MTA ve ÜLKEMİZDE URANYUM ARAMACILIĞI

Ülkemizde Akkuyu Nükleer Santrali’nin inşası ve Sinop ile Trakya’da yapılması planlanan santrallerle birlikte özellikle nükleer enerji ve nükleer hammaddeler madenciliğin gündemine oturdu. Enerji darboğazı ve ucuz enerji eldesine büyük önem veren ETK Bakanlığı da özellikle ülkemizdeki nükleer enerji hammaddelerinin aranmasına ve uranyum sondajlarına özel bir önem vermeye başladı.

MTA Genel Müdürlüğü, Türkiye’deki uran­yum aramalarına ilk olarak 1953 yılında baş­lamış ve yapılan sondajlardan alınan numu­nelerin analizleri sonucunda, sahalara ait rezervler ve bu rezervlere ait tenörler tespit edilmiş, Yozgat-Sorgun yataklarının tenör ve rezerv açısından ülkemizin en zengin uran­yum yataklarına sahip olduğu görülmüştür. MTA bünyesinde kurulan labo­ratuvarlarda gerçekleştirilen teknolojik çalış­malar ise 1966-1990 yılları arasında Türkiye’nin çeşitli yerlerinden bulunan uranyumlar üzerinde araştırmalar yapılarak sarı pasta eldesi ve uranyumun kullanım alanları hakkında araştırmalar yapılmıştır.

Ülkemizde kurulacak nükleer enerji santrallerinin hammadde ihtiyaçlarının bir kısmının yurtiçinden karşılanabilmesi için, MTA Genel Müdürlüğü tarafından uranyum aramalarına son yıllarda özel bir önem verilmiş, yeni uranyum kaynaklarının ortaya konulmasına yönelik olarak arama ve araştırma projeleri uygulamaya konulmuştur. Ülkemizde 9.310 ton uranyum (U₃O₈) ve 380.000 ton toryum (ThO₂) (Eskişehir-Sivrihisar-Kızılcaören) görünür rezervi bulunmaktadır. 2017 yılı içerisinde Nevşehir, Aydın ile Trakya bölgesinde nükleer enerji hammaddelerinin aranmasına yönelik çalışmalar devam etmekte olup, olumlu veriler elde edilen sahalarda radyoaktif hammadde aramalarına yönelik 2018 yılında 10.000 m radyoaktif hammadde arama sondajının yapılması planlanmış ve Nevşehir ilinde 13.368 m sondaj çalışması gerçekleştirilmiştir.

Çizelge – Türkiye’nin Başlıca Uranyum Yatakları (MTA, 2014)

Nükleer santral teknolojisinin giderek gelişmesi ve büyük kapasiteli reaktörlerin yapımına geçilmesi ile birim enerji maliyeti çok daha ucuz hale gelmiştir. Uranyum maliyetlerinin yükselmesiyle, ülkemizde genelde düşük tenörde yatak oluşabilen sedimanter kayaçlar içinde de aramalar yoğunlaştırılmıştır. MTA tarafından yürütülen aramalar sonucunda; Salihli-Köprübaşı, Yozgat-Sorgun, Uşak-Fakılı, Aydın-Demirtepe ve Küçükçavdar sahalarında ekonomik olabilecek 9.310 ton uranyum ve diğer bölgelerde çok sayıda uranyum anomalisi bulunmuştur.

Türkiye’de bugüne kadar bulunmuş uranyum yataklarının büyük çoğunluğu sedimenter tip yataklardır. Köprübaşı, Fakılı, Küçükçavdar ve Sorgun yatakları bu türdendir. Sadece Demirtepe yatağı damar tipi uranyum yatakları grubuna girmektedir. Son olarak Yozgat-Sorgun’da bulunan uranyum sahasının geçtiğimiz yıllarda Avustralya merkezli Anatolia Energy şirketi tarafından ruhsatı alındı. Şirketin % 59 hissesini elinde bulunduran Amerikan şirketi 2016 yılının sonunda çalışmalarına başlanan uranyum madeninde yılda 384 ton uranyum cevheri üretmeyi planlıyor. Yozgat-Sorgun’da bulunan uranyum madeninin ömrünün 12 yıl olacağı ve madenin toplam gelirinin 566 milyon USD olacağı hesaplanıyor.

