GLOBAL SAVUNMANIN BENZERSİZ KALESİ: NADİR TOPRAK ELEMENTLER

Birçok ülkenin en çok yatırım yaptığı stratejik alanların başında savunma sanayii gelmektedir. Savunma sanayiinde özellikle gece görüş gözlükleri ve lazer telemetreler gibi ekipmanların yapımında, haberleşme ve görüntüleme sistemlerinde, jet avcı motorlarında, uçaklara elektrik üreten jeneratörlerde, hassas yönlendirme mühimmatlarında, füze güdüm sistemlerinde, sualtı mayın tespit sistemlerinde, antimissil savunma sistemlerinde, uydu ve iletişim sistemlerinde, savunma sistemi kontrol panellerinde ve radar sistemleri gibi ülkelerin savunmasına yönelik alanlarda kullanılan ekipmanların üretiminde nadir toprak elementleri kullanımı yaygındır.  

Örneğin; jet motorlarında, uçaktaki elektrik sisteminde güç üretimi için ve  deniz kuvvetlerinde kullanılan Zumwalt sınıfı DDG 1000 güdümlü destroyerinde samaryum-kobalt ve neodimyum ferrobor yeni nesil güçlü sabit mıknatıslar kullanılmaktadır. Gözetleme ve sevk sistemleri olarak Patriot hava savunma füzelerinde kullanılan radar ve sonar sistemlerinde elektronik sinyal akısını manyetik olarak kontrol etmek için gadolinyum, samaryum, itriyum kullanılmaktayken disprosyum, erbiyum, europyum, neodimyum, praseodimyum, terbiyum silâhlı kuvvetler, denizciler ve pilotlar tarafından kullanılan haberleşme ve görüntüleme sistemlerinde analog ve dijital verileri görmek için kullanılmaktadır. Diğer yandan 40 km’ye kadar düşman hedeflerini teşhis etmek üzere geliştirilen tank ve zırhlı araçlara monte edilmiş lazerlerde europyum, neodimyum, terbiyum elementleri kullanılırken, disprosyum, neodimyum, praseodimyum, samaryum  deniz araçlarına yönelik füzeler ile yerden havaya ve bunker delici güdümlü füzelerde, ısıya duyarlı AIM-9 Sidewinder füzesinde uçuş yörüngesini kontrol etmek için geliştirilen mıknatıslarda kullanılmaktadır.

Nadir toprak elementlerinin savunma sanayinde kullanılması daha verimli, çevik ve akıllı askeri ve savaş sistemlerinin geliştirilmesine olanak tanır. Nadir toprak içeren alaşımlar, süper alaşımlar ve yüksek performanslı metaller ayrıca zırhlı araçlarda ve mermilerde sistemi sert ve dayanıklı hale getirmek için kullanılır. Bu nadir toprak metalleri ve alaşımları, bağımsız bir silah sisteminde veya fırkateyn veya savaş uçağı gibi daha karmaşık bir silah sisteminin parçasını oluşturan alt sistemlerin bir parçası olarak da bulunabilir. Kısacası, nadir toprak elementleri olmadan, yüksek performanslı silah sistemlerimizin çoğunun üretilemeyeceğini söylemek mümkündür.  Bu nedenle nadir toprak tedarik zincirindeki olası aksamaların, teknolojik olarak gelişmiş bir ordusu olan herhangi bir ülkenin savunma yetenekleri üzerinde ciddi bir etkisi olacaktır. İşte dünya ticari savaşlarının en temel sebebi de ülkelerin birbirlerinin savunma sanayi teknolojilerini nadir toprak bağımlılığıyla vurmalarından kaynaklanmaktadır. Nitekim ileri teknoloji için, savunma sanayii için vazgeçilmez olan NTE’lerin ne kadar kritik olduğu son zamanlarda vukuu bulan Amerika Birleşik Devletleri (ABD) ve Çin Halk Cumhuriyeti (ÇHC) ticaret savaşları ile de gündeme gelmiş, Çin nadir toprak elementleri satışını kısıtlayabileceği yönünde açıklamalarda bulunmuştur. Bunun sonucu olarak da 2001 yılında 10 $/kg civarında olan neodmiyum oksit fiyatları 2011 yılında Çin’in Japonya ile yaşadığı balıkçı teknesi krizi sonrasında ihracata kota koyması sebebiyle 240 $/kg seviyelerine çıkmıştır. Çin’in ülkeleri NTE ihracatına kota koymakla tehdit edebilmesinin temel sebebi Dünya rezervlerinin %35’inin üretimin ise nerdeyse % 95’inin Çin’in tekelinde olmasından kaynaklanmaktadır. Yani Çin, nadir toprak metallerinin dünya arzını kontrol etmenin yanı sıra, küresel işleme kapasitesinin de çoğunu kontrol etmektedir. NTE tüketiminde de yine Çin başı çekmekte onu Japonya, ABD, Almanya ve Fransa takip etmektedir. Fransa ve Japonya hiçbir NTE rezervine ve hammaddesine sahip olmamakla birlikte işlenmiş NTE ürünlerinin önde gelen üreticilerindendir.

