Prirodni nuklearni reaktor u Africi. Drevni nuklearni reaktor otkriven u Africi

Prirodni nuklearni reaktori postoje! Svojevremeno je izvanredni atomski fizičar Enrico Fermi patetično izjavio da samo čovjek može stvoriti atomski reaktor... Međutim, kako se pokazalo mnogo desetljeća kasnije, pogriješio je - proizvodi i nuklearne reaktore! One su postojale prije mnogo stotina miliona godina, pune nuklearnih lančanih reakcija. Posljednji od njih, prirodni nuklearni reaktor Oklo, ugasio se prije 1,7 milijardi godina, ali još uvijek diše radijaciju.

Zašto, gdje, kako, i najvažnije, koje su posljedice nastanka i djelovanja ovog prirodnog fenomena?

Prirodne nuklearne reaktore može stvoriti i sama majka priroda - za to će biti dovoljno da se potrebna koncentracija izotopa uranijuma-235 (235U) akumulira na jednom "mjestu". Izotop je vrsta kemijskog elementa koji se razlikuje od drugih po većem ili manjem broju neutrona u jezgri atoma, dok broj protona i elektrona ostaje konstantan.

Na primjer, uranijum uvijek ima 92 protona i 92 elektrona, međutim, broj neutrona varira: 238U ima 146 neutrona, 235U ima 143, 234U ima 142, 233U ima 141, itd. ... U prirodnim mineralima - na Zemlji, na drugim planetama i u meteoritima - najveći dio je uvijek 238U (99,2739%), a izotopi 235U i 234U su zastupljeni samo u tragovima - 0,720% odnosno 0,0057%.

Nuklearna lančana reakcija počinje kada koncentracija izotopa uranijuma-235 pređe 1% i što je intenzivnija, to je veća. Upravo zbog toga što je izotop uranijuma-235 vrlo rasut u prirodi, vjerovalo se da prirodni nuklearni reaktori ne mogu postojati. Inače, u nuklearnim reaktorima elektrana, kao gorivo, i u atomskim bombama, koristi se 235U.

Međutim, 1972. godine, u rudnicima uranijuma u blizini Okla, u Gabonu u Africi, naučnici su otkrili 16 prirodnih nuklearnih reaktora koji su aktivno radili prije skoro 2 milijarde godina... Sada su već stali, a koncentracija 235U u njima je manja od moralo je biti u "normalnim" prirodnim uslovima - 0,717%.

Ova, iako skromna razlika, u poređenju sa "normalnim" mineralima, naterala je naučnike da izvuku jedini logičan zaključak - prirodni atomski reaktori su ovde zaista radili. Štaviše, potvrda je bila visoka koncentracija produkata raspada jezgri uranijuma-235, slično onome što se dešava u vještačkim reaktorima. Kada se atom uranijuma-235 raspadne, neutroni pobjegnu iz njegovog jezgra, udarajući u jezgro uranijuma-238, pretvaraju ga u uranijum-239, koji zauzvrat gubi 2 elektrona, postajući plutonijum-239...

Upravo je ovaj mehanizam proizveo više od dvije tone plutonijuma-239 u Oklu. Naučnici su izračunali da je u vrijeme "lansiranja" prirodnog nuklearnog reaktora Oklo, prije oko 2 milijarde godina (vreme poluraspada 235U 6 puta brže od 238U - 713 miliona godina), udio 235U bio više od 3 %, što je ekvivalentno industrijskom obogaćenom uranijumu.

Da bi se nuklearna reakcija nastavila, neophodan faktor je bilo usporavanje brzih neutrona koji su izletjeli iz jezgri uranijuma-235. Ovaj faktor, kao iu reaktorima koje je napravio čovjek, bila je obična voda.

Reaktor je počeo da radi u vreme plavljenja poroznih stena bogatih uranijumom u Oklu podzemnim vodama, i delovao je kao neka vrsta moderatora neutrona. Toplina oslobođena kao rezultat reakcije dovela je do ključanja i isparavanja vode, usporavajući i nakon toga zaustavljajući nuklearnu lančanu reakciju.

A nakon što se cijela stijena ohladila i svi kratkoživi izotopi raspadnuli (to su tzv. neutronski otrovi, koji su u stanju da apsorbiraju neutrone i zaustave reakciju), vodena para se kondenzirala, poplavila stijenu i reakcija se nastavila.