Geçtiğimiz aylarda dönemin ETK Bakanı Berat Albayrak, MTA tarafından bugüne kadar yapılan araştırma sonuçlarına göre Türkiye’de toplam 12.614 ton uranyum rezervinin tespit edildiğini açıkladı. Radyoaktif hammaddelerin araştırılmasıyla ilgili olarak bugüne kadar; 317.620 km² havadan prospeksiyon, 187.456 km² yaya prospeksiyon, 31.790 km² detay jeoloji, 81.026 km oto prospeksiyon, 368.776 m sondaj, 4.934 m³ yarma, 37.597 adet numune alımı çalışmalar yapıldığını açıklayan Bakan Albayrak, “Bu süreçte yürütülen çalışmalar sonucunda, toplam 12.614 ton Uranyum (U₃0₈) görünür rezervi tespit edilmiştir” dedi. Albayrak, Manisa-Aydın-Denizli Radyoaktif Hammadde Aramaları Projesi Avanos (Nevşehir)- Sorgun (Yozgat) Radyoaktif Hammadde Ruhsatları Etüdü Projesi, Trakya Bölgesinin Radyoaktif Hammadde Yönünden Araştırılması Projesinin de devam ettiğini ifade etti.

Uranyum doğada hiçbir zaman serbest olarak bulunmaz. Çeşitli elementlerle birleşerek uranyum minerallerini meydana getirir. Yerkabuğunda yüzlerce uranyum minerali vardır; ancak bunların büyük çoğunluğu ekonomik boyutta uranyum içermezler. İşletilebilir miktarda uranyum içerenler; otünit, pitchblende (uraninit), kofinit ve torbernit’tir. Bugün için uranyum ve toryum nükleer enerji hammaddeleri kapsamına girmesine rağmen toryuma dayalı nükleer santrallerin henüz ekonomik boyutta devreye girmemeleri nedeniyle, toryum, halen sırasını bekleyen bir nükleer yakıt hammaddesi durumundadır.

Uranyumun yeryüzündeki ortalama kon­santrasyonu 2-4 ppm arasında olup, geniş bir alanda küçük konsantrasyonlar şeklinde pek çok mineralin içinde bulunabilmektedir. Ma­dencilik sektöründe, bir uranyum sahasının değerlendirilme aşamasında; cevherin U₃O₈ tenörü, rezervi, maden işletme ve cevher ka­zanım teknolojisinin bir bütün olarak değer­lendirilmesi gerekmektedir. Bu yüzden rezerv miktarının 10.000 ton ve tenörünün % 0,05 U₃O₈ üzerindeki değerlere sahip olan uran­yum cevher yatakları şu an için işletilebilir ya­taklar olarak değerlendirilmektedir.

Uranyum madenlerinin % 50’sinden fazlası pek çok diğer maden gibi açık veya kapalı madencilik yöntemleri ile işletilebil­mektedir. Uranyum üretiminin % 40’a yakını ise yerinde liç yöntemi (in-situ leaching, ISL) ile elde edilmekte, çok az bir kısmı da yan ürün olarak kazanılmaktadır. Günümüzde çıkarılan uranyum madenleri %0,1 – %1 ora­nında U₃O₈ içerdiğinden çıkarılan maden, bir ön zenginleştirme işlemine tabi tutulmaktadır. Çökeltiye dekantas­yon işlemi uygulanmak suretiyle ağırlıkça %70 – % 80 oranında U₃O₈ içeren sarı pasta elde edilmektedir.^[1]

Dünya uranyum kaynakları çeşitli üretim maliyetlerine göre, görünür ve muhtemel olarak sınıflandırılırlar. Günümüzde genellikle 80 dolar/kg’a mal edilen görünür rezervlerden uranyum üretilmektedir. Dünyada bu şekilde hesaplanan 2,60 milyon ton görünür uranyum rezervi vardır.

