Nükleer Güç Santralleri Gelişiminde Nükleer Emniyet ve Nükleer Güvenlik

NÜKLEER GÜÇ SANTRALLERİ GELİŞİMİNDE
NÜKLEER EMNİYET ve NÜKLEER GÜVENLİK

Ahmet Cangüzel Taner
Fizik Yüksek Mühendisi
Türkiye Atom Enerjisi Kurumu
(acant@taek.gov.tr)

Yeni nesil nükleer güç reaktörleri gelişiminde birincil önceliği nükleer emniyet (nuclear security) ve nükleer güvenlik (nuclear safety) konuları almaktadır. Nükleer reaktörlerin maliyeti göz önüne alındığında harcamaların yaklaşık dörtte üçünü, reaktörün inşaat ve nükleer güvenlik masrafları oluşturmaktadır. İlk yatırım maliyetleri açısından da nükleer santraller ve hidroelektrik santrallerin inşası ve de güvenliği hususunu içeren harcama bilançosu yada masraf dökümü benzerlik teşkil etmektedir. Diğer taraftan, enerji arz güvenliği ve küresel ısınmanın neden olduğu iklim değişiklikleri sorunlarına dair dünyadaki hızlı gelişmeleri dikkate alan hükümetler, "nükleer güç santrallerinin kurulması ve işletilmesi ile ilgili enerji satışına ilişkin kanun" adı altında, yeni nükleer reaktörlerin giderleri hakkında çok yönlü teşvikleri yasalaştırmaktadır (*).

Nükleer reaktörler, gelişme süreçleri zarfında son 30 yıl içinde, maalesef iki büyük kazaya uğramışlardır. Bu kazalardan ilki Amerika Birleşik Devletleri Pennsylvania eyaletinde 1979 yılında "Three Mile Island" nükleer santralında, reaktörün aşırı ısınması dolayısıyla meydana gelmiştir. Ancak nükleer santralde, reaktör koruma kabı veya reaktör koruyucu kabı (containment building) bulunması nedeniyle, çevrede herhangi bir radyoaktif kontaminasyon, radyasyon sızıntısı ya da radyasyon kirliliği olmamıştır. Bir başka nükleer reaktör kazası, 1986 yılında Ukrayna Çernobil (Chernobyl) nükleer güç santralinde vuku bulmuş, ortaya çıkan çok büyük yangının söndürülmesinde görev alan çoğunluğu itfaiyeci otuza yakın can kaybı olmuş ve santralde reaktör koruyucu kabı olmamasından dolayı, nükleer santral çevresinde meydana gelen radyoaktif kirlilik sebebiyle, on binlerce kişi de iyonlaştırıcı radyasyonların biyolojik etkileri ya da iyonlayıcı radyasyonların zararları ile karşı karşıya kalmıştır. Bununla beraber, her iki büyük kazadan alınan önemli dersler; yepyeni bir nükleer güvenlik anlayışı içinde, genel olarak yeni nesil reaktörler veya yenilikçi reaktörler olarak anılan, üçüncü ve dördüncü nesil nükleer güç santralleri geliştirilmesine öncülük etmiştir.

