Küçük modüler reaktörler ve yapay zeka çağında enerji üretimi zorluğu.

(Dan Tri Gazetesi) - Küçük modüler reaktörler nedir ve neden sürekli artan elektrik talebini karşılamak için bir çözüm olarak görülüyorlar? Bu makale bu konuyu açıklığa kavuşturacaktır.

Veri merkezlerinden kaynaklanan küresel enerji tüketimi, özellikle yapay zeka (YZ) uygulamalarına yönelik artan talep bağlamında, önceki birçok tahmini çok aşarak son derece hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu durum, veri merkezlerini, sorgu ve hesaplamalara yönelik sürekli artan talepleri karşılamak için altyapılarını ve işlem kapasitelerini sürekli olarak yükseltmeye zorlamaktadır.

İstatistiklere göre, 2024 yılında veri merkezleri yaklaşık 415 terawatt-saat (TWh) elektrik tüketti; bu da küresel toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %1,5'ine denk geliyor. Bu elektrik miktarının 2030 yılına kadar yılda ortalama %15 oranında artması bekleniyor; bu oran, diğer sektörlerdeki elektrik talebinin büyüme oranından yaklaşık dört kat daha hızlı.

Küçük modüler reaktörler kullanan nükleer enerji santralleri, sürekli artan enerji talebini karşılamak için bir çözüm olarak görülüyor (Fotoğraf: IAEA).

ABD'de, teknoloji şirketlerinin yapay zekâ yarışını desteklemek için daha büyük veri merkezleri kurmayı planladığı bir ortamda, bu durum, enerji taleplerini karşılayacak istikrarlı bir çözüm bulmayı ve aynı zamanda çevreyi korumak için sıfır karbon emisyonu sağlamayı gerektiriyor.

Küçük Modüler Reaktör (SMR) nükleer enerji santralleri, avantajları nedeniyle en yaygın kullanılan çözümlerden biri olarak kabul edilmektedir.

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'na (IAEA) göre, şu anda dünya çapında geliştirme aşamasında olan 80'den fazla küçük modüler reaktör (SMR) tasarımı ve konsepti bulunmakta olup, bunların büyük çoğunluğu henüz erken aşamalardadır ve birkaçı yakın gelecekte pratik olarak kullanıma hazır olarak değerlendirilmektedir.

SMR nedir ve nasıl çalışır?

Florida Üniversitesi Uygulamalı Araştırma Merkezi'nde (ABD) çalışan Leonel Lagos, küçük modüler reaktörlerin (SMR'ler) geleneksel büyük ölçekli nükleer reaktörler ile mikro reaktörler arasında ara bir konumda olduğunu söyledi.

Geleneksel nükleer santraller, küçük modüler reaktörler (SMR) ve minyatür nükleer reaktörler arasındaki boyut ve kapasite karşılaştırması (Resim: IAEA).

Geleneksel nükleer santraller 700 MW'ın üzerinde elektrik üretebilir ve 10 metreye kadar yüksekliğe sahip reaktör çekirdekleriyle geniş alanlara inşa edilir. Öte yandan, minyatür nükleer reaktörler bir nakliye konteynerinin içine sığacak kadar küçüktür, 10 ila 20 MW kapasiteye sahiptir ve bir futbol sahası büyüklüğündeki bir alana inşa edilebilir.

Bu iki reaktör tipinin arasına yerleştirilecek olan SMR, yaklaşık 3 metre çapında ve 6 metre yüksekliğinde bir çekirdeğe sahip olacak, tamamen yaklaşık 20 hektarlık bir alana inşa edilecek ve yaklaşık 300 MW kapasiteyle elektrik üretebilecek.

Küçük modüler reaktörler (SMR'ler), ağır atomları parçalayarak ısı üretir ve bu ısıyı su, sıvı metaller veya erimiş tuz gibi maddeler aracılığıyla aktararak türbini döndüren ve elektrik üreten buhar oluşturur.

SMR geliştiricileri ayrıca, insan müdahalesi olmadan reaksiyonu otomatik olarak durduran ve böylece radyasyon sızıntısı riskini veya şiddetini önemli ölçüde azaltan, doğal fiziksel prensiplerle çalışan pasif güvenlik özelliklerini de bünyelerine katmaktadır.

Küçük modüler reaktörler (SMR'ler), geleneksel nükleer reaktörlere göre daha az nükleer madde içerir ve daha az ısı üretir; bu nedenle kaza ve radyasyon sızıntısı riski daha düşüktür.

Modüler bileşenlerin bir araya getirilebildiği, küçük modüler bir reaktör kullanan bir nükleer enerji santrali modeli (Resim: NuScale).

SMR'nin avantajları

Küçük modüler reaktörler (SMR'ler), şebeke erişimi olmayan bölgelere, uzak sanayi bölgelerine veya nükleer enerjiyi kullanmaya yeni başlayan ülkelere hizmet etmek üzere tasarlanmıştır. Geleneksel nükleer santrallere göre çok daha hızlı bir şekilde, sadece iki ila üç yıl içinde inşa edilip devreye alınabilirler.

Küçük boyutları sayesinde, SMR'ler fabrikada modüller halinde üretilebilir ve daha sonra kamyon, tren veya gemi ile kurulum sahasına taşınabilir. SMR'lerin en büyük avantajı, geleneksel nükleer santral inşaatı için uygun olmayan yerlere kurulabilmelerini sağlayan küçük boyutlarıdır.

MSR'nin modüler tasarımı, ihtiyaç duyuldukça kapasiteyi kademeli olarak artırmak için birden fazla modülün eklenmesine de olanak tanır. Bu aynı zamanda ilk yatırım maliyetlerini düşürmeye ve inşaat süresini kısaltmaya yardımcı olur.

Çin'de küçük modüler reaktör teknolojisi kullanan bir nükleer santral inşa ediliyor (Fotoğraf: Xinghua).

Küçük modüler reaktörlerin (SMR) yakıt ikmal döngüleri, geleneksel nükleer santrallere göre daha uzundur; genellikle 1-2 yıl yerine 3-7 yılda bir yakıt ikmali yapılır. Bazı SMR tasarımları, yakıt ikmali yapılmadan 30 yıla kadar çalışabilir.

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'na (IAEA) göre, nükleer enerji temiz bir enerji kaynağı olarak kabul ediliyor, enerji üretimi sırasında karbon salınımı yapmıyor ve iklim değişikliğiyle mücadele çabalarında önemli bir rol oynuyor.

Şu anda 30 ülke nükleer enerji santrali işletiyor ve 20'den fazla ülke de artan elektrik ihtiyaçlarını karşılamak için nükleer enerjiyi kullanmayı düşünüyor; SMR (Güneş-Manyetik Rejenerasyon) birçok ülke için uygun bir çözüm olarak değerlendiriliyor.

Dünyanın ilk küçük modüler reaktör (SMR) nükleer santrali olan Akademik Lomonosov (Rusya'nın Çukotka bölgesinde), 35 MW kapasiteyle Mayıs 2020'de ticari faaliyete başladı. Şu anda Arjantin, Kanada, Çin, Güney Kore ve Amerika Birleşik Devletleri'nde birçok başka SMR projesi inşa halinde veya lisanslama aşamasındadır.

Kaynak: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/lo-phan-ung-mo-dun-nho-va-bai-toan-dien-nang-trong-ky-nguyen-ai-20251212040847937.htm