Erimiş tuz reaktörü neden karasal ve gezegen dışı ihtiyaçlar için bir sonraki büyük adımımız olmalı?

Yeni bir nükleer reaktör türü, uzay nükleer tahrik ve güç sistemleri geliştirme çabalarının ilerlemesine yardımcı olabilir (kredi: NASA)


İşaretle ve Paylaş

İklim değişikliğini ele almak, özellikle karbon dioksit emisyonlarını azaltırken aynı zamanda gerekli enerjiyi üretmek, dünya çapında insanlığı meşgul ediyor ve Biden Yönetimi ile haleflerini her zamankinden daha fazla meşgul etmeye meyilli. Çeşitli teknolojiler geliştirirken kontrollü füzyon gibi diğer çözümleri beklerken çok daha basit, daha ucuz ve uygulanması daha hızlı olan başka bir potansiyel çözüm de akılda tutulmalıdır. Geçen yıl içinde Fransa ve AB’deki bazı ülkeler enerji ihtiyaçları için nükleere yöneleceklerini açıkladılar. Çin de hazırlıklı toryum yakıtlı bir nükleer reaktörü test etmek Eylül 2021’de, ancak o zamandan beri hiçbir test sonucu bilgisi mevcut değil.

“Nuke”, katı yakıt olarak uranyum-235 kullanan önceki tasarımlar nedeniyle dört harfli bir kelime haline geldi: 1960’larda nükleer bombalar için plütonyum ihtiyacı nedeniyle sürdürülen yanlış bir reaktör tasarımı. Onlara aynı ölçüde ihtiyacımız yok. Aşamalı olarak kaldırılmalılar: mevcut nükleer endüstri için kesinlikle hoş bir haber değil, ama açıkçası önemli olmamalı. O zamandı, şimdi bu. Şimdi farklı bir çıkmazdayız ve iklim ve enerji ile ilgili farklı önceliklere sahibiz. Yeniden düşünmeye ihtiyacımız var.

Bu vizyon, operasyon sırasında sıfır karbondioksit salınımı ile dünyanın enerji sorununu bin kez çözecektir. Ve bu vaat uzaya kadar uzanır.

Nükleer, 1950’lerde insanlık için inanılmaz bir neredeyse sonsuz enerji kaynağı olarak lanse edildi. Ancak nükleer reaktörlerde olduğu gibi kontrollü bir şekilde bile, soğutma suyunu sıvı formda tutmak için gereken 200-300 atmosfer basıncından neredeyse sürekli patlama tehdidi ile tehlikeli görünüyordu, bu nedenle yüksek derecede izleme ve iki ila üçlü yedeklilik gerektiriyordu. büyük çoğunluğu hafif (veya ağır) su reaktörleri (LWR) olduğundan, dünya çapındaki reaktörlerin çoğunda olduğu gibi, maliyet muazzamdır. Bu tehlikeler Three Mile Island, Çernobil ve Fukushima olaylarıyla doğru bir şekilde öngörülmüştü. Ya bu tehdit ortadan kaldırılabilirse?

Peki ya bu yüksek basınçlara ihtiyaç duymayan bir çözüm bulabilirsek? Sahip olabiliriz. Daha spesifik olarak, bu Toryum Erimiş Tuz Reaktörü (TMSR) veya Sıvı Florür Toryum Reaktörü (LFTR), önemli payda, soğutucu olarak değil, neredeyse deniz seviyesindeki basınçta çalışan enerji kaynağı olarak kullanılan sıcak erimiş tuzda çözünen toryumdur. Ve toryum, U235 için %95’in aksine geride sadece %1 radyoaktif izotop bırakır. Daha ne istiyoruz?

Neden eylemden ziyade bunu yapma şeklimizin yanlış olduğu sonucuna varamıyoruz? Şimdi onu uygulama zamanı. Mühendislere onu tasarlama yeteneği verin.

Toryum, Th232, U235’ten 500 kat daha boldur ve önemli ölçüde farklı ve daha iyi bir çözüm sunar. Artık dedelerimizin nükleeri değil. Çok farklı. Ülke olarak buna bakmamız gerekiyor.

Güçlü nükleer kuvvetin bağlayıcı enerjisi, elektron bazlı fosil yakıtların kimyasal salınımından kilogram başına neredeyse bir milyon kat daha fazla enerji sunar. Şu ana kadar bu potansiyelden yararlanamadık. Şimdi yapabiliriz. Son 50 yılda, sonuç olarak ve ne yazık ki, sadece karbondioksiti değil, havaya ölümcül kirleticileri de ekleyerek fosil yakıt yoluna gitmek zorunda kaldık. Kömüre, petrole veya kırmaya ihtiyacımız yok. Kesintisiz karasal güneş ve belki de rüzgar ile birlikte 7×24 enerji sunan bu çözüm ile sıfır karbondioksit ilavesi ile bin yıllık enerji ihtiyacımızı çözebiliriz.

Bir ton toryum kabaca beş milyon varil petrole eşittir. Tam bir yıl boyunca 2.6 termal gigawattlık bir santral işletecek. Dönüşüm için dahil edilen %50 verimlilik ile 1,3 gigawatt elektrik gücü sağlayacaktır. Yaklaşık 600 ila 800 bu tür santral, bu ülkede ihtiyaç duyduğumuz tüm enerjiyi sağlayacak, böylece havaya herhangi bir karbondioksit veya başka kirletici eklemeden yılda yaklaşık bin ton toryum ihtiyacı olacak. 595.000 ton toryum ABD rezerviyle, cari oranlarda bize 600 yıl yetecek kadar var. O zamana kadar, kontrollü füzyon bilmecesini çözeceğimize ve bize uzun bir yaşam süresi sağlayacağımıza şüphe yok.

Yanıcı yakıta ihtiyaç duymadan ses altı hızlarda TMSR aracılığıyla üretilen ısıyı kullanarak Mars’ta bir araç uçurmak mümkündür. Sadece 10 gram Th232, aracı Mars çevresinde tam bir yörünge boyunca uçuracak!

Bu vizyon, işletme sırasında sıfır karbondioksit salınımı ile dünyanın enerji sorununu bin kez çözecek ve bizim için en ucuz enerji üretim şekli olabilir. Artık bu teknolojik mucizeden yararlanmanın zamanı geldi. Bunu bize ve belki de diğer bazı ülkelere bir gelecek vermemek adil olmaz. Umulur ki bu yönetim buna dikkat eder ve hepimiz için makul bir yol bulur.

Ve bu vaat uzaya kadar uzanır. Erimiş tuzun borulardan alınmasıyla (NERVA’dan farklı olarak) artık önce radyoaktif olmayan bir erimiş tuza ısı transferi (aşağıdaki resimde 1. Roket nozulu egzozu daha sonra ~700 saniyelik spesifik itme gücüne sahip radyoaktif olmayan hidrojen gazı olacak ve aynı zamanda çok daha hafif olacak, ayrıca yüksek basınçlı muhafaza gerekmediğinden, kombinasyonu sistem seviyesinde çekici hale getirecek. Roket güçlendirici aşaması için kullanılmasa da, üst aşamalar tahrik için uygun adaylar haline gelebilir.

uzay tahrik siyagramı için reaktör

Neredeyse daha da önemlisi, gezegen dışı bir varış noktasına (örneğin Ay veya Mars) ulaştıktan sonra, bu üst aşama reaktörü, habitatlar veya ekipman için kapalı döngülü bir karbondioksit türbini döngüsü kullanılarak termal enerji veya elektrik sağlamak üzere yeniden kullanılabilir.

TMSR'yi Ay veya Mars'ta yeniden kullanmak

Yanıcı yakıta ihtiyaç duymadan ses altı hızlarda TMSR aracılığıyla üretilen ısıyı kullanarak Mars’ta bir araç uçurmak mümkündür. Bu, Dünya’dan alınan hiçbir kimyasal itici gaz olmadan Mars’ta herhangi bir yere erişim için muazzam bir potansiyel vaat edebilir. Sadece 10 gram Th232, aracı Mars çevresinde tam bir yörünge boyunca uçuracak! Bu, deney, haritalama ve ulaşım için geleceğin Mars kolonileri için çok yararlı olabilir.

Chang’e-2 tarafından Ay’da da toryum tespit edildi. Başlangıçta Dünya’dan alınan bir kilogram toryum, bir yıl boyunca 2,6 megavatlık bir termik santrali destekleyebilir. On farklı yerde, Dünya’dan alınan on kilogram toryum ve sonunda ay toryumu ile kendi kendine yetecek olan tuzla birlikte bu tür on bitki hayal edin.

Politik sınıfın önderlik etmesi ve nükleer karşıtlığın (“nükleer” kelimesine karşı) en azından dağılması ve buna karşı şiddetin, bizi uzak tutarken kirlilik yoluyla dünya çapında milyarlarca beyaz olmayan insana zarar verdiğini anlaması için gerekli bir çözüm olacaktır. sıfır karbonlu bir gelecekten.

Küçük başlayalım. Başlangıçta üniversite düzeyinde bile birkaç küçük tesis, sorunları gidermeye yardımcı olabilir ve daha sonra, başlangıç ​​olarak ülkemize fosilsiz enerji sağlamak için önümüzdeki on yılda yavaş yavaş genişleyebilir. Bu teknolojiyi başka ülkelerle paylaşmak ya da paylaşmamak benim maaş derecemin üzerinde ve karar vermek yönetime bırakılacak.


Not: Yeni bir hesap oluşturmanızı gerektirebilecek yeni bir yorum sistemi kullanıyoruz.

Leave a Reply

Your email address will not be published.