Küresel düzeyde nükleer güvenlik çerçevesinde diğer bir önemli gelişme de, "uluslararası nükleer emniyet ve nükleer güvenlik yönetimi veya rejimi" adı altında yeni bir faaliyettir. Yeni politika sayesinde, yürürlükteki uluslararası anlaşmalara bağlı kalınmak kaydıyla, nükleer faaliyetlerdeki emniyet ve güvenliğin artırılması için yasal olarak bağlayıcı normların ya da standartların oluşturulması amaçlanmaktadır. Bu bağlamda, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (International Atomic Energy Agency - IAEA), en iyi endüstriyel uygulamalar konusuna dikkat çekmek için nükleer emniyet ve nükleer güvenlik standartları ile ilgili bünyesindeki grubu yeniden güncel hale getirmiştir. Daha önemlisi de, IAEA ve Dünya Nükleer İşleticiler Birliği (World Association of Nuclear Operators - WANO) her ikisinin katkılarıyla, küresel düzeyde nükleer emniyet ve nükleer güvenlik performansları ve de kalitelerinin yükseltilmesi için, bağımsız eş kuruluşlara kendi kendini denetlettirmeler (peer reviews) dahil olmak üzere, nükleer işletmeler ile ilgili bilgi alış verişi temininde uluslararası mekanizmalar tesis edilmiştir. Uzunca bir süreden beri faaliyetlerine devam eden "uluslararası nükleer emniyet ve nükleer güvenlik yönetimi", nükleer güvenlik risklerini en alt düzeye indirmek için yoğun bir şekilde görüş ve bilgi üretmektedir. Ancak bu faaliyetlerde sadece bilgi üretilmemekte, aynı zamanda gelecekteki nükleer güvenlik düzeylerinin yükseltilmesi açısından, yürürlükteki emniyet ve güvenlik standartları, süregelen nükleer reaktör işletme deneyimleri, nükleer santrallerin onaylanmış lisanslama ve denetim işlemleri, bazı durumlarda da sıkılaştırılan nükleer gözetimler temel alınmak sureti ile yeni nükleer düzenlemeler yapılmaktadır. Son yıllarda küresel düzeyde nükleer madde kaçakçılığı ve aynı zamanda dünya çapında terörist faaliyetlerin hızlı şekilde yükselişi, nükleer maddelerin fiziksel korunması (physical protection - nuclear security) konusundaki kaygıların artmasına neden olmaktadır. Dünyanın pek çok yerinde terörist grupların yaptıkları rastgele saldırılar, diğer endüstriyel kesimlerde olduğu gibi, nükleer sektörde de endişe ve kaygı uyandırmaktadır. IAEA, 2000'li yılların başından beri üye ülkelerle işbirliği yaparak, nükleer materyaller, radyoaktif maddeler veya iyonlaştırıcı radyasyon kaynakları kontrol ve denetimleri konusunda bilgi paylaşımlarını yoğunlaştırmış olup, nükleer tesisleri bulunan ülkelere bu nükleer tesislerin fiziksel korunması için yardım sağlamaktadır.

