ABD, Ay’a nükleer reaktör kuracak: Peki patlarsa ne olur?

Metin Akpınar

Teknoloji Editörü

ABD, Ay’a nükleer reaktör kuracak: Peki patlarsa ne olur?

ABD, uzayda uzun vadeli enerji üstünlüğü hedefi doğrultusunda Ay yüzeyine güçlü bir nükleer reaktör yerleştirmeye hazırlanıyor. NASA’nın Fission Surface Power Initiative kapsamında geliştirilen plan, 2030 mali yılı sonuna kadar Ay’a 500 kilovat elektrik (kWe) gücünde bir reaktör konuşlandırılmasını öngörüyor. Hatırlanacağı üzere yılın başında NASA, Ay reaktörü hedefini resmileştirmişti.

Radyoizotop jeneratörlerden fisyona geçiş

Bugüne kadar Voyager 1 ve Voyager 2 gibi derin uzay görevleri ile Mars gezginleri, düşük güçlü radyoizotop termoelektrik jeneratörler (RTG) sayesinde enerji ihtiyacını karşıladı. Bu sistemler, radyoaktif bozunma sonucu ortaya çıkan ısıyı elektriğe dönüştürüyor. Ancak söz konusu teknolojiler, sınırlı güç üretimleri nedeniyle kalıcı yerleşimler veya endüstriyel faaliyetler için yeterli değil.

NASA’nın yeni hedefi ise doğrudan atom çekirdeğinin bölünmesine dayanan küçük ölçekli fisyon reaktörleri ile çok daha yüksek ve sürekli güç üretmek. Aktarılanlara göre 500 kWe seviyesindeki bir reaktör Ay’daki yaşam alanlarını, endüstriyel ekipmanları, iletişim altyapısını ve hatta kaynak çıkarma operasyonlarını kesintisiz şekilde besleyebilir.

Üç farklı strateji masada

ABD’nin uzayda nükleer liderliğini sürdürmesi için üç farklı yol haritası ortaya çıkmış durumda. En iddialı senaryo olan “Go Big or Go Home”, NASA veya ABD Savunma Bakanlığı liderliğinde, Enerji Bakanlığı desteğiyle 100 ila 500 kWe aralığında reaktörlerin geliştirilmesini öneriyor. Bu yaklaşım, ABD’nin uzay tabanlı nükleer güçte açık ara üstünlük sağlamasını hedefliyor.

Üçüncü ve daha temkinli yaklaşım ise 1 kWe altı bir radyoizotop güç sistemi ile düzenleyici çerçeve ve teknik altyapıyı oluşturduktan sonra daha büyük ölçekli sistemlere geçmeyi öneriyor.

Dünya’daki süreçlerden daha zor

Uzay için geliştirilen fisyon sistemleri, Dünya’daki gelişmiş reaktörlerden tamamen farklı koşullara uyum sağlamak zorunda. Bu farklar kütle, sıcaklık ve bileşen dayanıklılığı olmak üzere üç başlıkta toplanıyor.

Her bileşen roketle fırlatılacağı için ağırlık kritik öneme sahip. Bu nedenle reaktörün hem hafif hem de yapısal olarak son derece dayanıklı olması gerekiyor. Dünya’daki reaktörlerde yaygın olarak kullanılan su soğutma sistemleri ise ağır basınç kapları gerektirdiğinden Ay için pratik değil. NASA, bu nedenle yüksek sıcaklıklı alternatif soğutma sistemlerini değerlendirerek güç yoğunluğunu artırmayı ve toplam kütleyi azaltmayı hedefliyor.

Buna ek olarak sistemin, aşırı sıcaklık değişimleri, yoğun radyasyon ortamı ve mikrometeorit çarpışmaları gibi risklere karşı uzun süre dayanması gerekiyor.

Öte yandan NASA’nın fisyon konusundaki çalışmaları yeni değil. 2018 yılında başarıyla test edilen, uranyum yakıtlı ve yaklaşık bir kağıt havlu rulosu boyutundaki “Kilopower” reaktörü, küçük ölçekli sistemlerin uzayda çalışabileceğini kanıtladı. NASA’ya göre dört Kilopower ünitesi, Ay’da küçük bir üssün enerji ihtiyacını karşılayabilecek kapasiteye sahip.

Bu sistemlerde düşük zenginleştirilmiş uranyum ve pasif soğutma tasarımları kullanılıyor. Bu yaklaşım, olası bir kazada zincirleme ve kontrolsüz bir reaksiyon riskini ciddi ölçüde azaltıyor.

Ay’da nükleer erime olursa ne olur?

Teknoloji ve bilim açısından süreç heyecan verici olsa da “Ay’da nükleer reaktör” ifadesi kamuoyunda soru işaretleri yaratıyor. Olası bir erime senaryosunda ne yaşanacağı ise büyük ölçüde Ay’ın çevresel koşullarına bağlı.

Ay’da atmosfer, hava olayları ve Dünya’daki gibi güçlü yerçekimi bulunmuyor. Mevcut yerçekimi de Dünya’nın yaklaşık altıda biri seviyesinde. Bu nedenle Dünya’daki nükleer kazalarda görülen mantar bulutu, basınç dalgası veya atmosferik etkileşimler Ay’da aynı şekilde gerçekleşmez.

Teorik bir arıza durumunda reaktörün aşırı ısınması, kısa süreli bir parlama ve ardından erimiş metalin sessizce soğuyup katılaşması gibi bir tablo oluşabilir. Atmosfer olmadığı için radyoaktif serpinti geniş alanlara yayılmaz. Dolayısıyla kirlenme de büyük ölçüde lokal kalır. Ancak bu durum, yakın çevrede bulunan personel için yüksek radyasyon riski anlamını da taşıyor.

Öte yandan mevcut planlanan sistemlerin güç seviyesi, klasik anlamda büyük çaplı bir “erime” senaryosunu tetikleyecek büyüklükte olmayabilir. Örneğin tek bir Kilopower reaktörü, yaklaşık 10 yıl boyunca yalnızca birkaç Dünya hanesinin enerji ihtiyacına denk güç üretebiliyor.

ABD’nin uzayda nükleer enerji geçmişi 1950’lere uzanıyor. Uranyum yakıtlı SNAP (System for Nuclear Auxiliary Power) reaktörleri o dönemde geliştirildi ve 1965 yılında SNAP-10A, Dünya yörüngesinde 43 gün çalışarak ABD’nin tek nükleer enerjili uydusu oldu.

Soğuk Savaş döneminde ise daha radikal fikirler de gündeme geldi. Gizli yürütülen Project A119, uzay yarışında gövde gösterisi amacıyla Ay’da bir hidrojen bombası patlatılmasını öngörüyordu. Plan hiçbir zaman uygulamaya geçmedi.

Bugün gelinen noktada ise amaç gösteri değil, kalıcı enerji altyapısı kurmak ve Ay’da sürdürülebilir insan varlığı sağlamak. NASA’nın 2030 hedefi gerçekleşirse, bu adım yalnızca Ay görevlerini değil, Mars ve ötesine uzanan insanlı keşif planlarını da doğrudan şekillendirecek.

Kaynakça https://www.sciencefocus.com/space/moon-nuclear-reactor-meltdown https://inl.gov/feature-story/extraterrestrial-strategy-how-the-us-could-achieve-energy-dominance-in-space/ https://interestingengineering.com/energy/us-plans-nuclear-reactor-moon