Prehistoryczny reaktor jądrowy

1 700 000 000 lat temu w subtropikalnym rejonie współczesnego Gabonu zaszła spowodowana przez w pełni naturalne oddziaływania przyrodnicze łańcuchowa reakcja jądrowa...

 

      1 700 000 000 lat temu w subtropikalnym rejonie współczesnego Gabonu zaszła spowodowana przez w pełni naturalne oddziaływania przyrodnicze łańcuchowa reakcja jądrowa. W roku 1972 francuscy naukowcy odnaleźli dowody, świadczące, że w obecnej kopalni uranu w Oklo w Gabonie (Afryka Równikowa) siły przyrody zbudowały chłodzony wodą reaktor nuklearny, działający przez ponad milion lat z przerwami. Raport o tym wydarzeniu przedstawił dr F. Perrin, poprzednio przewodniczący Com-missariat a 1'Energie Atomique (CEA, Komisja Energii Atomowej) we Francji (patrz "New Scientist", 9 listopada 1972).

reaktor

         Nuklearna reakcja łańcuchowa zachodzi, kiedy neutrony, uwolnione w procesie rozpadu jądra uranu, bombardują inne jądra uranu, powodując ich rozpad i powstawanie następnych neutronów. W prehistorii samorzutne reakcje jądrowe zachodziły w strefach 1-6 w tej kopalni uranu w Oklo w Gabonie, część strefy 2 zostanie zachowana. Jeśli za mało jest tak zwanego moderatora, czyli substancji pochłaniającej nadmiar neutronów, zachodzi wybuch jądrowy (na tej zasadzie działa bomba atomowa). Jeśli moderatora jest za dużo, proces szybko wygasa. Podstawowym dowodem, przedstawionym przez ekipę francuskich naukowców dla potwierdzenia hipotezy naturalnego reaktora, jest zadziwiający niedobór pewnego izotopu uranu W normalnych warunkach uran zawiera 0,72 procenta izotopu o masie atomowej 235. Złoże Oklo zawiera go znacznie mniej. Na podstawie tego odkrycia naukowcy stwierdzili - Jedynym prawdopodobnym wytłumaczeniem tego dziwnego faktu wydaje się być spontaniczna reakcja jądrowa, która zaszła setki milionów lat temu". Inne wskazówki, odnalezione w tym rejonie, potwierdziły tę konkluzję. W niektórych miejscach złoża Oklo odnaleziono większą niż normalnie zawartość izotopu 235U. Na początku wprawiło to naukowców w zakłopotanie, ale później stwierdzili, że prawdopodobnie tak jak w naszych sztucznych reaktorach w wyniku reakcji łańcuchowej wytworzył się między innymi radioaktywny izotop plutonu, który szybko uległ z powrotem rozpadowi do uranu. Ten "nowy" uran był młodszy, a więc bogatszy w 235U, niż uran początkowy. Po dokładnym przebadaniu w laboratorium w próbce rudy z Oklo znaleziono śladowe ilości czterech rzadkich pierwiastków - neodymu, samaru, europu i ceru - w proporcjach spotykanych dotychczas w odpadach ze sztucznych reaktorów przemysłowych.


      Teoretycznie dla zaistnienia spontanicznej łańcuchowej reakcji jądrowej musi być spełnionych wiele warunków. Stężenie uranu w rudzie musi być bardzo wysokie. Muszą być obecne moderator i chłodziwo. Jednocześnie w glebie nie może być zbyt dużo substancji pochłaniających neutrony, bo to stłumiłoby reakcję nuklearną w zarodku. Geologiczne badania rejonu Oklo wykazały, że prawdopodobnie w erze prekambryjskiej zaistniały tam takie warunki. Jak twierdzi oficjalny raport, „natura powoli i z mozołem skonstruowała własny, heterogeniczny reaktor nuklearny na wzbogacony uran”. Wszystko wskazuje na to, że od momentu zapoczątkowania reakcja jądrowa zachodziła bez przerwy, aż woda przenikająca przez warstwy piaskowca i rudy zaczęła wrzeć i zamieniać się w parę. Wówczas reakcja wygasała w wyniku chłodzenia, lecz zaraz rozpoczynała się znowu w następnym rejonie złoża. Jak jakiś wielki kocioł czarownicy, cały region Oklo kipiał i wyrzucał parę przez prawie milion lat.


       Wielkość reaktora określa się na dziesięć metrów średnicy. Jak twierdzi L Lancelot i inni badacze ("Earth and Planetary Science Letters", tom 25, marzec 1975), najwiarygodniejsze oceny wieku reaktora mówią o 1,78 miliarda lat. Datowanie oparto na określeniu stosunków ilości uran/ołów i rubid/stront w rudzie, pochodzącej ze złoża. Liczba ta zgadza się z oceną wieku na podstawie całkowitej zawartości uranu w rudzie i stosunku izotopów 238-235U/U. Ostateczne udowodnienie realności zaistnienia w Oklo reakcji jądrowej wywołało pytania, czy jest to zjawisko wyjątkowe, czy też występuje powszechnie na całej Ziemi. Odpowiedź na nie może mieć duże znaczenie ekonomiczne, ponieważ zjawiska tego typu miałyby ogromny wpływ na ilość i jakość światowych zasobów uranu. Lancelot i inni wierzą, że splot warunków, sprzyjających dla zapłonu łańcuchowej reakcji jądrowej i działania naturalnego reaktora, mógł zaistnieć także gdzie indziej na naszej planecie. Jednak utrzymują oni, że takie reakcje mogły mieć miejsce tylko w minionych epokach geologicznych, ponieważ ze względu na ciągły rozpad materiału radioaktywnego "prawdopodobieństwo ponownego wystąpienia tak fantastycznej kombinacji sprzyjających okoliczności na Ziemi maleje z roku na rok i obecnie jest już to właściwie zupełnie niemożliwe".

 

Autor: The Worid Almanac