Küçük Modüler Reaktörler (Small Modular Reactors - SMR), geleneksel nükleer güç santrallerine kıyasla daha küçük ölçekli, modüler yapıda tasarlanmış gelişmiş nükleer reaktörlerdir. Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (UAEA) tarafından birim başına 300 megavat (MW) veya daha az net elektrik çıkışına sahip, tek modülü fabrika ortamında üretilebilen reaktörler olarak tanımlanırlar. Bu reaktörler, nükleer fisyonu kullanarak ısı üretir ve bu ısı ile düşük karbonlu elektrik enerjisi elde ederler. SMR teknolojisi, esnek konumlandırma, kademeli kapasite artışı ve gelişmiş güvenlik özellikleriyle nükleer enerjinin geleceğinde önemli bir rol oynaması beklenen bir teknoloji olarak öne çıkmaktadır.

Tasarım ve Teknolojik Özellikler

SMR'lerin temel ayırt edici özellikleri, tasarımlarının doğasında bulunan "küçük" ve "modüler" olma nitelikleridir. Fiziksel olarak geleneksel bir nükleer güç reaktörünün kapladığı alanın çok daha küçüğünü kaplarlar. Bu küçük ayak izi, SMR'lerin daha büyük nükleer santraller için uygun olmayan yerlere, örneğin sanayi bölgelerine veya şebeke kapasitesi sınırlı uzak bölgelere kurulabilmesine olanak tanır.

Modülerlik, SMR teknolojisinin en yenilikçi yönlerinden biridir. Geleneksel reaktörlerin aksine, SMR'lerin sistem ve bileşenleri sahada inşa edilmek yerine fabrika ortamında standartlaştırılmış modüller halinde üretilir. Bu modüller daha sonra tren, gemi veya ağır yük kamyonları ile kurulum sahasına taşınarak birleştirilir. Bu "tak-çıkar" veya "lego" benzeri montaj yöntemi, inşaat sürelerini önemli ölçüde kısaltır, proje maliyetlerini düşürür ve kalite kontrolünü artırır. Ayrıca, enerji talebindeki artışa paralel olarak yeni modüllerin eklenmesine olanak tanıyan kademeli bir kapasite artışı sağlar. Bu sayede, ilk modül devreye girip yatırım getirisi sağlamaya başlarken diğer modüllerin inşası devam edebilir.

^{Küçük Modüler Reaktör Temsili Resim (Yapay Zeka ile Oluşturulmuştur)}

Dünya genelinde geliştirilmekte olan 70'ten fazla SMR tasarımı bulunmaktadır. Bu tasarımlar arasında, mevcut nükleer santrallerde kullanılan geleneksel basınçlı su reaktörleri, yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörler ve henüz konsept aşamasında olan ergimiş tuz veya hızlı nötron reaktörleri gibi farklı teknolojiler yer almaktadır. SMR'lerin bir alt kümesi olan mikroreaktörler ise genellikle 10 MW'a kadar elektrik gücü üretecek şekilde tasarlanmıştır ve özellikle şebekeden uzak, erişimi zor bölgeler veya acil durum güç kaynağı olarak kullanımı hedeflenmektedir.

Güvenlik ve Yakıt Döngüsü

SMR tasarımlarının en önemli avantajlarından biri, artırılmış güvenlik özellikleridir. Geleneksel reaktörlere kıyasla daha basit olan bu tasarımlar, güvenliği sağlamak için büyük ölçüde "pasif güvenlik sistemlerine" dayanır. Bu sistemler, bir kaza durumunda reaktörü güvenli bir şekilde kapatmak için insan müdahalesine veya harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymaz. Bunun yerine yer çekimi, doğal sirkülasyon, konveksiyon gibi fiziksel olguları kullanır. Bu özellikler, Fukuşima gibi kazalara yol açan durumların yaşanma olasılığını önemli ölçüde azaltmayı hedefler. Bazı SMR tasarımları, soğutma için su yerine erimiş tuz veya metal gibi farklı materyaller kullanarak güvenlik seviyelerini daha da artırmaktadır.

Yakıt döngüsü açısından SMR'ler, geleneksel santrallere göre daha az sıklıkta yakıt ikmali gerektirir. Konvansiyonel reaktörler genellikle 1 ila 2 yılda bir yakıt değişimine ihtiyaç duyarken, birçok SMR tasarımı 3 ila 7 yıl arasında yakıt ikmali gerektirir. Hatta bazı tasarımların 30 yıla kadar yakıt değiştirmeden çalışması öngörülmektedir. Bununla birlikte, tüm nükleer reaktörler gibi SMR'ler de radyoaktif atık üretir. Bazı çalışmalar, SMR'lerin ürettikleri birim enerji başına geleneksel reaktörlere göre 30 kata kadar daha uzun ömürlü ve 35 kata kadar daha fazla düşük-orta seviyeli radyoaktif atık üretebileceğini ve bu atıkların yönetiminin daha karmaşık olabileceğini öne sürmektedir. Bu nedenle, üretilen atıkların güvenli bir şekilde depolanması, SMR teknolojisinin de çözmesi gereken temel bir sorundur.

