В 1942 году был создан первый ядерный реактор физиками из чикагского университета США под руководством Энрико Ферми, в России первый реактор запустили в 1946 году. В 1954 году в Обнинске заработала первая в мире электростанция.
После запуска первых реакторов, учёные задумались, а могла ли раньше в природе существовать подобная схема.
Прежде чем разобраться в этом вопросе, нужно понять, а как же происходит процесс внутри реактора?
Все знают ещё со школьной скамьи, что для работы реактора нужен уран.
В земной коре две разновидности: u-238 и u-235 - изотопы урана и отличаются количеством нейтронов в ядре.
У изотопа u-238 на три нейтрона больше, чем у u-235, и соответственно, он более устойчив.
В промышленности используются изотоп уран-235 и каждый раз его необходимо «обогащать» различными способами, чтобы повысить производительность до 3%.
После всех манипуляций с изотопом u- 235, помещают вместе с u-238 в активную зону, где происходит деление ядер. Затем из ядра урана вылетает нейтрон, который с высокой скоростью влетает в соседний атом урана, разбивая его на нейтроны и так далее.
Этот процесс высвобождает большое количество газа, который нагревает воду в резервуарах, а та, в свою очередь, закипает и запускает турбины, которые начинают вращаться и производить электроэнергию.
В таких ситуациях может произойти перегрев и взрыв. Эту проблему решает изотоп u-238 - он поглощает определённое количество ядер и замедляет процесс реакции.
Каким же образом участвует бор и графит?
А всё просто, они также позволяют контролировать скорость нейтронов. Если скорость реакции возрастает, то стержни из графита и бора, которые поглощают нейтроны, опускают в активную зону. И наоборот, если происходит замедление реакции стержни поднимают.
Вернёмся же к нашему вопросу. Существовал ли природный ядерный реактор?
Учитывая тот факт, что период полураспада у u-238 составляет 4,5 млрд. лет, а у изотопа u-235 всего 700 млн. лет, это значит, что он существовал миллиарды лет назад. Но на какой же территории мира он существовал?
И не поверите, природный ядерный реактор нашёл полицейский, а дело было так.
Во французском Пьерлате в 1972 году на фабрике обогащение урана проводилась проверка изотопа u-235, полученная из Окло, и выяснилось, что количество в руде, данного изотопа, значительно ниже, чем стандартный показатель. Сразу же была вызвана полиция, так как уменьшение показателей говорило о том, что кто-то украл руду для создания ядерного оружия.
Французский комиссариат атомной энергетики выяснил, что в шахтах в Окло в руде действительно показатели ниже нормы, зато наблюдается повышение изотопа неодима-143.
Полицейские вздохнули с облегчением, так как никакого преступления здесь не было. А вот ученые напряглись, так как такие процессы говорили о том, что когда-то давно здесь происходили ядерные процессы.
Французскому физику Фрэнсис Перен удалось изучить руду из Окло и ядерный процесс здесь протекал два млрд. лет назад.
Тогда этот процесс вырабатывал всего 100 кВт, но для природы этого было достаточно. А происходило это так: богатые u-235 постоянно заливались грунтовой водой, затем была ядерная реакция и происходило испарение воды. Вода играла роль охладителя и замедлителя. И так происходило постоянно в течение 100 тысяч лет и выгорело за это время около 5 тонн u-235.
Почему именно в Окло происходили ядерные процессы, если данный изотоп существовал во многих местах? А ответ прост: из-за того, что именно там земля пористая и рядом есть вода, которая и запускала данные процессы.
В настоящее время такое не повторится из-за низкой концентрации u-235.