В 1972 году на Африканском континенте совершенно случайно нашли ядерный реактор. В местечке Габона Окло тогда велись исследовательские работы по разработке месторождения природного урана. Один из работников обнаружил аномалию: в части руды было снижено содержание изотопа урана-235 на три тысячных процента. Пусть и небольшое расхождение, но оно вызвали удивление у французского физика Франсиса Перрена, ведь содержание этого изотопа должно всегда равняться 0,720%.
Изотопная недостаточность
Французы инициировали расследование, поскольку был очевиден тот факт, что руда была уже использована. Нужно было исключить кражу радиоактивного материала в военных целях. Дополнительные анализы показали, что в залежах оказался оружейный плутоний. Это значило, что кто-то уже запускал цепную реакцию. В одной из шахт изотопа урана-235 оказалось еще меньше – 0,440%. Это натолкнуло специалистов на мысль, что там была обустроена стационарная энергетическая установка, где было добыто минимум 200 кг 235U, что хватило бы на шесть крупных атомных бомб.
Человечество лишает природу права создавать что-то необычное, выходящее за рамки известного. Так и с месторождением в Окло: как бы ни было трудно кому-то поверить, что отработанной урановой руды не касалась рука человека, Перрен с коллегами смог это доказать, как и последующие изыскания с выездом на местность вплоть до 2019 года. В Окло работал естественный ядерный реактор, который возник более 2 миллиардов лет назад.
Тогда в руде было достаточно урана, чтобы запустилась реакция деления. Замедлителем, успокаивающим нейтроны, выступила вода, поступавшая, вероятно, из подземных источников. В этом случае эта вода должна была быть очень чистой, без лития, бора и других элементов, чтобы реакция не вышла из-под контроля или не остановилась. Условия, по всей видимости, сложились самым подходящим образом: чистая вода, определенные расположение и объемы урановой руды.
Ксеноновая концентрация
Геологи предположили, что энергия в таком реакторе вырабатывалась 150 тысяч лет беспрерывно. Но, когда в эпоху палеопротерозоя уран достиг концентрации в 10%, три из которых приходились на 235U (та самая критическая масса), произошла цепная реакция. Омывавшая природный реактор вода, поддерживала реакцию, затем, нагревшись, испарилась.
Реактор какое-то время находился в состоянии покоя, но вновь запускался по мере восполнения жидкости, и так по кругу. Разрушение реактора или взрыв предотвращали разные причины. Все они относятся к особенностям природной конструкции. Это и особенности атмосферы того времени, магматических пород, биоактивности.
Всего в бассейне Франсвиль в Габоне найдено 17 естественных атомных зон, причем вблизи нефтяных месторождений. Поэтому считается, что в ходе реакций с углеводородами не осталось ни грунтовых вод, ни кислорода. Каждый из реакторов выдавал 100 кВт тепловой энергии каждые 2,5 часа, а еще попутно облучал окружающие породы, порождая ветку изотопов: уран-238 → уран-239 → нептуний-239 → плутоний 239. Последний не нашли, поскольку период его полураспада равен 24 000 лет. Но самый интересный побочный продукт – это ксенон. Концентрация его изотопов оказалась невероятно высока.
Утилизация
Вообще, по мнению ученых, природный реактор в Окло не единственный, просто только его обнаружили, ведь он подвергся минимуму геологических изменений. В перспективе их могут обнаружить в Бразилии. И если они действительно существуют, то это может означать, что естественный радиационных фон в некоторых областях нашей планеты был сильно завышен именно в период зарождения жизни. Он мог повлиять и на эволюцию, сохраняясь достаточно долго.
Самое главное значение находки в Окло в том, что человечество может научиться нейтрализовать и консервировать радиоактивные отходы от АЭС. Радиоактивный ксенон, который образовывался из урана и из радиоактивного йода оказался надежно заперт в осадочных породах, насыщенных алюминием. Цезий-137 «заперли» атомы рутения. Ничего из этого не распространялось, и не распространяется в окружающую среду.
❗️ Ставьте 👍 и подписывайтесь на наш канал!
Читайте также: