Toryum, uranyuma alternatif bir radyoaktif elementtir. Nukleer uygulamalarda kullanılabildiği icin stratejik bir madde olarak goruluyor.
Toryum, son yuzyılın en onemli stratejik hammaddelerinden biri olarak kabul ediliyor. Yerkabuğunda nadir bulunan, duşuk radyoaktif bir metaldir. Yoğunlaştırılmış bir yakıt olan toryum, diğer nukleer yakıtlara oranla daha cevreci bir nukleer enerji kaynağıdır. Geleceğini heyecanla bekleyen bir nukleer yakıt konumundaki toryum, kritik element olarak varlığını surduruyor. Turkiye ’deki toryum rezervi miktarı konusunda celişkili rakamlar var. Ancak mevcut rezervin işletilerek toryum uretilmesi ekonomik bulunmuyor. Uranyumun en guclu rakibi ve alternatifi olan toryum, onumuzdeki yıllarda cok tartışılacağa benziyor.
[h=4]Tarihcesi [/h]Toryum, 1828 yılından İsvecli kimyager Jons Jacob Berzelius tarafından keşfedildi. Berzelius, Norvecli mineralog Hans Morten Thrane Esmark ’tan Norvec Lovo Adası ’nda bulunmuş siyah bir mineral orneği aldı. Mineral, yuzde 60 oranında henuz keşfedilmemiş toryum iceriyordu. Demir, manganez, kurşun, kalay ve uranyum gibi elementler de iceren minerale karbon ve potasyum ile bazı işlemler uygulayan Berzelius, toryumu izole etti. 1898 yılında Polonyalı fizikci Marie Cruie ve Alman kimyager Gerhard Schmidt tarafından tanımlandı ve radyoaktif olduğu tespit edildi.
Toryumla ilgili bazı tarihi gelişmeleri şoyle sıralayabiliriz:
1885 yılında gaz lambaları gomleklerinde toryum kullanılmaya başlandı.
1925 yılında Hollandalı kimyagerler Anton Eduard van Arkel ve Jan Handrik tarafından yuksek saflıkta metalik toryum izole edildi.
1960 ’lı yıllarda toryumlu nukleer yakıt denemeleri başladı.
1976 yılında toryum nukleer guc reaktorlerinde kullanılmaya başlandı.
1983-1989 yılları arasında Almanya ’da 300 MW gucundeki toryum yuksek sıcaklık reaktoru test edildi.
“Toryum” kelimesi, mitolojik İskandinav efsanelerinde adı gecen şimşek tanrısı Thor ’dan turetilen bir kelimedir.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Toryumun kimyasal sembolu “Th”dir. Atom numarası 90, atom ağırlığı 232, yoğunluğu 11,7 grcm3 ’tur. Erime noktası 1750 derece, kaynama noktası 4790 derecedir. Periyodik tablonun 3-B grubunda yer alır. Gumuşî beyaz, kurşun rengindedir. Aktonitler element serisinde bulunan toryum, radyoaktif bir elementtir. Saflaştırıldığında aluminyum ve celik gorunumundedir. Saf toryum yumuşaktır, tel ve levha haline getirilebilir. Toryum oksit, tum oksitlerin arasında en yuksek erime noktasına sahiptir.
Havadan etkilenmez. Hidroklorik asitten etkilenir. Akkor kıvılcım cıkararak oksitlenir. Toz metali formu kolay tutuşur. Sıcakta halojenler, hidrojen, kukurt ve azotla bileşikler oluşturabilir. Parlaklığını birkac ay kararmadan koruyabilir. Havada ısıtıldığında tutuşarak beyaz bir ışık sacar.
Doğada serbest halde bulunmaz. Yerkabuğunun yuzde 0,0007 ’lik kısmını icerir. Yaklaşık 60 mineral, toryum icerir. En onemli toryum mineralleri thorit ve monazittir. Bu minerallerde genellikle nadir toprak elementleri ile birlikte fosfat ve sulfat bileşikleri halinde bulunur. Genellikle monazitten diğer elementlerin ayrıştırılması sırasında yan uru olarak elde edilir. Doğada Th-232 izotopu olarak bulunur. Bu izotopun yarılanma omru 14 milyar yıldır (Uranyum-235 ’in yarılanma omru 700 milyon yıldır). Bu izotop aynı zamanda alfa yayıcısıdır. Dort alfa ve 4 beta bozunmasından sonra “Plutonyum-208” izotopuna donuşur. Atom kutleleri 223-234 arasında değişen karasız 12 izotopu daha vardır.
