Sihirli elementler, sıradan enstitüler - Dr. Nejat TAMZOK

Sihirli elementler, sıradan enstitüler - Dr. Nejat TAMZOK

DR. NEJAT TAMZOK 

Nadir toprak elementlerini daha önce hiç duydunuz mu bilmiyorum. Duyan varsa da ne olduğunu bilen öyle çok fazla değildir diye tahmin ediyorum.

Ama bundan sonra muhtemelen daha fazla duyacağız.

Çünkü cumhurbaşkanlığı hükümet sistemine geçişimizden sonra ilk kurulan kamu kurumlarından biri oldu, Nadir Toprak Elementleri Araştırma Enstitüsü. 

SİHİRLİ ELEMENTLER 

Aslında, nadir toprak elementleri, bildiğimiz bakır, krom ya da nikel gibi metaller sınıfından elementler.

Ama bunlar diğerlerinden biraz farklı: Bunlar, sihirli elementler!

Bu elementler, sahip oldukları benzersiz bazı özellikleri nedeniyle yapımında kullanıldıkları malzemelere önemli avantajlar sağlamaktalar. 

Nadir toprak elementi ilâve edildiğinde -sanki sihirli bir el değmiş gibi- malzeme daha hafif, daha hızlı ya da daha dayanıklı olabilmekte; enerji tüketimi düşmekte ya da zararlı salımları azalmakta; parlaklığı ya da rengi değişmekte veya sıradışı termal özellikler kazanmakta.

GENİŞ KULLANIM ALANI 

Böyle olduğu için de günümüzün pek çok teknolojik yeniliğinin arka planında nadir toprak elementleri bulunmakta: Bilgisayarlar, akıllı telefonlar, renkli/düz ekranlar, ses sistemleri, piller, kameralar, fiber optik iletişim sistemleri, gece görüş gözlükleri… Rüzgâr türbinleri, güneş panelleri, enerji tasarruflu lambalar, elektrikli araçlar, elektrik depolama sistemleri... Tıbbi görüntüleme cihazları, cerrahi malzemeler, kanser gibi bazı hastalıkların teşhis ve tedavisinde kullanılan bazı araçlar… Radar sistemleri, sonar sistemleri, robotlar, lazerler, füze sistemleri, insansız hava araçları, nükleer reaktörler...

Elektronikten iletişime, enerjiden ulaşıma, sağlıktan savunmaya kadar pek çok alanda kullanılan ileri teknolojinin içerisinde hep bu elementler var. 

PERİYODİK CETVELDEKİLERİN 17’Sİ

İsimleri çok da lazım değil ama kayda girmiş olmak için sıralayalım: Periyodik cetvelde bulunan toplam 118 elementten 17’si nadir toprak elementi olarak tanımlanıyor. Bunlardan 15’i periyodik cetvelin Lantanid serisinde yer almakta: Lantanyum (La), Seryum (Ce), Praseodimyum (Pr), Neodimyum (Nd), Prometyum (Pm), Samaryum (Sm), Evropyum (Eu), Gadolinyum (Gd), Terbiyum (Tb), Disprosyum (Dy), Holmiyum (Ho), Erbiyum (Er), Tulyum (Tm), İterbiyum (Yb) ve Lutetyum (Lu). Ayrıca, çok benzer kimyasal özellikleri paylaşan iki element daha var: Skandiyum (Sc) ve İtriyum (Y).

Elementlerin y-kuşağı diyeceğim ama bunlar öyle yeni bulunmuş elementler de değil. Hatta hikâyelerinin başlangıcı 16. yüzyılın ortalarına kadar gitmekte. 

YÜZDE 70’İ ÜÇ ÜLKEDE 

Bunları keşfedenlerin neredeyse tamamı Avrupalı, büyük çoğunluğu da İsveçli bilim insanları. Öyle ki nadir toprak elementlerinin dört tanesinin ismi İsveç’teki küçük bir köyden alınmış, ikisine İskandinavya’nın eski isimlerinden konulmuş. 

Avrupalılar buldu dedik ama nadir toprak elementleri bu kıtada çok fazla yok. Bilinen rezervlerin neredeyse yüzde yetmişi Çin, Rusya ve ABD’de bulunmakta. 

ÜRETİMİ VE KULLANIMI ZOR 

Nadir toprak elementlerinin üretimi aslında öyle kolay bir iş değil. Bu elementleri yerkabuğundan çekip almak, sonra metallere ya da alaşımlara dönüştürmek son derece maliyetli, çevreye zararlı, özellikle de çalışanların sağlığı bakımından tehlikeli. Bu nedenle, bazı ülkeler, rezervlerin varlığına rağmen bu elementlerden üretmeyi tercih etmemekte. Böyle olunca da küresel üretimin yüzde sekseninden fazlası –ucuz ve ihmal edilebilir işçilik avantajı nedeniyle- tek başına Çin tarafından yapılmakta. 

ÇİN HAKİMİYETİ SÖZ KONUSU

Dolayısıyla, küresel nadir toprak elementi piyasalarında Çin’in kesin bir egemenliği bulunmakta. Öyle ki Çin’in önceki lideri Deng Xiaoping 1992 yılında “Ortadoğu'nun petrolü varsa bizim de nadir toprak elementlerimiz var” cümlesini kurabilmiştir. Bütün üretim, dağıtım ve satış ağı bu ülke tarafından tekelleştirilmiş durumda. Fiyatlar neredeyse tamamen Çin tarafından belirlenmekte.