Dünyada uranyum cevherleri genellikle liç (leach) ve takiben solvent ekstraksiyon yöntemleri uygulanarak işlenmektedir. Uranyum üretimi, nükleer santrallerin gereksinimleri paralelinde değişiklik göstermekte ve bu gereksinimin bir kısmı önceki yılların nükleer hammadde stoklarından karşılanmaktadır. Nükleer enerjinin temel yakıtı olan uranyum, ağır sulu reaktörlerde kullanıldığında zenginleştirme işlemine gerek duyulmamaktadır, ancak hafifi sulu reaktörlerde fisil izotop olan U-235miktarı arttırılarak yani uranyum U-235 bakımından zenginleştirilerek yakıt olarak kullanılır.

Halen dünyada kullanılmakta olan uranyum madenleri, U₃O₈ cinsinden %0,1 – %1 oranında zengindir. Bu nedenle üretilen maden yerinde bir ön zenginleştirme işlemine tabii tutulmaktadır. Ön zenginleştirme sonucunda % 50 ile % 70 U₃O₈’ den oluşan uranil nitrat elde edilir, TBP (tri-n-butyl phosphate) kullanılarak solvent ekstraksiyonu ile saflaştırılır ve nükleer saflıkta uranyum bileşiği olarak çöktürülür. Çökelti kavrularak UO₃ elde edilir. UO₃ kullanılış amacına göre UO₂ veya UF₆’ ya dönüştürülmektedir. UF₆’ ya dönüştürmenin amacı hafif sulu reaktörlerde kullanılan zenginleştirilmiş uranyum yakıtı elde etmektir. Doğal uranyumdaki U-235 oranını yaklaşık % 0,71’den daha yüksek oranlara çıkarmak için zenginleştirme işlemi gerekmektedir.

Sonuç Yerine

MTA tarafından ülkemizde 65 yılı aşkın bir süredir devam eden uranyum aramaları, ülkemizde kurulacak olan santrallerin dışa bağımlılığı azaltmak amacıyla 20 yıl sonra tekrar harekete geçildi. Türkiye, 2020 yılında sahip olmayı planladığı iki nükleer santralin hammaddesi uranyumu da kendi üretmek istiyor. Türkiye, üretilecek santrallerde teknoloji transferi yapılarak uzun dönemde üretim için tamamen yerli kaynak kullanmak istiyor. Uranyum madenciliğinin özel bir ihtisas gerektirdiği ve Türkiye, uranyum üretimi olmadığı için hammaddede dışa bağımlı olacak. Bu sebeple dışa bağımlılığı azaltmak açısından uranyum aramalarını hız vermek gerekiyor.

Akkuyu Nükleer Santrali gibi, 5 bin MW kurulu gücünde bir nükleer santral için yıllık bin ton uranyum gerekiyor. Tespit edilen rezerve bakılınca Türkiye’nin nükleer santrallerde kullanılacak 10 yıllık uranyumu mevcut. Bu da Sinop’ta kurulacak nükleer santralle 5 yıllık rezerve denk. Dünyada da durum Türkiye’den pek de farklı değil. Dünyada 370 bin megavat kurulu gücünde 434 adet nükleer reaktör elektrik üretiyor. Bu da yılda toplam 78 bin ton doğal uranyum ihtiyacı doğuruyor. 2016 yılındaki dünya uranyum üretimi 40 bin ton civarında. Aradaki 38 bin tonluk ihtiyacın bir kısmı kullanılmış yakıtlar yeniden işlenerek elde ediliyor. Bu nedenlerle, MTA’nın uzun bir süre ara verdiği uranyum aramalarına hız vermesi gerekiyor.

Nadir AVŞAROĞLU
Maden Mühendisi
Temmuz – 2018

Kaynaklar :

1-Uranyum Madeninin Bölge İçin Önemi ve Yol Haritası, Doç.Dr. Orhan Hazer, ORAN Orta Anadolu Kalkınma Ajansı

2-Türkiye uranyum arama çalışmalarına başladı, İsmail Altunsoy, elektrikport.com, 07.10.2010,

1. Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Enerji Hammaddeleri Alt Komis­yonu Nükleer Enerji Hammaddeleri Çalışma Grubu Raporu, 2001 ↑