[h=4]Hangi Alanlarda Kullanılır? [/h]Toryum, radyoaktif bir element olarak onemli bir atom enerjisi kaynağıdır. Nukleer reaktorler icin temiz bir yakıttır. Yani cevreye uranyumdan daha az zarar verir. Yakıt dongusunde uranyumdan daha az plutonyum ve trans uranyum elementleri uretir. Bu sebeple nukleer yakıt olarak uranyumun yerini alabilecek kapasitededir. Toryumla calışan ticari ve ekonomik olcekli nukleer tesis bulunmuyor; ancak nukleer yakıt olarak kullanılması icin bazı ulkeler calışmalar devam ediyor. Toryumun nukleer santrallerde kullanılmaya başlanması durumunda rezervleri ticari anlamda değerlendirilebilecek ve ekonomik değeri belirlenebilecektir.
Toryumun nukleer yakıt olarak kullanılabilmesi icin aşılması gereken bazı sorunlar var. En onemli problem “nukleer yakıt cevrimi” sorunu olarak karşımıza cıkıyor. Nukleer yakıt cevrimi; kullanılmış yakıtın depolanması, atık olarak işlem gormesi, tekrar yakıt olarak kullanılması, yeni atıkların işlenerek gomulmesi gibi uygulamaları kapsayan bir işlemler zinciridir. Nukleer yakıt olarak kullanılan uranyum ve plutonyum kullanıldıktan sonra yeniden kazanılarak yakıt cevrimine katılabiliyor. Ancak bu işlem toryum icin henuz uygulanamıyor.
Toryum, tek başına nukleer yakıt olarak kullanılamaz. Fertil bir izotop olan “Toryum-232” izotopunun “Uranyum-233” izotopuna donuşturulmesi gerekiyor. Bir notron yutarak fisyon yapabilen izotop olan Uranyum-233 ’e uygulanan fisyon (atom cekirdeği parcalama) işleminin ardından buyuk bir enerji acığa cıkıyor. Ancak nukleer yakıt cevrimi surecine katılamadığı icin toryumla calışan ticari olcekli nukleer santral bulunmuyor; bu santrallerin prototipleri ABD, İngiltere ve Almanya ’da denenmektedir. Ticari uretimi olmaması sebebiyle toryumun enerji hammaddesi olarak tuketimi cok azdır.
Toryumun kullanıldığı diğer urun ve alanlar ise şunlardır; savaş ucakları motorları, fuzeler, uzay aracları, yuksek cozunurluklu kamera mercekleri, yuksek ısıya dayanıklı potalar, elektronik cihazlar, filaman kaplamaları, yuksek sıcaklık alaşımları, luks lamba gomlekleri, bilimsel alet mercekleri, kimyasal işlemler…
[h=4]Hangi Ulkelerde Ne Kadar Rezervi Bulunur? [/h]Dunyadaki toryum iceren cevher rezervi toplam 2,7 milyon ton civarındadır. Toryum rezervi bulunan ulkeler ve rezerv miktarları şoyledir; Avustralya (489 bin ton), ABD (400 bin ton), Turkiye (380 bin ton), Hindistan (319 bin ton), Brezilya (302 bin ton), Venezuela (300 bin ton), Norvec (132 bin ton), Mısır (100 bin ton), Rusya (75 bin ton), Groland (54 bin ton), Kanada (44 bin ton), Guney Afrika (18 bin ton), diğer ulkeler (33 bin ton).