Dünyada nadir toprak elementleri için ham cevherden ileri teknolojik malzeme üretimine kadar olan tedarik zinciri en genel haliyle 5 basamakta özetlenebilir; madencilik, cevher zenginleştirme, saflaştırma, metal üretimi ve metallerin ileri malzeme üretiminde kullanılması. Bu tedarik zincirini ilk basamaktan son basamağa kadar kesintisiz olarak uygulayan tek ülke Çin’dir. Küçük ölçekte veya ticari ölçekte üretim yapan diğer ülkelerin hepsi bu tedarik zinciri basamaklarının ya başından ya ortasından ya da sonundan mutlaka yine Çin’e bağlı durumdadır. NTE’lerin üretilmesi ve uç ürün elde edilmesi konusunda dünyada uzak ara önde olan Çin, bu alandaki çalışmalarına 1960 yılında “Baotou Research Institue of Rare Earths” adlı bir araştırma enstitüsünü kurarak başlamış, o yıllardan beri uyguladığı politikalarla nadir toprak elementleri ile ilgili tüm teknolojilerin geliştirilmesi ile ilgili yoğun çalışmalar yapmış ve sonunda dünya lideri olmayı başarmıştır.

ABD ve Japonya başta olmak üzere, ülkeler, Çin’in ihracata kota koyma tehditlerine karşı Çin dışında sürdürülebilir, ekonomik ve çevreci NTE tedarik zinciri sağlama yönünde çeşitli tedbirler almaya başlamışlardır. Örneğin Japonya Çin dışında tek ticari üretici olan Avustralya menşeli Lynas şirketinin Malezya’da kurmuş olduğu NTE işleme tesisinin yatırım maliyetinin büyük kısmını karşılayarak kendine Çin dışında bir tedarikçi bulmuştur. Söz konusu şirket, Batı Avustralya'da bulunan dünyanın en yüksek dereceli nadir toprak elementlerine sahip Mt Weld sahasından elde ettiği monazit minerali ağırlıklı NTE rezervini 2011 yılında işletmeye alınmış ve maden sahasına 1,5 km mesafede bulunan konsantrasyon tesisinde işlemekte ve buradan elde ettiği ürünü Malezya’nın Kuantan Limanı yakınındaki Gebeng Endüstri Bölgesi'nde bulunan NTE ayıran ve işleyen entegre üretim tesisinde saflaştırarak oksit formunda satışa hazır hale getirmektedir. Lynas şirketi, Malezya'da işlenen nadir toprak elementleri ile ilgili ürünlerin yaklaşık % 60'ını Japonya’ya, kalanını da Avrupa ve Kuzey Amerika'ya satmaktadır. Şirket ayrıca mıknatıslarda kullanılan yüksek kaliteli nadir toprak elementlerinin sürdürülebilir bir tedarikçisidir. Çin dışındaki tek büyük işleme tesisi olan ve özellikle Çin'in yüksek teknoloji ürünü cihazların üretiminde gerekli olan nadir toprak elementlerinin ihracatını kesmekle tehdit ettiği bir zamanda, Tokyo ve Washington gibi alıcılar için kritik öneme sahip olan Lynas Şirketi Malezya'da yıllardır devam eden halk protestoları, başlıca radyasyon zehirlenmesi endişeleri ve daha yakın zamanda yerel su kaynağının kirlenmesi ile karşı karşıya kalmıştır. Bu sorun, şirket ve Malezya Hükümeti arasında lisans ile ilgili sorun çıkardıysa da 2021 yılında şirketin üretim lisansı tekrar yenilenmiştir. Lynas önümüzdeki yıllarda Avustralya’da bulunan Mt Weld sahasındaki madencilik çalışmalarını artırarak Malezya’daki saflaştırma tesislerinin kapasitesini artırmayı planlamaktadır. 

Benzer şekilde Amerika da NTE’ler konusunda Çin’e olan bağımlılığını azaltmak için yeni stratejiler belirlemiş ve 2018 yılında hazırladığı strateji belgesiyle bakanlıklarına yeni görevler tevdi etmiştir. Bunun yanı sıra eskiden işletmede olan ancak ekonomik sebeplerle kapattığı sahalarını tekrar işletmeye alma yolunda ilerlemektedir. Ayrıca ABD, Avustralya menşeli Lynas şirketi ile ABD’nin Teksas eyaletinde ağır nadir toprak elementlerinin (HREE) eldesiyle ilgili bir tesis kurma çalışmalarını sürdürmektedir. 2022 USGS raporuna göre, ABD hali hazırda NTE bileşikleri ve metalleri ithalatının %5’ini bu şirketten karşılamaktadır.

