir fisyon süreci yaşamasını sağlar ve yüksek sıcaklıklara daha uzun süre dayanabilir. Ayrıca, işlem sırasında açığa çıkan fazla ısı, daha geniş bir yakıt alanı üzerinde dağıtılır ve pasif soğutma yöntemleri ile (iletim ve konveksiyon gibi) soğutulabilir.
Çin’in HTR-PM İle İlgili Hedefleri
Çin, fosil yakıtlara olan bağımlılığını azaltmak amacıyla nükleer enerjiye büyük yatırımlar yapıyor. Shandong’da inşa edilen ticari ölçekli HTR-PM reaktörü, bu hedefin bir parçası olarak 2016 yılında yapımına başlandı ve ancak 2023 yılında ticari faaliyete geçti. Reaktörün kendi kendini soğutabileceğini göstermek için, her iki modül tam güçte çalışırken kapatıldı ve iç sıcaklık hareketleri izlendi. Beklendiği gibi, reaktörler doğal olarak soğudu ve 35 saat içinde kararlı bir sıcaklığa ulaştı.
Bu teknolojinin en büyük dezavantajı, mevcut nükleer reaktörlere uyarlanamamasıdır. Gelecekte nükleer reaktörlerin erimeyen olabilmesi için, nükleer enerji endüstrisinin öncelikle HTR-PM reaktörlerini inşa etmesi gerekecektir.
Bu inovasyon, nükleer enerji güvenliğinde büyük bir ilerleme olup, Çin’in yenilikçi enerji çözümlerinde lider konumunu pekiştirmektedir.