Turkiye ’deki toryum rezervi bakımından teyide muhtac bazı bilgiler var. Dunyadaki en buyuk toryum rezervlerinden birinin Eskişehir ’in Sivrihisar ilcesinde bulunduğu belirtiliyor. Sivrihisar-Kızılcaoren bolgesindeki toryum ve nadir toprak elementleri kompleks cevher yatağı rezervinin toplam 344 bin ton civarında olduğu tahmin ediliyor. Bu rezervin tenoru ise % 0,21 olarak ongoruluyor. Bu cevherin zenginleştirilmesi ve diğer elementlerle birlikte toryum uretilmesi icin bazı teknik sorunlar bulunuyor. İlgili kurumların araştırmaları sonucu bu rezervdeki toryum ticari olcekte gorulmedi. Yani binde 21 tenorlu toryumu işletmek ekonomik acıdan mantıklı bulunmuyor.
Malatya-Hekimhan-Kuluncuk bolgesinde de nitelikli toryum potansiyeli bulunduğu belirtiliyor. Diğer rezervler ise, Ankara-Beypazarı, FelÂhiye, Diyarbakır ve Sivas bolgelerinde bulunuyor. Turkiye ’deki toplam potansiyel toryum rezerv miktarının ise en az 800 bin ton olduğu iddia ediliyor. Bu rezervdeki saf toryum miktarının ise 7 bin ton olduğu ongoruluyor.
Bu noktada bir ayrıntıyı paylaşmakta fayda var: Turkiye ’deki toryum rezervi ve ekonomik değeri ile ilgili ucuk rakamlar paylaşılıyor. Orneğin Turkiye ’deki toryum rezervi değerinin 120 trilyon dolar olduğu belirtiliyor. Yani ABD ’nin milli gelirinin yaklaşık 10 katı. Bu rakam doğru değil. Cunku potansiyel rezervin tamamı saf toryum değil. Bu cevherler sadece binde 20 kadar saf toryum iceriyor. Turkiye ’deki saf toryum miktarı baz alındığında 7 bin ton toryumun ekonomik değeri 3 trilyon dolar civarındadır. Toryum rezervinin bulunup cevherin cıkarılması, işlenmesi, toryum oksit veya saf toryum uretilmesi, bu surede dunyadaki enerji ihtiyacı ve toryumun piyasa değerinin değişimi gibi faktorler goz onune alındığında toryumun toplam değerinin madenciliğini karşılayacak kadar ekonomik olmadığı gerceği ortaya cıkıyor.
(Bir nukleer reaktor)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]Bir cuval toryumun bir şehri ısıtabilecek kapasitesinin olduğu iddia edilir.
Bir ton toryumun 1 milyon ton petrolle eşdeğer olduğu belirtiliyor.
Bir iddiaya gore 6600 ton toryumun enerjisi; 65 bin ton uranyum, 5 milyar ton komur, 31 milyar varil petrol ve 3 trilyon metrekup doğalgaz enerjisi ile eşdeğer.
Gunumuzde ticari olarak değerli gorulmeyen saf toryumun kilogramı bir donem 5 bin dolar civarındaydı.
Th-232 izotopu, bir fotoğraf filmini birkac saat icinde bozabilecek kadar radyoaktiftir.
Toryum, 1898 yılında radyoaktif olduğu tespit edilinceye kadar diş macunlarında kullanılmış.
Toryum tabanlı bir enerji uretimi icin yuksek maliyetli tesislerin kurulmasına ihtiyac vardır. Bu tesislerin kurulması ticari anlamda ekonomik gorulmediği icin dunyada henuz toryum yakıtlı tesis kurulmamıştır.
Turkiye ’deki toryum ve uranyum potansiyeli ve uretimi ile ilgili bilimsel araştırmalar yapan Prof. Dr. Engin Arık ile 5 bilim adamı, 30 Kasım 2007 tarihinde Isparta ’da duşen ucakta hayatını kaybetti.
Toryum, nukleer silah yapımında kullanılabileceği icin uretimi riskli bulunan maddeler arasında yer alır.
Hindistan, prototipini geliştirdiği 300 MW ’lik toryum nukleer reaktorle 2050 yılına kadar elektrik ihtiyacının yuzde 30 ’unu karşılamayı planlıyor.
Cin ’de tum ulkenin elektrik ihtiyacını 20 bin yıl boyunca karşılayacak miktarda toryum rezervi olduğu iddia ediliyor.