Naučnici su izračunali da je reaktor bio "uključen" 30 minuta dok voda ne ispari, a "isključen" 2,5 sata dok se para ne kondenzira. Ovaj ciklični proces je ličio na moderne gejzire i trajao je nekoliko stotina hiljada godina. Prilikom raspada jezgara produkata raspada uranijuma, uglavnom radioaktivnih izotopa joda, nastalo je pet izotopa ksenona.

Bilo je to svih 5 izotopa u različitim koncentracijama koji su pronađeni u takvim stijenama prirodnog reaktora. Upravo je koncentracija i omjer izotopa ovog plemenitog plina (ksenon je vrlo težak i radioaktivan plin) omogućio da se utvrdi frekvencija kojom je „radio“ reaktor Oklo.

Raspad jezgra atoma uranijuma-235 (veliki atomi) uzrokuje emisiju brzih neutrona, jer dalju nuklearnu reakciju mora usporiti voda (male molekule)

Poznato je da je visoko zračenje štetno za žive organizme. Dakle, na mjestima postojanja prirodnih nuklearnih reaktora, očigledno su postojale “mrtve tačke”, gdje nije bilo života, jer se DNK uništava radioaktivnim jonizujućim zračenjem. Ali na rubu mrlje, gdje je nivo radijacije bio znatno niži, bile su česte mutacije, što znači da su se stalno pojavljivale nove vrste.

Naučnici još uvijek ne znaju jasno kako je nastao život na Zemlji. Znaju samo da je za to bio potreban snažan energetski impuls, koji bi doprinio stvaranju prvih organskih polimera. Vjeruje se da takvi impulsi mogu biti munje, vulkani, padovi meteorita i asteroida, međutim, posljednjih godina se predlaže da se kao polazna točka uzme u obzir hipoteza da bi takav impuls mogli stvoriti prirodni nuklearni reaktori. Ko zna …

Mnogi ljudi misle da je nuklearna energija izum čovječanstva, a neki čak vjeruju da krši zakone prirode. Ali nuklearna energija je zapravo prirodni fenomen i život ne bi mogao postojati bez nje. To je zato što je naše Sunce (i svaka druga zvijezda) samo po sebi ogromna elektrana koja osvjetljava Sunčev sistem kroz proces poznat kao nuklearna fuzija.

Ljudi, međutim, koriste drugačiji proces za stvaranje ove sile koja se zove nuklearna fisija, u kojoj se energija oslobađa cijepanjem atoma, a ne njihovim kombiniranjem, kao u procesu zavarivanja. Koliko god čovječanstvo izgledalo inventivno, priroda je već koristila ovu metodu. Na jednoj, ali dobro dokumentiranoj lokaciji, naučnici su pronašli dokaze da su prirodni fisijski reaktori stvoreni u tri nalazišta uranijuma u zapadnoafričkoj državi Gabon.

Prije dvije milijarde godina, nalazišta minerala bogata uranijumom počela su da se preplavljuju podzemnim vodama, uzrokujući samoodrživu nuklearnu lančanu reakciju. Gledajući nivoe određenih izotopa ksenona (nusproizvod procesa fisije uranijuma) u okolnom kamenu, naučnici su utvrdili da se prirodna reakcija odvijala tokom nekoliko stotina hiljada godina u intervalima od oko dva i po sata. .

Tako je prirodni nuklearni reaktor u Oklu radio stotinama hiljada godina sve dok većina fisijskog uranijuma nije iscrpljena. Dok je većina uranijuma u Oklu nefisilni izotop U238, samo 3% fisilnog izotopa U235 je potrebno da se pokrene lančana reakcija. Danas je procenat fisivnog uranijuma u naslagama oko 0,7%, što ukazuje da su se u njima relativno dugo odvijali nuklearni procesi. Ali upravo je tačna karakterizacija stijena iz Okla prva zbunila naučnike.

Niske nivoe U235 prvi su uočili zaposleni u fabrici za obogaćivanje uranijuma Pierrelate u Francuskoj 1972. godine. Prilikom rutinske masene spektrometrijske analize uzoraka iz rudnika Oklo, utvrđeno je da se koncentracija fisivnog izotopa uranijuma razlikuje za 0,003% od očekivane vrijednosti. Ova naizgled mala razlika bila je dovoljno značajna da upozori vlasti, koje su bile zabrinute da bi se nestali uranijum mogao koristiti za pravljenje nuklearnog oružja. Ali kasnije, iste godine, naučnici su pronašli odgovor na ovu zagonetku - bio je to prvi prirodni nuklearni reaktor na svijetu.

