Bir yıldan biraz daha uzun bir süre önce Deniz Kuvvetleri Komutanımız tarafından, nükleer denizaltı inşa edeceğimiz yönündeki ilk resmi açıklama yayınlanınca, yıllardır özlemle beklenen bir adım nihâyet atılmış oldu ki bu ilk küçük adım aslında daha şimdiden yolun yarısını aldığımızı da gösterecek kadar değerliydi.

Hemen her alanda olduğu gibi bu alanda da bu ülkenin, bu işin üstesinden gelebilecek yeterli insan gücü mevcuttur. Bu noktada bir yanlış anlama olmasın, çözüm öyle kolay değildir ama Türk mühendislik gücü bunun altından rahatlıkla kalkabilecek seviyededir ve tek yapılması gereken bu gücü doğru olarak kullanmaktan ibârettir...

Gerek nükleer denizaltı hedefimizde, gerekse ülkenin ayaklarına bağlı pranga olan ithal enerji kütlesinden kurtulabilme yolunda tek çıkar yol olan nükleer enerji üretiminde ve bu bağlamda üzerine yağunlaşılmış durumdaki KBR (Küçük Birimsel Reaktör) çalışmalarının bütününde aslında çok ciddi bir darboğazla karşı karşıya olduğumuz da unutulmamalıdır: Yakıt tedariği.

Söz konusu durum tabii ki teknik olarak altından kalkamayacağımız bir mesele değildir ve tamamen siyasî bir muhtevaya sahiptir. Konunun siyasi tarafını çözmek ancak Devlet tarafından sağlanabilir. Yine de doğru adımlar atılırsa kullanılabilecek bir kaldıraç mevcuttur: Türkiye NPT'yi (Nuclear non-Proliferation Treaty / Nükleerin Yayılmaması Anlaşması) 1980'de imzalayarak taraf olmuştur. Bu durumda ülkede yapılacak bütün sivil nükleer çalışmalar mutlak uluslararası denetime tâbidir. Diğer taraftan aynı anlaşmadaki bir yasal boşluk sebebiyle denizaltı ve gemiler üzerindeki donanma reaktörleri böyle bir denetimin dışında kalabilmektedir. Dolayısıyla Türkiye Cumhuriyetinin tam bağımsız nükleer arge yapabilmesinin yolu da nükleer denizaltı çalışmalarımızdan geçmektedir. Başka bir ifâdeyle nükleer denizaltı çalışmalarımız ilk anda düşünüldüğünden çok daha fazlasını içinde barındırmaktadır. Şimdiye kadar bu durumu lehine kullanmaya çalışan yalnızca Brezilya olmuştur ve umarız Türkiye de ikinci olacaktır...

Resim.1) Konuyla ilgili birkaç Brezilya kaynaklı belgeden üç alıntı. Türk Donanması da bu görevi aynı şekilde benimser ve üstlenirse Türkiye Cumhuriyeti de nükleer enerji ve teknoloji alanında bağımsız olabilir, aksi taktirde işler beklendiği gibi gitmeyecektir.

Gerek Donanma, gerekse Sivil Enerji uygulamaları olsun bu alanda mutlak bağımsızlık elde edilemedikçe başarı söz konusu olamaz. Dolayısıyla ülke içinde Uranyum madenciliğinden başlayarak, UF₆ üretimine oradan Uranyum zenginleştirmeye kadar bütün yakıt döngüsü de tamamen milli olarak gerçekleştirilmedikçe, enerji güvenliğimizi yine sağlayamayız, üstelik ithal yakıta bağımlı kalınırsa bütün yatırımlar boşa bile gidebilir. Sonuç olarak milli yakıt yoksa her şey pamuk ipliğine bağlı kalacaktır, harcanacak bütün maddi kaynaklara rağmen.