Toryum, son yuzyılın en onemli stratejik hammaddelerinden biri olarak kabul ediliyor. Yerkabuğunda nadir bulunan, duşuk radyoaktif bir metaldir. Yoğunlaştırılmış bir yakıt olan toryum, diğer nukleer yakıtlara oranla daha cevreci bir nukleer enerji kaynağıdır. Geleceğini heyecanla bekleyen bir nukleer yakıt konumundaki toryum, kritik element olarak varlığını surduruyor. Turkiye ’deki toryum rezervi miktarı konusunda celişkili rakamlar var. Ancak mevcut rezervin işletilerek toryum uretilmesi ekonomik bulunmuyor. Uranyumun en guclu rakibi ve alternatifi olan toryum, onumuzdeki yıllarda cok tartışılacağa benziyor. [h=4]Tarihcesi [/h]Toryum, 1828 yılından İsvecli kimyager Jons Jacob Berzelius tarafından keşfedildi. Berzelius, Norvecli mineralog Hans Morten Thrane Esmark ’tan Norvec Lovo Adası ’nda bulunmuş siyah bir mineral orneği aldı. Mineral, yuzde 60 oranında henuz keşfedilmemiş toryum iceriyordu. Demir, manganez, kurşun, kalay ve uranyum gibi elementler de iceren minerale karbon ve potasyum ile bazı işlemler uygulayan Berzelius, toryumu izole etti. 1898 yılında Polonyalı fizikci Marie Cruie ve Alman kimyager Gerhard Schmidt tarafından tanımlandı ve radyoaktif olduğu tespit edildi.
Toryumla ilgili bazı tarihi gelişmeleri şoyle sıralayabiliriz:
1885 yılında gaz lambaları gomleklerinde toryum kullanılmaya başlandı.
1925 yılında Hollandalı kimyagerler Anton Eduard van Arkel ve Jan Handrik tarafından yuksek saflıkta metalik toryum izole edildi.
1960 ’lı yıllarda toryumlu nukleer yakıt denemeleri başladı.
1976 yılında toryum nukleer guc reaktorlerinde kullanılmaya başlandı.
1983-1989 yılları arasında Almanya ’da 300 MW gucundeki toryum yuksek sıcaklık reaktoru test edildi.
“Toryum” kelimesi, mitolojik İskandinav efsanelerinde adı gecen şimşek tanrısı Thor ’dan turetilen bir kelimedir.
[h=3]Fiziksel ve Kimyasal Ozellikleri [/h]Toryumun kimyasal sembolu “Th”dir. Atom numarası 90, atom ağırlığı 232, yoğunluğu 11,7 grcm3 ’tur. Erime noktası 1750 derece, kaynama noktası 4790 derecedir. Periyodik tablonun 3-B grubunda yer alır. Gumuşî beyaz, kurşun rengindedir. Aktonitler element serisinde bulunan toryum, radyoaktif bir elementtir. Saflaştırıldığında aluminyum ve celik gorunumundedir. Saf toryum yumuşaktır, tel ve levha haline getirilebilir. Toryum oksit, tum oksitlerin arasında en yuksek erime noktasına sahiptir.
Havadan etkilenmez. Hidroklorik asitten etkilenir. Akkor kıvılcım cıkararak oksitlenir. Toz metali formu kolay tutuşur. Sıcakta halojenler, hidrojen, kukurt ve azotla bileşikler oluşturabilir. Parlaklığını birkac ay kararmadan koruyabilir. Havada ısıtıldığında tutuşarak beyaz bir ışık sacar.
Doğada serbest halde bulunmaz. Yerkabuğunun yuzde 0,0007 ’lik kısmını icerir. Yaklaşık 60 mineral, toryum icerir. En onemli toryum mineralleri thorit ve monazittir. Bu minerallerde genellikle nadir toprak elementleri ile birlikte fosfat ve sulfat bileşikleri halinde bulunur. Genellikle monazitten diğer elementlerin ayrıştırılması sırasında yan uru olarak elde edilir. Doğada Th-232 izotopu olarak bulunur. Bu izotopun yarılanma omru 14 milyar yıldır (Uranyum-235 ’in yarılanma omru 700 milyon yıldır). Bu izotop aynı zamanda alfa yayıcısıdır. Dort alfa ve 4 beta bozunmasından sonra “Plutonyum-208” izotopuna donuşur. Atom kutleleri 223-234 arasında değişen karasız 12 izotopu daha vardır.