Nükleer emniyet ve nükleer güvenliğin önemli bir bölümü olarak, güvenli şekilde nükleer atıkların yok edilmesi veya nihai depolanması ile son bulan radyoaktif atıkların idaresi veya yönetimi, nükleer güç endüstrisinin en ciddi ve en titiz konusu kabul edilmektedir. Kullanılmış yakıt veya tüketilmiş yakıt ve bertaraf edilmesi ya da nükleer atık idaresi, nükleer sanayi dalında önemli konumunu hâlâ korumaktadır. 1000 MWe megawatt'lık bir nükleer reaktör yıllık yüksek seviyeli nükleer atık olarak 25 tonluk tüketilmiş yakıt veya kullanılmış yakıt üretmektedir. Dünya genelinde 1000 megawatt'lık 400 nükleer ünitenin elektrik ürettiği göz önüne alındığında, tüm reaktörlerde senelik olarak meydana gelen yüksek düzeyli radyoaktif atık (25 ton x 400 reaktör = 10000 ton / yıl) yaklaşık 10000 ton olmaktadır. Fosil yakıtlı termik santraller aracılıyla atmosfere doğrudan salınan, aynı zamanda da küresel ısınma ve iklim değişiklikleri faili kabul edilen sera gazı emisyonları içinde en büyük yüzdeye sahip karbon salınımları ya da karbondioksit emisyonları miktarı, yılda takribi 28 milyar ton'dur. İki atık arasında ton mertebesinde milyonlarca misli fark olup, en önemlisi de, karbon emisyonları çok yüksek oranlarda atmosfere direkt olarak salınmak suretiyle dünyanın geleceği açısından telafisi güç çevre kirliliği, ne yazık ki insan eli ile yaratılmaktadır. Nükleer atıklar ise, bilimsel ve teknolojik verilere uygun, en iyi yöntem ve nihai yada son radyoaktif atık depolama sahası tespiti yapılıncaya kadar, çevreye hiç zarar vermeden, geçici nükleer atık depolama alanı olarak belirlenen yerlerde muhafaza edilmektedir. Bu sahalarda korunan radyoaktif atıklar, emniyetli ve güvenli bir şekilde, çevreye kesinlikle radyoaktif sızıntı, radyoaktif bulaşma, bir başka deyişle, nükleer kontaminasyon veya nükleer kirlilik vermeden, nihai olarak radyoaktif atık muamelesi görmek üzere, sadece göz önünde tutularak bekletilmektedir. Konu ile ilgili uzmanlar, yüksek seviyeli uzun yarı ömürlü radyoaktif atıklar için, uygun jeolojik formasyonların, daimi nükleer atık depolama sahası seçiminde, emniyet ve güvenlik yönünden teknolojik fizibilitesinin müsait olduğu düşüncesinde hem fikirdirler. Tüm bunlara rağmen, jeolojik olarak uygun ilk nükleer atık depolama alanları faaliyete geçirilinceye ve radyoaktif atıkları bertaraf etme teknolojileri her bakımdan emniyetli ve de güvenli olduğu kanıtlanıncaya kadar, muhtemelen kamuoyu kaygısı sürmeye devam edecektir. Son zamanlarda dünya çapında ülkelerin nükleer güç programları hızlı biçimde gelişme kaydederken, bu gelişmelere paralel olarak kamuoyunun nükleer silah yapımı ve nükleer silahların yayılması konularındaki endişeleri de gitgide artmaktadır. Örneğin, Kuzey Kore 2006 yılında nükleer bomba yapımının bir parçası olan nükleer deneme yada nükleer test programı gerçekleştirmiş olup, bazı ülkelerin nükleer enerji programları da, dünya gündeminin ilk maddesini işgal eder konuma gelmiştir. Tüm bu ilerlemeler karşısında, ilgili bütün tarafların katılımı ile, Nükleer Silahların Yayılmasını Önleme Antlaşması (Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons NPT), bir başka deyişle, Nükleer Silahsızlanma Antlaşmasında yer alan taahhütlerin ivedi olarak yeniden gözden geçirilmesi gerekmektedir. Yürürlükteki NPT Antlaşması; birincisi nükleer silahların yayılmasını önleme, ikincisi de nükleer silahsızlanma olmak üzere iki temel dayanak esas alınarak kurulmuştur. Yani, dayanaklardan biri nükleer silahı olmayan ülkelerin NPT Antlaşmasına taahhüt ettiği nükleer silah yapımına girişmemesi, diğeri ise, nükleer silaha sahip olan ülkelerin elindeki nükleer silahların tasfiyesi, başka bir deyimle, eş taahhüt olan dünyanın nükleer başlıklı füzelerden arındırılması veya nükleer silahsızlanmaya doğru adım atılması oluşturmaktadır. Bu taahhütlerin her ikisinin de karşılıklı olarak kuvvetlendirilmesi veya güçlendirilmesi zorunlu görülmektedir. Öte yandan, nükleer silahsızlanma yada nükleer silahların yok edilmesi adımları yavaş olarak atılmaktadır. Şu an itibari ile, dünyada 27000 nükleer savaş başlığı mevcuttur. Düşündürücü ve aynı zamanda acı olan gerçek, bazı ülkeler stratejik olarak sahip oldukları nükleer silahlara güvendikleri sürece, diğer ülkelerin de nükleer başlıklı silahlara sahip olmak için var gücüyle çalışacakları apaçık ortadadır. Bu konuda başka türlü düşünmeye de olanak bulunmamaktadır. Nükleer silahların yayılmasını önlemede, IAEA, önemli bir rol oynamaktadır. NPT'nin öngördüğü nükleer madde güvenliği anlaşmaları (safeguard agreements) çerçevesinde, IAEA, ülkelerin barışçıl amaçlı nükleer programlarını paravana olarak kullanmak sureti ile, ellerinde bulundurdukları kritik materyali nükleer silaha dönüştürüp dönüştürmediklerini görevli uzmanları vasıtasıyla sürekli nükleer denetim ve nükleer gözetim altında tutmaktadır. Ancak daha etkin bir nükleer denetimin sağlanması için, IAEA'nın yeterli otorite, bilgi, ileri teknoloji ve kaynaklarla donatılması yada teçhiz edilmesi gerekmektedir.

