SMR / MMR Tasarım ve Geliştirme Projesi

Faratom, Türkiye’nin nükleer teknoloji alanındaki dönüşümünü hızlandırmak ve geleceğin enerji ihtiyaçlarına yenilikçi çözümler sunmak amacıyla Küçük Modüler Reaktör (SMR) ve Mikro Modüler Reaktör (MMR) teknolojilerinin tasarım ve geliştirilmesine yönelik kapsamlı bir Ar-Ge programı yürütmektedir.

Bu proje; güvenli, sürdürülebilir, ölçeklenebilir ve ekonomik nükleer enerji üretiminin yerli mühendislik gücüyle gerçekleştirilmesine yönelik Türkiye’nin en stratejik nükleer teknoloji girişimlerinden biridir.

Projenin Bilimsel ve Teknolojik Temeli

SMR’ler ve MMR’ler, geleneksel büyük ölçekli nükleer reaktörlerden farklı olarak:

  • Daha düşük güç üretim kapasitesi (SMR: 50–300 MW, MMR: 1–20 MW),
  • Modüler tasarım ve fabrikada üretim kolaylığı,
  • Gelişmiş pasif güvenlik sistemleri,
  • Dağınık veya uzak bölgelerde enerji üretimine uygunluk,
  • Düşük ilk yatırım maliyeti ve hızlı kurulum

gibi avantajlarla geleceğin enerji altyapısında kritik rol oynamaktadır.

Faratom’un geliştirdiği SMR/MMR konseptleri; modern nükleer mühendisliğin gerektirdiği işletme güvenliği, yakıt verimliliği, radyoaktif atık yönetimi, termohidrolik kararlılık, nötronik optimizasyon ve malzeme bilimi kriterleri göz önünde bulundurularak tasarlanmaktadır.

Tasarım Felsefesi

Faratom’un SMR/MMR tasarım süreci üç temel prensip üzerine kuruludur:

1. Güvenlik-Öncelikli Tasarım (Safety-by-Design)

  • Pasif soğutma sistemleri
  • Doğal dolaşımlı ısı transferi
  • Gömülü reaktör mimarisi
  • İnsan hatasına en az bağımlı otomasyon
  • Kaza durumlarında kendi kendini stabilize edebilen termal hidrolik davranış

Bu yaklaşım, tasarım aşamasından itibaren tüm güvenlik bariyerlerinin sistemin doğal fiziksel özellikleriyle desteklenmesini sağlar.

2. Yüksek Termal Verimlilik ve Yakıt Optimizasyonu

Geliştirilen tasarımda:

  • Gelişmiş UO₂, U₃Si₂ veya TRISO yakıt formülasyonları,
  • Yüksek yanma ömrü sağlayan yakıt çevrim stratejileri,
  • Simülasyon tabanlı nötronik hesaplamalar,
  • Minimum atık üretimi

Termal verimlilik; CFD tabanlı termohidrolik analizler, malzeme dayanım testleri ve çok katmanlı reaktör kabuk optimizasyonu ile desteklenmektedir.

3. Modülerlik ve Ölçeklenebilirlik

Faratom’un modüler tasarım konsepti:

  • Fabrikasyon süreçlerinde standardizasyon,
  • Kurulum süresinde %50’ye varan iyileştirme,
  • Gereksinime göre tek modül – çoklu modül kombinasyonları,
  • İleri bakım-dostu mühendislik

özelliklerini barındırır. Bu sayede SMR/MMR’ler sadece enerji üretimi için değil; endüstriyel ısı kullanımı, hidrojen üretimi, tuzdan arındırma, askeri ve mobil enerji ihtiyaçları gibi kritik alanlarda da kullanılabilir hale gelir.

Bilimsel Çalışmalar ve Hesaplamalı Mühendislik

Proje kapsamında yürütülen bilimsel çalışmalar:

  • Nötronik analizler: Monte Carlo simülasyonları (MCNP, Serpent)
  • Termohidrolik analizler: CFD tabanlı reaktör iç akış optimizasyonu
  • Yapısal analizler: Sonlu eleman modellemeleri (FEM)
  • Radyolojik güvenlik: Kaynak terimi analizi ve doz modellemeleri
  • Yakıt davranışı: Yüksek sıcaklık altında yakıt şişmesi, termal iletkenlik, radyasyon hasarı
  • Malzeme bilimi: Korozyon dayanımı, radyasyon sertleşmesi ve creep testleri

Bu çalışmalar, reaktörün her bileşeninin bilimsel olarak doğrulanmasını ve uluslararası standartlara uygun şekilde tasarlanmasını sağlar.

Hedeflenen Ürün ve Teknoloji Kapasiteleri

  • 50 MW – 300 MW arası elektrik üretimi (SMR)
  • 1 MW – 20 MW arası kompakt güç üretimi (MMR)
  • Pasif güvenlik sistemleri ile 72 saat operatör müdahalesi olmadan güvenli koruma
  • 40+ yıl reaktör ömrü
  • 12–18 ay arası minimum bakım periyodu
  • Yakıt değişim aralığının 5–10 yıla kadar uzatılması
  • Fabrikada üretilmiş %80 modüler bileşen oranı
  • Küçük arazi gereksinimi (< 0.5 km²)

Türkiye’nin Nükleer Geleceğine Katkı

Faratom’un SMR/MMR geliştirme projesi;

  • Türkiye’nin nükleer teknolojilerde dışa bağımlılığını azaltmayı,
  • Yerli tasarım reaktörlerle ulusal enerji güvenliğini güçlendirmeyi,
  • Nükleer mühendislikte yerli insan kaynağı yetiştirmeyi,
  • Türkiye’yi küresel SMR/MMR pazarında söz sahibi bir ülke haline getirmeyi

hedeflemektedir. Bu proje yalnızca bir reaktör geliştirme çalışması değil; Türkiye’nin bilimsel ve teknolojik bağımsızlığı için stratejik bir adımdır.