PEKİN’İN TİCARİ SİLAHI

Bugünlerde ABD ile Çin arasındaki ticaret savaşı nedeniyle de gündemde olan bu elementler, Çin'in bu savaşta her an masaya sürebileceği en önemli kozları arasında. Aslında, Çin, ihracat üzerindeki kotaları arttırmak suretiyle bu kozunu geçmişte kullandı ve 2010 yılında küresel ekonomi üzerinde ciddi bir panik havasına neden oldu. Fiyatlar bir yılda neredeyse dört kat yükseldi, bazı nadir toprak metalleri için fiyat iki yıldan kısa bir sürede yaklaşık yüzde 700 oranında arttı. Daha sonra kotalar normale döndüğünde fiyatlar da tekrar 2009 yılı seviyelerine kadar düştü.

ULUSAL GÜVENLİK MESELESİ 

Fiyatlar normale döndü ama 2010 yılındaki gelişmeler sonrasında başta ABD olmak üzere yukarıda sıraladığım teknolojileri üretip satan ülkelerde nadir toprak elementlerinin tedariki bir ulusal güvenlik meselesi haline geldi. Soruna çare aramak üzere, bu ülkelerin bir kısmında enstitü benzeri yapılar oluşturuldu. 

Söz konusu yapılar içerisinde en bilineni ABD tarafından 2013 yılında kurulan Kritik Maddeler Enstitüsü (The Critical Materials Institute) olmuştur. ABD Enerji Bakanlığı tarafından kurulan bu enstitüde; nadir toprak elementlerinin kullanım verimliliklerinin geliştirilmesi ve bunları ikâme edecek maddelerin araştırılmasının yanısıra geri dönüşüm teknolojileri ile üretim sürecindeki zararlı atıkların azaltılması üzerine de çalışılmakta.

EN İYİ ÜNİVERSİTELERİN İLGİ ALANINDA

Bir kamu - özel sektör ortaklığı şeklinde kurulan bu enstitünün üyeleri arasında ABD’nin en iyi üniversitelerinden altısı, nadir toprak elementleri üzerine uzmanlaşmış ulusal laboratuvarlar ve çok sayıda kamu ya da özel sanayi kuruluşu bulunmakta. Bunların içerisinde, bu alanda dünya lideri konumunda olan Ames Laboratuvarı ile maden işletme ve metalürji alanında dünyanın sayılı üniversitelerinden olan Colorado School of Mines öne çıkmakta.

ELEMENTLER ENSTİTÜSÜ 

Başta yazdığım gibi; geçtiğimiz günlerde bizde de nadir toprak elementleri üzerine çalışacak bir araştırma enstitüsü kuruldu.

Ancak, kuruluş yasasına baktığımızda, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı ile ilişkili olarak kurulan bu enstitünün görev alanının sadece nadir toprak elementleriyle sınırlı tutulmadığı görülmekte. Söz konusu yasada, enstitünün kapsamı “nadir toprak elementleri ve bunların dışındaki diğer tüm elementler” şeklinde ifade edilince, bu enstitü aslında bir “Elementler Enstitüsü” olmuş. Dolayısıyla, yapılmak istenen düzenlemenin başlangıçta amacından saptığı söylenebilir. Çünkü niyet edilenin 118 elementin tamamı üzerine çalışacak bir enstitü kurmak olduğunu zannetmiyorum.

Enstitü kapsamının; on yedi nadir toprak elementi ile lityum, kobalt, galyum, indium, manganez, telluryum, vanadyum ve grafit gibi özellikle temiz enerji alanı için stratejik önemde olan elementlerden oluşması çok daha uygun olurdu.

ENSTİTÜ ARAMA VE ÜRETİMLE DE İLGİLENMELİ 

Ayrıca, enstitünün araştırma alanı, yukarıda saydığımız elementlerin yer kabuğundan çıkarılmasından mamul ürün haline gelene kadar olan tüm bir zinciri hedeflemeliydi. Ülkemiz jeolojik yapısının bu elementlerin oluşumu için uygun olduğu, ancak yeterli ölçüde aramanın yapılmadığı dikkate alındığında, bu elementlerin aranması ve üretimine ilişkin teknolojilerin araştırılması son derece önemlidir. Bununla beraber, enstitünün görev alanı “elementlere ilişkin ürünlerin geniş bir şekilde kullanımı, ürün ve teknolojilerin geliştirilmesi ve üretilmesi…” şeklinde sınırlandırılınca arama ve üretim teknolojilerinin araştırılması da kapsam dışında bırakılmış oldu. 

MEMURUN DEĞİL BİLİM İNSANININ İŞİ 

Araştırma ve geliştirme faaliyetleri, kamu kurumlarında devlet memurları tarafından yapılabilecek işlerden değildir. Üniversitelerde ya da sanayi kuruluşlarının Ar-Ge birimlerinde kendilerini bilime adamış bilim insanları tarafından yapılabilecektir. Dolayısıyla, oluşturulan enstitü benzeri yapıların üniversiteler ya da sanayi kuruluşlarıyla bağlantılarının en başından somut bir şekilde tanımlanmış olması önemlidir. 

Teknoloji ve inovasyona yönelik araştırma geliştirme faaliyetleri, Türkiye’nin en çok ihtiyaç duyduğu ve en fazla yoğunlaşması gereken alandır. Bu amaçla oluşturulacak kurumsal yapıların en başından doğru tasarlanması, amaç ve amaca yönelik hedeflerin doğru belirlenmesi bu kurumların nihai başarı düzeylerini doğrudan etkileyecektir.

Dr. Nejat TAMZOK - Ankara/Ağustos 2018

e-Posta: nejattamzok ( at ) yahoo.com