Gitgide daha fazla ülkenin sanayileşmesi, nükleer teknolojinin kontrol ve denetimini hızlı bir biçimde güçleştirmektedir. Özellikle bu şekildeki bir durum, uranyum zenginleştirme ve kullanılmış yakıt ya da tüketilmiş yakıt yeniden işleme tesisleri gibi hassas teknolojileri içinde bulunduran nükleer faaliyetlerde açıkça ortaya çıkmaktadır. Her ne kadar sözü edilen nükleer faaliyetler, barışçıl amaçlı nükleer programlar kapsamında olsa da, nükleer silah yapımı teknolojisinin en önemli parçası olan atom bombası nitelikli zenginleştirilmiş uranyum ve plütonyum üretilebilmektedir. Ülkeler, bu gibi nükleer teknolojik faaliyetler sayesinde, bir adım daha ötede bulunan nükleer silah kapasitesi tekniğine sahip olmaktadır. Yakın zamanda, uranyum zenginleştirme ve tüketilmiş yakıt veya kullanılmış uranyum yakıtlarının yeniden kazanılması teknolojileri konusunda uluslararası bir yaklaşım üzerinde durulmaktadır. Yeni bir küresel nükleer düzenleme sayesinde, hiçbir ülkenin hassas nükleer materyal üretmek için kendi başına ya da bağımsız olarak hareket etme kapasitesine sahip olmaması amaçlanmaktadır. Yeni nükleer düzenleme iki aşamada düşünülmektedir. Birinci aşamada, IAEA tarafından yönetilen olası bir uranyum yakıt bankası kanalıyla nükleer yakıtta arz güvenliği mekanizması oluşturulmaktadır. Bu mekanizma; elektrik üretiminde nükleer yakıtı kullanan ülkelere çalışmakta olan nükleer güç reaktörleri için, güvenli uranyum yakıtı temini hususunda bir sigorta görevi icra edecektir. Oluşturulan uranyum yakıt bankası sayesinde, ülkelerin ticari olmayan nedenlerden dolayı kesintiye uğrayabilecek nükleer yakıt temini veya uranyum arzı aksamalarının önüne geçmek mümkün olabilecektir. Böylece, küresel düzeyde temin edilen nükleer düzenleme ile enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi hususunda önemli rol oynayan nükleer güç teknolojisi ve nükleer enerjinin, enerji arz güvenliği konusundaki vazgeçilmez bir seçenek olmayı sürdürmesi de amaçlanmaktadır. İkinci aşamada da, yeni faaliyete geçen uranyum zenginleştirme ve plütonyum ayrıştırma tesisleri için, çok uluslu nükleer kontrol ve nükleer denetim şartı aranacaktır. Bu çok uluslu nükleer kontrol ve denetimler, tüm ülkelerin yeni nükleer düzenlemeler karşısında nükleer kapasitelerine göre eşit muameleye tabi kılınmasını sağlamak için, daha önce faaliyet gösteren nükleer tesisler de aynı nükleer gözetimler kapsamına alınacaktır.

Nükleer güç santralleri ve nükleer enerjinin geleceği, gelişim sürecindeki yeni nükleer reaktörler ve uranyum yakıt çevrimi teknolojileri aracılıyla oluşan nükleer teknolojik yenilikler ile birlikte hızlı biçimde ilerlemesini sürdürmektedir. Şu anda mevcut Nükleer Araştırma Geliştirme faaliyetleri, bir başka deyişle, Nükleer Ar-Ge Projeleri (Nuclear Research and Development - R&D Projects) kapsamında tüm nükleer araştırmalar; nükleer emniyet ve nükleer güvenliği artırma, küresel düzeyde nükleer silahların yayılması riskini azaltma, nükleer reaktörlerde oluşan nükleer atık üretimini en az seviyeye indirme ve nükleer santrallerin ekonomik performansları konularındaki gelişmelere uygun olarak yönlendirilmektedir. "Yenilikçi Nükleer Reaktörler ve Nükleer Yakıt Çevrimleri Uluslararası Proje (International Project on Innovative Nuclear Reactors and Fuel Cycles - INPRO)" yardımıyla tüm ülkelerin gelecekteki nükleer gereksinimleri sağlamaya çalışılmaktadır. Değerlendirilen ve geliştirilen yenilikçi nükleer sistemler, özellikle gelişmekte olan ülkelerin durumu göz önünde bulundurulmak suretiyle yapılmaktadır. Burada sözü edilen "Yenilikçi Nükleer Reaktörler" adı altında "Yeni Nesil Nükleer Güç Santralleri" kastedilmektedir. Pek çok gelişmekte olan ülke, genellikle küçük ve orta büyüklükteki nükleer reaktör tasarımları ile ilgilenmektedir. Bu büyüklükteki nükleer tasarımlar, büyük nükleer reaktörler için gerekli yüksek meblağlar yerine daha küçük kademeli yatırımlara olanak vermekte olup, gelişmekte olan ülkelerin çoğunluğunda bulunan şebeke kapasitesine daha iyi bir uygunluk sağlamaktadır. Bu reaktörlerin, küçük ilçelerin ısıtılması ve deniz suyunu tatlı suya çevirme uygulamaları (seawater desalination) kapsamındaki teknolojilere adaptasyonu kolayca temin edilmektedir. Son derece gelişmiş teknolojiye sahip olan nükleer güç, buna karşılık gelen uygun ileri düzeyde bir nükleer altyapıya gereksinim duymaktadır. Nükleer güç teknolojisine girmeye hazırlanan yeni ülkeler, gereken altyapıya sahip olması temel olarak görülmektedir. Nükleer altyapı; endüstriyel sektördeki imalat sanayi dalından, yasal ve düzenleyici lisanslama kuruluşuna, nükleer güvenlik nükleer emniyet ve nükleer maddelerin fiziksel korunmasını sağlayacak kurumsal tedbirlere ve de nükleer alanda yetişmiş insan gücü ve ülkenin mali kaynaklarına kadar, pek çok unsuru içinde bulundurmaktadır. Yeni bir nükleer altyapıya girişildiği zaman, üç önemli soruya yanıt verilmesi gerekmektedir. Birincisi; ne kadar ve ne çeşit bir altyapıya gereksinim duyulmaktadır? İkincisi; bu altyapıya ne kadar zaman içinde sahip olunacaktır? Üçüncüsü; sözü edilen ülke altyapıyı yerli kaynaklarla mı geliştirecek ya da bazı parçaları ithal mi edecektir? Doğal olarak her ülke kendi kararını kendi başına vermelidir. Bununla beraber, IAEA, talep edildiği takdirde, yukarıda adı geçen alanlarda uzman yardımı sağlayabilmektedir.

