Tamamen kullanıldığında ve Uranyum-233 üretimiyle fisyona tabi tutulduğunda, 1 kilogram toryum yaklaşık enerji üretebilir. Bu sorunuzun direkt cevabıydı. Eğer nasıl oluyor da bu kadar enerji üretebiliyor derseniz aşağıda detaylı açıklamasını da yapacağım.
1 kilogram toryumun üretebileceği enerji miktarını belirlemek için ilgili nükleer reaksiyonları ve temel fizik prensiplerini sırasıyla inceleyelim isterseniz. En bol bulunan toryum izotopu olan Toryum-232 üretken bir malzemedir. Bir nötron absorbe ederek Toryum-233'e dönüşür; bu izotop beta bozunmasıyla Protaktinyum-233'e, ardından tekrar beta bozunmasıyla fisil bir malzeme olan Uranyum-233'e dönüşür. En nihayetinde Uranyum-233 nükleer zincir reaksiyonunu sürdürebilir.
Varsayımlarımız bunlardır:
Tam Dönüşüm: 1 kg Toryum-232'nin tamamının Uranyum-233'e dönüştüğünü ve fisyona uğradığını varsayıyoruz. Gerçekte reaktörlerin verimliliği %100 değildir ancak bu ideal bir senaryodur bilginiz olsuyn.
Fisyon Başına Enerji: Uranyum-233'ün her fisyonunda yaklaşık 200 MeV (mega-elektron volt) enerji açığa çıkar.
1 kg Toryumdaki Atom Sayısını Bulalım:
Toryum-232'nin molar kütlesi yaklaşık 232 gram/mol'dür.
Avogadro sayısını kullanarak :
Fisyon Başına Enerjiyi Joule'e Çevirelim
Toplam Enerjiyi Hesaplayalım
Bunu da daha anlaşılır birimlere çevirmeye çalışırsak:
Kilovat-saat (kWh):
Kömür enerjisi:
Kömürün enerji içeriği yaklaşık 'dır.
Yani 1 kg toryum yaklaşık 3,47 milyon kilogram kömür kadar enerji üretebilir.
Tamamen kullanıldığında ve Uranyum-233 üretimiyle fisyona tabi tutulduğunda, 1 kilogram toryum yaklaşık joule enerji üretebilir.
Teorik hesaplamalar üst sınırı gösterirken gerçek reaktör verimlilikleri nötron ekonomisi, fisyon dışı yakalamalar ve operasyonel faktörler gibi nedenlerle daha düşük olacaktır. Gelişmiş reaktör tasarımları toryumun kullanımını en üst düzeye çıkarmayı hedeflese de pratikte elde edilen enerji miktarı ideal hesaplanan değerden daha az olacaktır. Benim vakıf olmadığım şeyler de cabası. Olurda bir gün bir reaktörünüz olursa aklınızda bulunsun 😅
Kaynaklar
- kfupm. Introductory Nuclear Physics. Alındığı Tarih: 29 Ekim 2024. Alındığı Yer: kfupm | Arşiv Bağlantısı