[h=4]Hangi Alanlarda Kullanılır? [/h]Toryum, radyoaktif bir element olarak onemli bir atom enerjisi kaynağıdır. Nukleer reaktorler icin temiz bir yakıttır. Yani cevreye uranyumdan daha az zarar verir. Yakıt dongusunde uranyumdan daha az plutonyum ve trans uranyum elementleri uretir. Bu sebeple nukleer yakıt olarak uranyumun yerini alabilecek kapasitededir. Toryumla calışan ticari ve ekonomik olcekli nukleer tesis bulunmuyor; ancak nukleer yakıt olarak kullanılması icin bazı ulkeler calışmalar devam ediyor. Toryumun nukleer santrallerde kullanılmaya başlanması durumunda rezervleri ticari anlamda değerlendirilebilecek ve ekonomik değeri belirlenebilecektir.
Toryumun nukleer yakıt olarak kullanılabilmesi icin aşılması gereken bazı sorunlar var. En onemli problem “nukleer yakıt cevrimi” sorunu olarak karşımıza cıkıyor. Nukleer yakıt cevrimi; kullanılmış yakıtın depolanması, atık olarak işlem gormesi, tekrar yakıt olarak kullanılması, yeni atıkların işlenerek gomulmesi gibi uygulamaları kapsayan bir işlemler zinciridir. Nukleer yakıt olarak kullanılan uranyum ve plutonyum kullanıldıktan sonra yeniden kazanılarak yakıt cevrimine katılabiliyor. Ancak bu işlem toryum icin henuz uygulanamıyor.
Toryum, tek başına nukleer yakıt olarak kullanılamaz. Fertil bir izotop olan “Toryum-232” izotopunun “Uranyum-233” izotopuna donuşturulmesi gerekiyor. Bir notron yutarak fisyon yapabilen izotop olan Uranyum-233 ’e uygulanan fisyon (atom cekirdeği parcalama) işleminin ardından buyuk bir enerji acığa cıkıyor. Ancak nukleer yakıt cevrimi surecine katılamadığı icin toryumla calışan ticari olcekli nukleer santral bulunmuyor; bu santrallerin prototipleri ABD, İngiltere ve Almanya ’da denenmektedir. Ticari uretimi olmaması sebebiyle toryumun enerji hammaddesi olarak tuketimi cok azdır.
Toryumun kullanıldığı diğer urun ve alanlar ise şunlardır; savaş ucakları motorları, fuzeler, uzay aracları, yuksek cozunurluklu kamera mercekleri, yuksek ısıya dayanıklı potalar, elektronik cihazlar, filaman kaplamaları, yuksek sıcaklık alaşımları, luks lamba gomlekleri, bilimsel alet mercekleri, kimyasal işlemler…
[h=4]Hangi Ulkelerde Ne Kadar Rezervi Bulunur? [/h]Dunyadaki toryum iceren cevher rezervi toplam 2,7 milyon ton civarındadır. Toryum rezervi bulunan ulkeler ve rezerv miktarları şoyledir; Avustralya (489 bin ton), ABD (400 bin ton), Turkiye (380 bin ton), Hindistan (319 bin ton), Brezilya (302 bin ton), Venezuela (300 bin ton), Norvec (132 bin ton), Mısır (100 bin ton), Rusya (75 bin ton), Groland (54 bin ton), Kanada (44 bin ton), Guney Afrika (18 bin ton), diğer ulkeler (33 bin ton).