Dünyada faaliyet gösteren nükleer reaktörlerin sayısı ülke bazında aşağıda verilmektedir (Ağustos-2007).

Amerika Birleşik Devletleri 104   Fransa 59
Japonya 55   Rusya Federasyonu 31
Güney Kore 20   İngiltere 19
Kanada 18   Almanya 17
Ukrayna 15   Çin 11
İsveç 10   İspanya 8
Belçika 7   Çek Cumhuriyeti 6
Slovak Cumhuriyeti 5   İsviçre 5
Finlandiya 4   Macaristan 4
Arjantin 2   Brezilya 2
Bulgaristan 2   Meksika 2
Pakistan 2   Romanya 2
Güney Afrika 2   Ermenistan 1
Litvanya Cumhuriyeti 1   Hollanda 1
Slovenya 1   Hindistan 17

Toplam 439 nükleer güç reaktörü faaliyet göstermektedir. 5 nükleer reaktör uzun süreli kapatıldığından sayıma dahil edilmemiştir. Dünyada 30 nükleer reaktör de inşa halindedir. Tayvan'da çalışmakta olan 6 nükleer reaktör ise, Çin'e ilave edilmiştir (Kaynak: IAEA).

Nükleer gücün geleceği konusundaki tartışmalarda kamuoyu görüşü önem taşımaktadır. Kamuoyunun nükleer enerji hakkındaki kaygılarının giderilmesi, hiçbir yanlış almaya meydan vermeden, halkın doğru ve şeffaf bilgilerle aydınlatılması ile mümkün olmaktadır. IAEA, nükleer konuların kapsamlı şekilde iyice anlaşılabilmesi için, nükleer santraller hakkında kamuoyunun bilgilendirilmesi hususunda tüm ülkelere her türlü yardımı yapmaktadır.

(*) Kaynaklar:

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı Bülteni, Eylül 2007,
International Atomic Energy Agency - IAEA Bulletin, Volume 49/1 September 2007.
Nükleer Atıkların İdaresi veya Yönetimi, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 69.sayı, 2007.
Nükleer Reaktörler, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 63.sayı, 2007.
Nükleer Enerji, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 62.sayı, 2007.
Radyoaktif Atıkların Yok Edilmesi veya Nihai Depolanması, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 58.sayı, 2006.
Yeni Nesil Nükleer Güç Reaktörleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 57.sayı, 2006.
İyonlaştırıcı Radyasyonların Biyolojik Etkileşme Mekanizmaları, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 55. ve 56. sayılar, 2006.
İklim Değişiklikleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 53.sayı, 2006.
Küresel Isınma, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 60.sayı, 2006.
Nükleer Güç Santralleri ve Nükleer Enerjinin Geleceği, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 72.sayı, 2007.
Atom, Radyoaktivite, Radyoizotoplar ve Radyasyon Türleri, Ahmet Cangüzel Taner, Çağın Polisi Dergisi, 73.sayı, 2008.
İnternet site: www.caginpolisi.com.tr