Prije dvije milijarde godina, na jednom od mjesta na našoj planeti, geološki uslovi su se razvili na nevjerovatan način, slučajno i spontano formirajući termonuklearni reaktor. On je postojano radio milion godina, a njegov radioaktivni otpad, opet na prirodan način, ne ugrožavajući nikome, bio je pohranjen u prirodi sve vrijeme koje je proteklo od njegovog zaustavljanja. Bilo bi lepo shvatiti kako je to uradio, zar ne?

Reakcija nuklearne fisije (brza referenca)

Prije nego što započnemo priču o tome kako se to dogodilo, prisjetimo se brzo šta je reakcija fisije. Nastaje kada se teško nuklearno jezgro raspadne na lakše elemente i slobodne fragmente, oslobađajući ogromnu količinu energije. Pomenuti fragmenti su mala i laka atomska jezgra. Oni su nestabilni i stoga izuzetno radioaktivni. Oni čine najveći dio opasnog otpada u industriji nuklearne energije.

Osim toga, oslobađaju se raspršeni neutroni koji su u stanju pobuditi susjedna teška jezgra do stanja fisije. Dakle, u stvari dolazi do lančane reakcije koja se može kontrolisati na istim nuklearnim elektranama, dajući energiju za potrebe stanovništva i privrede. Nekontrolirana reakcija može biti katastrofalno destruktivna. Stoga, kada ljudi grade nuklearni reaktor, moraju naporno raditi i poduzeti mnogo mjera opreza kako bi započeli termonuklearnu reakciju.

Prije svega, potrebno je podijeliti teški element - obično se za tu svrhu koristi uranijum. U prirodi se uglavnom nalazi u obliku tri izotopa. Najčešći od njih je uranijum-238. Može se naći na mnogim mjestima na planeti - na kopnu, pa čak iu okeanima. Međutim, sam po sebi nije sposoban za podjelu, jer je prilično stabilan. S druge strane, uran-235 ima nestabilnost koja nam je potrebna, ali njegov udio u prirodi je samo oko 1 posto. Stoga se nakon rudarenja uranijum obogaćuje - udio uranijuma-235 u ukupnoj masi je doveden na 3%.

Ali to nije sve - iz sigurnosnih razloga, fuzijskom reaktoru je potreban moderator za neutrone kako bi ostali pod kontrolom i ne bi izazvali nekontroliranu reakciju. Većina reaktora koristi vodu u tu svrhu. Pored toga, kontrolne šipke ovih struktura su napravljene od materijala koji takođe apsorbuju neutrone, kao što je srebro. Voda, pored svoje glavne funkcije, hladi reaktor. Ovo je pojednostavljen opis tehnologije, ali i iz njega je jasno koliko je složena. Najbolji umovi čovječanstva proveli su decenije da bi ga osvijestili. A onda smo saznali da je potpuno istu stvar stvorila priroda, i to slučajno. Ima nečeg neverovatnog u ovome, zar ne?

Gabon je rodno mjesto nuklearnih reaktora

Međutim, ovdje se moramo sjetiti da je prije dvije milijarde godina bilo mnogo više uranijuma-235. Iz razloga što se raspada mnogo brže od uranijuma-238. U Gabonu, u području zvanom Oklo, njegova koncentracija bila je dovoljna da započne spontanu termonuklearnu reakciju. Pretpostavlja se da je na ovom mjestu bila odgovarajuća količina moderatora - najvjerovatnije vode, zahvaljujući kojoj se cijela stvar nije završila ogromnom eksplozijom. Takođe u ovom okruženju nije bilo materijala koji apsorbuju neutrone, zbog čega se reakcija fisije održavala dugo vremena.