Turkiye ’deki toryum rezervi bakımından teyide muhtac bazı bilgiler var. Dunyadaki en buyuk toryum rezervlerinden birinin Eskişehir ’in Sivrihisar ilcesinde bulunduğu belirtiliyor. Sivrihisar-Kızılcaoren bolgesindeki toryum ve nadir toprak elementleri kompleks cevher yatağı rezervinin toplam 344 bin ton civarında olduğu tahmin ediliyor. Bu rezervin tenoru ise % 0,21 olarak ongoruluyor. Bu cevherin zenginleştirilmesi ve diğer elementlerle birlikte toryum uretilmesi icin bazı teknik sorunlar bulunuyor. İlgili kurumların araştırmaları sonucu bu rezervdeki toryum ticari olcekte gorulmedi. Yani binde 21 tenorlu toryumu işletmek ekonomik acıdan mantıklı bulunmuyor.
Malatya-Hekimhan-Kuluncuk bolgesinde de nitelikli toryum potansiyeli bulunduğu belirtiliyor. Diğer rezervler ise, Ankara-Beypazarı, FelÂhiye, Diyarbakır ve Sivas bolgelerinde bulunuyor. Turkiye ’deki toplam potansiyel toryum rezerv miktarının ise en az 800 bin ton olduğu iddia ediliyor. Bu rezervdeki saf toryum miktarının ise 7 bin ton olduğu ongoruluyor.
Bu noktada bir ayrıntıyı paylaşmakta fayda var: Turkiye ’deki toryum rezervi ve ekonomik değeri ile ilgili ucuk rakamlar paylaşılıyor. Orneğin Turkiye ’deki toryum rezervi değerinin 120 trilyon dolar olduğu belirtiliyor. Yani ABD ’nin milli gelirinin yaklaşık 10 katı. Bu rakam doğru değil. Cunku potansiyel rezervin tamamı saf toryum değil. Bu cevherler sadece binde 20 kadar saf toryum iceriyor. Turkiye ’deki saf toryum miktarı baz alındığında 7 bin ton toryumun ekonomik değeri 3 trilyon dolar civarındadır. Toryum rezervinin bulunup cevherin cıkarılması, işlenmesi, toryum oksit veya saf toryum uretilmesi, bu surede dunyadaki enerji ihtiyacı ve toryumun piyasa değerinin değişimi gibi faktorler goz onune alındığında toryumun toplam değerinin madenciliğini karşılayacak kadar ekonomik olmadığı gerceği ortaya cıkıyor.
(Bir nukleer reaktor)
[h=4]Bunları Biliyor Musunuz? [/h]Bir cuval toryumun bir şehri ısıtabilecek kapasitesinin olduğu iddia edilir.
Bir ton toryumun 1 milyon ton petrolle eşdeğer olduğu belirtiliyor.
Bir iddiaya gore 6600 ton toryumun enerjisi; 65 bin ton uranyum, 5 milyar ton komur, 31 milyar varil petrol ve 3 trilyon metrekup doğalgaz enerjisi ile eşdeğer.
Gunumuzde ticari olarak değerli gorulmeyen saf toryumun kilogramı bir donem 5 bin dolar civarındaydı.
Th-232 izotopu, bir fotoğraf filmini birkac saat icinde bozabilecek kadar radyoaktiftir.
Toryum, 1898 yılında radyoaktif olduğu tespit edilinceye kadar diş macunlarında kullanılmış.
Toryum tabanlı bir enerji uretimi icin yuksek maliyetli tesislerin kurulmasına ihtiyac vardır. Bu tesislerin kurulması ticari anlamda ekonomik gorulmediği icin dunyada henuz toryum yakıtlı tesis kurulmamıştır.
Turkiye ’deki toryum ve uranyum potansiyeli ve uretimi ile ilgili bilimsel araştırmalar yapan Prof. Dr. Engin Arık ile 5 bilim adamı, 30 Kasım 2007 tarihinde Isparta ’da duşen ucakta hayatını kaybetti.
Toryum, nukleer silah yapımında kullanılabileceği icin uretimi riskli bulunan maddeler arasında yer alır.
Hindistan, prototipini geliştirdiği 300 MW ’lik toryum nukleer reaktorle 2050 yılına kadar elektrik ihtiyacının yuzde 30 ’unu karşılamayı planlıyor.
Cin ’de tum ulkenin elektrik ihtiyacını 20 bin yıl boyunca karşılayacak miktarda toryum rezervi olduğu iddia ediliyor.