Zenginlik

Yukarıda açıklanan sebeplerle gelinen safhadan itibaren çözülmesi gereken ilk düğüm milli Uranyum zenginleştirme altyapısının inşa edilmesidir ve bu altyapı kesinlikle Türk Deniz Kuvvetleri tarafından yönetilmelidir, tıpkı Brezilya'nın bu işin merkezine, aynı sebeple kendi Deniz Kuvvetlerini yerleştirmiş olması gibi.

Buraya kadar olan bölüm ancak Devlet tarafından kurgulanıp çözülebileceği için daha fazlasını ele almaya gerek yok. Şimdi biraz da işin teknik yönünden bahsetmek düşünülebilir.

İkinci Dünya Savaşı döneminden başlatarak 2000'lerin başına kadar Uranyum zenginleştirme için kullanılan baskın yöntem; Gaz Nüfuziyeti olmuştu. Bu yaklaşım temel olarak günümüzde oldukça ucuzladığı için küçük teknelerde bile yaygın olarak kullanılan suyapıcılar gibi çalışır. Suyapıcılarda, yarı geçirgen bir zar bulunur, deniz suyu basınçlandırılarak bu zara gönderilir, tuz molekülleri bu zarı geçemeyecek kadar büyüktür ve diğer tarafa geçemez ama su molekülleri geçebilir. Benzer şekilde Uranyumhegzaflorür (UF₆) gazı özel bir yarı geçirgen zara gönderilir, biraz daha küçük olan ²³⁵U diğer tarafa geçebilirken, ²³⁸U geçemez. Bu işlem tekrar edilerek içinde yalnızca yaklaşık binde 7 kadar ²³⁵U izotopu bulunan karışımın içinden ²³⁵U ayıklanabilir, başka bir ifâdeyle zenginleştirilmiş olur. Bu yöntem oldukça basit, buna karşılık çok verimsiz, enerji tüketimi çok yüksek ve hâliyle çok pahalıdır, bu sebeple günümüzde terk edilmiş ve yerini Gaz Savurmacı yöntemine bırakmıştır.

Gaz Savurmacı yönteminde yine aynı UF₆ gazı yüksek hızda dönen silindirlerin içine verilir. Burada amaç ²³⁵U'ten %1 civarında daha ağır olan ²³⁸U atomunu merkezkaç kuvvetiyle dışa savurup iki izotupu birbirinden ayırmaktır. Atom ölçeğinde bir ayrım yapabilmek çok yüksek hızlar gerektirir. Bu cihazlar tasarıma göre değişmekle birlikte dakikada 70.000devir hızda dönebilirler ve dış yüzeylerinde teğetsel hızlar 750m/sn'ye ulaşabilir ki bu hızın üst sınırını kullanılan malzemenin mukavemeti belirler, günümüzde en üst seviye savurmaçlar malzeme olarak epoksi-karbon kompozit kullanmaktadır. Böylesine yüksek hızlarda yapının dengesi, yataklama, elektrik motorlarını besleyen akımının kararlığı gibi zorlu meselelerin çözülebilmesini gerektirir. Bu sebeple hatalara ve sabotajlara karşı son derece hassas cihazlarıdır. Diğer taraftan birim zenginleştirme maliyetleri ve hızları Gaz Nüfuziyeti yöntemine göre çok daha üstündür.

Resim.2) Gaz Savurmacı yönteminde ayrıştırma yani zenginleştirme oldukça yavaş adımlarla gerçekleşir ve bu sebeple çok sayıda savurmacın kademeli olarak kullanıldığı çok büyük kümeler hâlinde inşa edilmeleri gerekir.

Peki Türkiye bu alana ilk girdiğinde, Gaz Savurmacı altyapısı mı kurmalıdır? Tam da bu aşamada cevaplanması gereken en önemli soru budur. Muhtemel doğru cevap ise hayır olabilir.

Foton

Fotonların son derece ilgi çekici etkileri vardır. Örneğin bir yaprağın içindeki klorifili oluşturan elementlerin elektronlarıyla etkileşime girdikleri için yaprak genelde yeşil olarak görünür çünkü gelen ışığın içinden yalnızca yeşil dalgaboylarında olanlar geri yansıyabilir. Kırmızı renkli yapraklar da yok değildir ama neyse.