To je jedini prirodni nuklearni reaktor poznat nauci. Ali to ne znači da je uvijek bio tako jedinstven. Drugi su se mogli pomaknuti duboko u zemljinu koru kao rezultat pomicanja tektonskih ploča ili nestati zbog erozije. Također je moguće da još uvijek nisu pronađeni. Inače, ovaj prirodni gabonski fenomen također nije preživio do danas - potpuno su ga razradili rudari. Upravo zahvaljujući tome su saznali za njega - zašli su duboko u zemlju u potrazi za uranijumom za obogaćivanje, a zatim se vratili na površinu, češući se u nedoumici i pokušavajući da reše dilemu - „Ili je neko ukrao skoro 200 kilograma uranijuma-235 odavde, ili je ovo prirodni nuklearni reaktor koji ga je već potpuno spalio." Tačan odgovor je iza drugog "ili" ako neko nije pratio nit prezentacije.

Zašto je reaktor u Gabonu toliko važan za nauku?

Ipak, to je veoma važan objekat za nauku. Iz razloga što je radio bez štete po okolinu oko milion godina. Ni gram otpada nije iscurio u prirodu, ništa u njoj nije zahvaćeno! Ovo je krajnje neobično, jer su nusproizvodi fisije uranijuma izuzetno opasni. Još uvijek ne znamo šta da radimo s njima. Jedan od njih je cezijum. Postoje i drugi elementi koji mogu direktno štetiti ljudskom zdravlju, ali će ruševine Černobila i Fukušime zbog cezijuma još dugo predstavljati opasnost.

Gabonski prirodni nuklearni reaktor

Naučnici koji su nedavno istraživali rudnike u Oklu otkrili su da je cezijum u ovom prirodnom reaktoru apsorbovan i vezan drugim elementom - rutenijumom. Vrlo je rijedak u prirodi i ne možemo ga koristiti u industrijskim razmjerima za neutralizaciju nuklearnog otpada. Ali razumijevanje kako reaktor radi može nam dati nadu da možemo pronaći nešto slično i riješiti se ovog dugotrajnog problema za čovječanstvo.

Jedna od hipoteza o vanzemaljskom poreklu čoveka kaže da je u davna vremena Sunčev sistem posetila ekspedicija rase iz centralnog regiona galaksije, gde su zvezde i planete mnogo starije, pa je život tamo nastao mnogo ranije. .

Prvo, svemirski putnici su se naselili na Phaethon-u, koji se nekada nalazio između Marsa i Jupitera, ali su tamo pokrenuli nuklearni rat i planeta je umrla. Ostaci ove civilizacije naselili su se na Marsu, ali čak i tamo je atomska energija ubila većinu stanovništva. Tada su preostali kolonisti stigli na Zemlju, postajući naši daleki preci.

Ovu teoriju može potvrditi nevjerovatno otkriće prije 45 godina u Africi. 1972. godine, francuska korporacija je iskopavala rudu uranijuma iz rudnika Oklo u Republici Gabonu. Tada su, tokom standardne analize uzoraka rude, stručnjaci otkrili relativno veliku nestašicu uranijuma-235 - nedostajalo je više od 200 kilograma ovog izotopa. Francuzi su odmah oglasili uzbunu, jer bi nestala radioaktivna supstanca bila dovoljna za izradu više od jedne atomske bombe.

Međutim, dalja istraživanja su pokazala da je koncentracija uranijuma-235 u rudniku u Gabonu niska kao u istrošenom gorivu iz reaktora nuklearne elektrane. Je li ovo neka vrsta nuklearnog reaktora? Analiza rudnih tijela u neobičnom ležištu uranijuma pokazala je da je u njima došlo do nuklearne fisije još prije 1,8 milijardi godina. Ali kako je to moguće bez ljudske intervencije?

Prirodni nuklearni reaktor?

Tri godine kasnije, u glavnom gradu Gabona, Librevilu, održana je naučna konferencija posvećena fenomenu Oklo. Najhrabriji naučnici tada su smatrali da je tajanstveni nuklearni reaktor rezultat aktivnosti drevne rase, koja je bila podložna nuklearnoj energiji. Ipak, većina prisutnih se složila da je rudnik jedini "prirodni nuklearni reaktor" na planeti. Kao, počelo je mnogo miliona godina samo od sebe zbog prirodnih uslova.

Ljudi zvanične nauke sugerišu da je sloj peščara bogat radioaktivnom rudom nataložen na čvrsto bazaltno korito u delti reke. Zbog tektonske aktivnosti u ovoj regiji bazaltni podrum sa pješčenikom koji sadrži uranijum je potopljen nekoliko kilometara u zemlju. Peščanik je navodno napukao, a podzemne vode su prodrle u pukotine. Nuklearno gorivo se nalazilo u rudniku u kompaktnim naslagama unutar moderatora, koji je služio kao voda. U glinenim "sočivima" rude koncentracija uranijuma je porasla sa 0,5 posto na 40 posto. Debljina i masa slojeva su u određenom trenutku dostigle kritičnu tačku, došlo je do lančane reakcije i "prirodni reaktor" je počeo da radi.

