Neptünyum

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Uranyumun nötronlarla bombardımanından yapay olarak elde edilen, atom numarası 93, atom ağırlığı 239 olan, radyoaktif bir element. Kısaltması Np.

Neptünyum'dan Enerji Üretilebilr mi?

Neptünyum konusunda, konunun bilimsel yanı incelenmeden toplumu yanıltabilecek ve fikir karışıklığına yol açabilecek bir takım iddialara şahit olmaktayız. Özellikle ülkemizin içinde bulunduğu zor ekonomik şartlar doğal kaynaklarımıza yönelişi arttırmakta ve bu kaynakların ne şekilde değerlendirilebileceği konusunda değişik çözüm önerileri gündemi işgal etmektedir. Maalesef bu önerilerin bazıları, Neptünyum örneğinde olduğu gibi, makul çözümler olmaktan bir hayli uzaktır.

Diğer yandan bir metanın ekonomik girdi sağlayabilecek nitelikte olabilmesi için öncelikle bu metanın ülkemizde mevcut olması ve ayrıca bu metanın, ülke ve dünya pazarındaki belirli bir talep düzeyine sahip olması gerekmektedir. Bu bilgi notunda Neptünyum ile ilgili gerçekler anlatılmaya çalışılmaktadır.

1) Tarihçesi

93 atom numaralı Neptünyum transuranyum ailesi olarak bilinen elementlerden birisi olup yapay olarak elde edilebilen radyoaktif bir elementtir ve hatta Neptünyum sentetik olarak ilk üretilen transuranyum elementidir. Neptünyumun 239 kütle numaralı izotopu, 1940 yılında Edwin M. McMillan ve P. H. Abelson tarafından Berkeley Laboratuarında Uranyumun siklotrondan üretilen nötronlarla bombardıman edilmesiyle elde edilmiştir.

2) Doğada var mıdır?

Uzun bir süre Neptünyum'un doğada bulunmadığına inanılmış, fakat son yapılan araştırmalarda,nötronların neden olduğu transmutasyon (dönüşüm) reaksiyonları nedeniyle, uranyum madenlerinde eser miktarda oluştuğu anlaşılmıştır. Ancak, bunun herhangi bir maden değeri olmadığından, dünyada Neptünyum madenciliği diye bir olgu da bulunmamaktadır.

3) Nasıl üretilebilir?

Neptünyumu yüksek miktarlarda elde edebilmenin tek yolu nükleer reaktörlerde veya hızlandırıcılarda Uranyumun nötronlarla bombardımanıdır. Bunun sonucunda oluşan Neptünyum, bombardıman edilen veya reaktörlerde yakıt olarak kullanılan Uranyumun yeniden işlenmesi ile elde edilebilir [1] ve bu yöntem de ileri düzeyde nükleer teknolojinin var olmasını gerektirmektedir.

Ülkemizde iki adet araştırma reaktörünün (Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezideki TR-2 Araştırma Reaktörü ve İstanbul Teknik Üniversitesindeki İTÜ-TRIGA Araştırma Reaktörü) dışında nükleer reaktör mevcut değildir. Bu araştırma reaktörlerinin kullanılmış yakıtlarında çok az miktarlarda Neptünyum olmakla birlikte, bu Neptünyumu elde etmek için söz konusu kullanılmış yakıtların yeniden işlenmesi gerekir ve bizde bu teknoloji mevcut değildir.

Kaldı ki, büyük miktarlarda yapay yoldan elde edilecek Neptünyumu talep edecek ve ülkemizi de borç yükünden kurtaracak bir alıcı dünyada mevcut değildir.

4) Enerji kaynağı mıdır?

Neptünyumun enerji üretiminde kullanılan bir yakıtmış gibi nitelendirilmesi de doğru değildir. Bunu teknik olarak açıklamak mecburiyeti vardır. Nükleer reaktörlerde enerji üretimi ağır elementlerin (Uranyum, Plütonyum) izotoplarının nötronlarla bölünme (fisyon) reaksiyonlarına girmesine dayanmaktadır. Bu reaksiyon sonucunda daha hafif elementler (fisyon ürünleri) ve bir miktar enerji (»200 MeV/fisyon) ortaya çıkmaktadır. Enerji üretiminde kullanılan günümüz nükleer reaktörlerinde bu reaksiyon kontrollü ve devamlı bir şekilde gerçekleştirilmektedir.

Neptünyum da ağır bir element olmakla ve bazı izotopları fisyon reaksiyonu yapabilmekle birlikte, enerji üretiminde kullanılabilecek şekilde devamlı ve kontrollü bölünme reaksiyonları ancak çok özel konfigürasyonlarda gerçekleştirilebilmesi mümkündür. Bu yöndeki araştırmalar enerji üretiminden ziyade, daha çok nükleer silahsızlanma çalışmaları çerçevesinde sürdürülmektedir. Dünyadaki değişik laboratuarlarda Neptünyumun hangi şartlarda devamlı ve kontrollü bölünme reaksiyonların gerçekleşebileceği yönünde araştırmalar sürdürülmektedir. 2002 yılı Ekim ayındaki uluslararası medyada "Los Alamos (ABD) Laboratuarlarında deney koşullarında Neptünyumun kullanılarak kontrollü bir kritikliğe ulaşıldığı" yönünde haberler yer almıştır. Bu olasılık dikkate alınarak, nükleer silahların yayılmasının önlenmesi çalışmaları kapsamında, Neptünyum da Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı tarafından güvence denetimi anlaşmaları kapsamında Uranyum ve Plütonyum gibi izlenmektedir (hangi tesiste ne kadar üretildi, ne kadarı hangi amaçla kullanıldı v.b.).

Sonuç olarak Neptünyumun günümüzde bir enerji kaynağı olarak kullanılması diye bir durum söz konusu değildir. Bu şekilde çalışan bir nükleer reaktör mevcut değildir.

5) Ülkemizde ve dünyada var mıdır?

Neptünyumun nasıl elde edilebileceği ve doğada mevcudiyeti ve ülkemizin nükleer teknoloji alanındaki kabiliyeti dikkate alındığında ülkemizde Neptünyum madenciliği diye bir olgu olmadığı; MTA tarafından tespit edilen Uranyum madenlerinde (bu madenler MTA verilerine göre yaklaşık 9 bin ton Uranyum içermektedir) çok az miktarlarda Neptünyum bulunabileceği; nükleer teknoloji kullanılarak Neptünyum elde edilmesinin de ülkemizin nükleer teknoloji altyapısı itibariyle mümkün olmadığı; ve bu teknolojiye sahip olunsa dahi ülkemizin sahip olduğu Uranyum'un tamamının Neptünyum'a dönüştürülmesi durumunda bile kayda değer bir ekonomik gelir elde edilemeyeceği anlaşılır.

Nükleer teknoloji alanında ileri seviyedeki ülkeler daha çok araştırma amaçlı (nötron detektörleri gibi) kullanım için Neptünyumu yapay olarak üretmektedirler.