Diğer yandan Avrupa ülkeleri de aralarındaki işbirliğini artırıp olası nadir toprak elementleri ile ilgili kaynakların tarafsızca değerlendirilmesiyle şeffaf, sürdürülebilir ve risk içermeyen NTE tedarik zincirinin oluşturulması amacıyla, Haziran 2019'da Belçika'da Çin dışındaki ilk NTE ticaret örgütü olan Nadir Toprak Elementleri Sanayi Birliği’ni (REIA) kurmuşlar sonrasında görev kapsamını uluslararası bir kuruluş olarak değiştirip adını Küresel Nadir Toprak Elementleri Sanayi Birliği (GloREIA) olarak değiştirmişlerdir. Daha sonra AB Kritik Hammaddeler Eylem Planı ve 2020 Kritik Hammaddeler Listesi kapsamında Avrupa Birliği Komisyonu yayınlanan bildirge ile de 2020 yılında Avrupa Ham Maddeler Birliğini (European Raw Materials Alliance-ERMA)  kurmuştur.

Küresel güç mücadelesinde rol alan bu ülkeler aldıkları önlemler ölçüsünde kendi savunmalarını sürekli hale getirebileceklerdir. Ancak, bu güç mücadelesinde söz sahibi olabilmek için uzun süreler, ciddi yatırımlar ve istikrarlı politikalar gerektiği ortadadır. Ciddi yatırımların yapılabilmesi hedefinde de öncelik nitelikli akademik çalışmaların sayısının ve kamuoyu farkındalık düzeyinin artırılması büyük önem teşkil etmektedir.  Dünyanın yeni mücadelelere ve soğuk savaşa girdiği bu dönemlerde ülkemiz de bu konuda önlem almaya ihtiyaç duymuş ve nadir toprak elementlerinin ülkemizde bulunan tüm kaynaklardan (ham cevherden veya atıklardan) üretim teknolojilerinin geliştirilmesi, NTE’lerin ileri teknolojik malzeme üretiminde kullanılması amacıyla ulusal/uluslararası proje çalışmaları yürütmek, bu çalışmaları koordine etmek, kurumlar arası işbirliklerini artırmak üzere Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) bünyesinde faaliyetlerini sürdüren Nadir Toprak Elementleri Araştırma Enstitüsü’nü kurmuştur. Enstitümüz kamu, özel sektör ve üniversiteler işbirliğinde Ar-Ge çalışmalarını sürdürmektedir.

Dünyanın en büyük savunma sanayisine sahip olan ABD’nin toplam NTE tüketiminin yaklaşık %5’i savunma sanayisi tarafından tüketilmektedir. ABD, Britanya ve İsrail başta olmak üzere ordu planlamalarında dijitalleşmeye yönelen ülkeler için NTE bazlı malzemelerin talebi günden güne artmaktadır. Küresel NdFeB mıknatıs tüketimi 2020’de pandemi sürecinde girdiği durgunluk sürecinin ardından 2021’de 18.1% oranında artmıştır. 2035’ e kadar bu büyümenin en az 8.6 % olmakla birlikte çift haneli sayılarla artmaya devam etmesi öngörülmektedir. Enstitümüzde yürütülen çalışmalar da özellikle savunma sanayiinde kullanılan optoelektronik malzeme ve kalıcı mıknatıs üretimi konusunda kısa vadede ülkemiz için çözüm bulunmasına katkı sağlayacaktır. Ülkemizde NTE içeren kalıcı mıknatıs ve malzeme üretimi ile ilgili Ar-Ge çalışmaları laboratuvar ölçeğinde yapılıyor olsa da hammadde ihtiyacı Çin’den sağlanmaktadır. Bu nedenle yerli kalıcı mıknatıs ve malzeme üretim sistemlerinin Ar-Ge çalışmaları ve hammadde olarak kullanılacak NTE’lerin de yerli kaynaklardan üretimi stratejik olarak ele alınması gereken bir konu olarak ortaya çıkmaktadır. Enstitümüzde yürütülen bu çalışmalar sonucunda bilgi birikiminin sağlanması, kalifiye insan gücünün yetiştirilmesi, zaman ve hammadde etkenlerinin değerlendirilip bu faktörlere göre yeni süreç tasarımlarının yapılması, laboratuvar denemeleri ve optimize edilen sistemlerin devreye alınması,  ülkemizin bu alanda olan ihtiyacını karşılayarak dışa bağımlılığın ortadan kaldırılması ve nadir toprak elementleri konusunda gerekli olan Ar-Ge çalışmalarının sürekliliğinin sağlanması hedeflenmektedir.