Ekonomik Değerlendirme ve Maliyetler

SMR'lerin ekonomik potansiyeli, en çok tartışılan yönlerinden biridir. Destekçileri, fabrika tabanlı seri üretim ve standartlaştırılmış tasarımlar sayesinde başlangıç yatırım maliyetlerinin büyük nükleer santrallere kıyasla daha düşük olacağını savunmaktadır. Örneğin, 300 MW'lık bir SMR tesisinin toplam proje maliyetinin 900 milyon ile 1,8 milyar dolar arasında olabileceği tahmin edilirken, büyük reaktörlerin maliyeti 5 milyar doları aşabilmektedir.^【1】  Modüler yapı, inşaat sürelerini kısaltarak ve ilk ünitenin erken devreye girmesini sağlayarak finansman baskısını azaltır.

Buna karşılık, eleştirel yaklaşımlar SMR'lerin ekonomik olarak rüzgâr ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla rekabet edemeyeceğini belirtmektedir. Seviyelendirilmiş enerji maliyeti (LCOE) analizleri, rüzgâr ve güneş enerjisinin maliyetlerinin SMR'ler için öngörülen maliyetlerin oldukça altında olduğunu göstermektedir. Örneğin, bir analize göre rüzgâr enerjisi maliyeti 24-75 dolar/MWh aralığındayken, ABD'deki bir SMR projesi için hedeflenen maliyet 58 dolar/MWh olarak belirtilmiştir.^【2】  Ayrıca, SMR'lerin daha düşük termal verimlilikleri nedeniyle işletme maliyetlerinin yüksek olabileceği ve beklenen kârı sağlayamayan birçok projenin tasarım aşamasında iptal edildiği de vurgulanmaktadır. Bu ekonomik zorluklar, SMR'lerin ticarileşmesi ve yaygınlaşmasının önündeki en büyük engellerden biri olarak görülmektedir.

Kullanım Alanları ve Avantajları

SMR'ler, geleneksel nükleer santrallerin ötesinde geniş bir kullanım alanı potansiyeli sunmaktadır. En temel kullanım alanı, şebeke esnekliği sağlamaktır. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının üretimdeki dalgalanmalarını dengelemek için güvenilir bir baz yük gücü sağlayabilirler. Küçük boyutları sayesinde, büyük santrallerin bağlanamayacağı sınırlı kapasiteli elektrik şebekelerine veya şebekeden tamamen bağımsız bölgelere enerji götürebilirler.

Bir diğer önemli kullanım alanı sanayidir. Metalürji, petrokimya ve gübre gibi endüstriler, prosesleri için 500°C'ye varan yüksek sıcaklıkta buhara ihtiyaç duyar. SMR'ler, bu ısıyı fosil yakıtlara bağımlılığı azaltarak ve sıfır karbon salımıyla sağlayabilir. Aynı ısı, elektrolizörleri besleyerek temiz hidrojen üretiminde de kullanılabilir. Ayrıca, Google, Amazon ve Microsoft gibi teknoloji devleri, artan enerji ihtiyaçlarını karşılamak için veri merkezlerini SMR'lerle beslemeyi bir çözüm olarak değerlendirmektedir.

Yüzer platformlar, SMR'lerin bir başka yenilikçi uygulama alanıdır. Rusya'nın Arktik bölgesinde faaliyete geçirdiği yüzer nükleer santral gibi, gemi veya mavnalar üzerine kurulan SMR'ler, kıyı bölgelerine veya adalara hızla konuşlandırılabilir. Bu, iletim kayıplarını ve dizel jeneratör maliyetlerini ortadan kaldırabilir.

Küresel Durum ve Türkiye'nin Stratejisi

SMR teknolojisi dünya genelinde gelişim aşamasındadır. 2025 itibarıyla ticari olarak çalışan SMR'ler arasında Rusya'nın yüzer KLT-40S reaktörleri ve Çin'in Hainan adasında şebekeye bağlanması hedeflenen Linglong One (ACP-100) reaktörü bulunmaktadır. Bunun yanı sıra ABD, Kanada, Birleşik Krallık, Finlandiya, Güney Kore ve Japonya gibi birçok ülke kendi SMR tasarımlarını geliştirmekte veya lisanslama süreçlerini yürütmektedir. Uluslararası Enerji Ajansı, 2050 yılına kadar dünya genelinde 120 GW'lık SMR kapasitesi kurulacağını öngörmektedir.

Türkiye, 2053 karbon sıfır vizyonu doğrultusunda enerji portföyünü çeşitlendirme stratejisinin bir parçası olarak SMR'lere ilgi göstermektedir. Ülkenin 2050 yılına kadar ulaşmayı hedeflediği 20 GW'lık toplam nükleer enerji kapasitesinin 5 GW'lık kısmının SMR'lerden sağlanması planlanmaktadır. Bu hedef, "2030 Sanayi ve Teknoloji Stratejisi" kapsamında yerli bir SMR tasarımının geliştirilmesi ve bir nükleer teknopark kurulması gibi adımlarla desteklenmektedir. Türkiye'nin SMR hamlesi, elektrik şebekesinin esnekliğini artırmak, sanayiye kesintisiz ısı sağlamak ve enerji arz güvenliğini güçlendirmek gibi çok yönlü faydalar sağlamayı amaçlamaktadır.