Veya uyarılmış ışınım yoluyla ışık güçlendirmesi (lazer) yaklaşımıyla elde edilmiş fotonlar ile atomların soğutulması ve böylece yavaşlatılması da mümkündür ki bu husus da geleceğin denizaltı teknolojilerinde çığır açıcı olabilecek gibi de görünmektedir.

Daha fazla saçmalamadan sadede gelirsek, yine lazer yoluyla izotopların birbirlerinden ayrıştırılabilmesi de mümkündür. Böylece en azından asıl meseleye dönmüş olduk. Yaklaşık olarak 1960'lardan bu yana lazer ile izotop ayrıştırılması alanında çalışılmaktadır. Bu çalışma alanı ve hedefler geniş kapsamlı olsa da buradaki amaca bağlı olarak konunun tek bir yönüne kısaca değinilecektir: Uranyum izotoplarının lazer kullanılarak ayrıştırılması, daha tatlı bir ifâdeyle; ışık ile Uranyum zenginleştirme. Başlangıçta lazer ile Uranyum zenginleştirme için iki temel yöntem geliştirilmişti:

AVLIS¹ yönteminde, önce deneysel çalışmalarda sonra Uranyum atomlarının izotop seçici uyarılması teknolojisinde, dalga boyu ayarlanabilir lazerler, metalik Uranyum atomlarını uyarmak için kullanılmıştır. Fakat doğrudan metalik Uranyum buharı ile çalışmak çeşitli zorlukları beraberinde getirdiği için bu yaklaşım laboratuvar ölçeğinin ötesine pek geçemediği iddia edilmektedir. Diğer taraftan bu yöntemin diğer bütün yöntemlere göre çok çok daha büyük ayrıştırma oranı ve buna bağlı olarak açık ara en hızlı zenginleştirme hızı potansiyeli olduğu düşünüldüğünde bu iddia pek de inandırıcı değildir.

MLIS² yönteminde ise Uranyum izotoplarının ayrıştırılmasının moleküler boyutunu araştırırken, UF₆ moleküllerinin seçici ayrışmasına dayanan pek çok yöntem denenmiştir. Bu yöntemlerin başlıcaları arasında; morötesi (UV) lazer ışınımıyla UF₆’nın izotop seçici ayrıştırılması, UF₆’nın iki aşamalı kızılötesi-morötesi (IR-UV) ayrıştırılması, UF₆’nın çok aşamalı IR-UV ayrıştırılması ve UF₆ moleküllerinin iki ve üç frekanslı IR çokfotonlu ayrıştırılması (MPD) yer almaktadır.

1970’lerde ve 1980’lerde; ABD, Almanya, İngiltere, Fransa, Japonya, Avustralya ve Güney Afrika'da, Uranyum izotoplarının lazerle ayrıştırılmasına ilişkin gizli araştırmalar yürütüldü ve bu çalışmalar kapsamında hem atomik (AVLIS) hem de moleküler (MLIS) yöntemler araştırıldı.

Bununla birlikte söz konusu projelerin, çeşitli nedenlerle 20. yüzyılın sonlarında durdurulduğu iddia edilmektedir. Diğer taraftan bazı projeler, lazer tabanlı Uranyum zenginleştirme yöntemlerinin, o günlerin günümüzden daha yetersiz ve pahalı lazer teknoloji seviyesine rağmen, ekonomik verimliliğinin, en gelişmiş santrifüj teknikleriyle karşılaştırılabilir düzeyde olduğunu göstermişti bile. Örneğin 1990'da Almanya'da kurulan MLIS temelli bir teknoloji gösterim sisteminde tek adımda %7 civarında zenginleştirme sağlanabilmişti.

Bu projeler, esas olarak siyasi nedenlerle, Rusya ile ABD arasında 1993 yılında imzalanan ve 20 yıl boyunca (2013’e kadar) yürürlükte kalan HEU±LEU hükümetlerarası anlaşması sebebiyle (görüntüşte) durdurulmuştu. Anlaşmaya göre, ABD, nükleer santralleri için Rusya’da silah sınıfı Uranyumdan üretilen düşük zenginleştirilmiş Uranyumu satın almaya başladı ve bugün hâlâ almaktadır! Aslında ABD araştırmaları hiç durdurmadı ama başarıyla gizledi, ayrıca; Avustralya, Japonya, Güney Kore, Hindistan, Çin ve Güney Afrika'da da bu tür araştırmalar sürmektedir.

Günümüzde böyle araştırmalar, düşük enerji tüketen MLIS yöntemlerinin iyileştirilmesine odaklanmıştır ki bu söylem ticarî zenginleştirme açısından doğru olabilir. Yine de askerî zanginleştirme açısından daha önemli olan AVLIS araştırmalarının da daha gizli şekilde sürdürüldüğünü tahmin etmek zor değildir. Ayrıca daha başka yöntemler üzerindeki araştırmalar da terk edilmiş değildir.

Bugün için ABD ve Avustralya’da geliştirilmekte olan (temellerinin ise Güney Afrika tarafından atıldığı söylenen) ve 3.nesil olarak tanımlanan Lazer Uranyum Zenginleştirme teknolojisi bir MLIS türevi olan SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation) ulaşılmış en üst seviye olarak kabul edilmektedir. Bu yeni yönteme çok güvenen ABD, 2028 itibarı ile Rusya'dan sağlamakta olduğu Düşük Zenginleştirilmiş Uranyum alımını tamamen sonlandırmayı hedeflediğini açıklamıştır.

SILEX hakkındaki açık kaynak verilerin bütün diğer lazerle zenginleştirme yöntemlerinde olduğu gibi, ne ölçüde doğru olduğu belirsizidir. Yine de SILEX ve onu izleyecek daha da gelişmiş yöntemlerin geleceğin teknolojisi olduğu şimdiden öngörülebilir. Potansiyel olarak, Işıkla Uranyum Zenginleştirme yöntemleri mevcut Gaz Savurmacı yöntemlerine göre:

1. Daha düşük enerji tüketimi
2. Daha küçük tesis ihtiyacı
3. Daha hızlı ve ucuz tesis inşası
4. Çok daha hızlı zenginleştirme

Bütün bu muhtemel üstünlükler henüz Uranyum zenginleştirme işine adım atmamış bir ülke olan Türkiye için önemli bir yol ayrımı da sunmaktadır: Geleneksel Gaz Savurmacı yöntemine mi yoksa gelecek nesil bir Lazer ile Zenginleştirme yöntemine mi yönelmeliyiz?

Yukarıda bahsi geçen lazer yöntemleri bir kez daha bize temel bilimlerin ne kadar önemli olduğunu hatırlatması açısından da ayrıca önemlidir. Bu alanda başarılı olabilmek için öncelikle çok iyi fizikçilere sahip olmak gerekir. Türkiye'de de bazen çok iyi fizikçiler yetişebilmektedir ama sayıları ihtiyaca nazaran çok azdır. Muhtemelen bildiğiniz üzere Türkiye'de üniversite sınavında fen sorularından eksi net yaparak fizik bölümüne girilebildiği ispatlanmış bir acı gerçekliktir. Ve muhtemelen aynı durum diğer temel bilimler için de geçerlidir.

Bu durumun sorumlularının başında hayatı para merkezinde değerlendiren ve sahip oldukları bu bozuk bakış açısıyla çocuklarını yanlış yönlendiren ebeveynler gelmektedir. Bu sayfaları ağırlıklı olarak çok genç arkadaşlar okuduğu için onlara söylemek gerekirse; eğitim için kesinlikle sevdiğiniz, ilgi duyduğunuz yoldan gidin, ailenizin istediği yoldan değil...