Voda je, kao prirodni regulator, ušla u jezgro i započela lančanu reakciju fisije jezgri uranijuma. Emisije energije dovele su do isparavanja vode, a reakcija je prestala. Međutim, nekoliko sati kasnije, kada se jezgra reaktora koju je stvorila priroda ohladila, ciklus se ponovio. Naknadno se, vjerovatno, dogodila nova prirodna katastrofa, koja je ovu "instalaciju" podigla na prvobitni nivo, ili je uran-235 jednostavno izgorio. I rad reaktora je prestao.

Naučnici su izračunali da iako se energija proizvodila pod zemljom, njena snaga je bila mala - ne više od 100 kilovata, što bi bilo dovoljno za rad nekoliko desetina tostera. Međutim, sama činjenica da se u prirodi spontano dogodilo stvaranje atomske energije je impresivna.

Ili je to nuklearno skladište?

Međutim, mnogi stručnjaci ne vjeruju u tako fantastične slučajnosti. Otkrivači atomske energije odavno su dokazali da se nuklearna reakcija može dobiti samo umjetno. Prirodno okruženje je previše nestabilno i haotično da bi podržavalo takav proces milionima i milionima godina.

Stoga su mnogi stručnjaci uvjereni da se ne radi o nuklearnom reaktoru u Oklu, već o nuklearnom odlagalištu. Ovo mjesto zaista više liči na deponiju istrošenog uranijuma, a deponija je savršeno opremljena. Uzidan u bazaltni "sarkofag", uranijum je bio pohranjen pod zemljom stotinama miliona godina, a samo ljudska intervencija dovela je do njegovog pojavljivanja na površini.

Ali pošto postoji groblje, znači da je postojao i reaktor koji je proizvodio nuklearnu energiju! Odnosno, neko ko je naseljavao našu planetu prije 1,8 milijardi godina već je imao tehnologiju nuklearne energije. Gdje je sve ovo nestalo?

Prema alternativnim istoričarima, naša tehnokratska civilizacija nikako nije prva na Zemlji. Postoje svi razlozi za vjerovanje da su u prošlosti postojale visoko razvijene civilizacije koje su koristile nuklearnu reakciju za proizvodnju energije. Međutim, kao i čovječanstvo danas, naši daleki preci su ovu tehnologiju pretvorili u oružje, a potom se njome ubili. Moguće je da je i naša budućnost predodređena, pa će potomci sadašnje civilizacije nakon nekoliko milijardi godina naići na deponije nuklearnog otpada koje smo ostavili i pitati se: odakle su oni došli? ..

Mnogo toga što nam priroda nudi je samo po sebi savršenije i jednostavnije od onoga što čovjek planira napraviti, pa istraživači proučavaju, prije svega, ono što nam priroda nudi.

Ali u onome što će biti riječi u ovom članku, sve se dogodilo upravo suprotno.

2. decembra 1942. tim naučnika sa Univerziteta u Čikagu, predvođen nobelovcem Enrikom Fermijem, stvorio je prvi nuklearni reaktor koji je napravio čovek. Ovo postignuće je držano u tajnosti tokom Drugog svjetskog rata, kao dio takozvanog "Manhattan projekta" za izgradnju atomske bombe.

Petnaest godina nakon što je čovjek stvorio fisijski reaktor, naučnici su počeli razmišljati o mogućnosti postojanja nuklearnog reaktora koji je stvorila sama priroda. Prvu zvaničnu publikaciju na ovu temu dao je japanski profesor Paul Kuroda (1956.), koji je postavio detaljne zahtjeve za sve moguće prirodne reaktore, ako ih ima, u prirodi.

Naučnik je detaljno opisao ovaj fenomen, a njegov opis se i dalje smatra najboljim (klasičnim) u nuklearnoj fizici:

1. Približan raspon starosti za stvaranje prirodnog reaktora
2. Potrebna koncentracija uranijuma u njemu
3. Potreban omjer izotopa uranijuma u njemu je 235 U / 238 U

Uprkos pažljivom istraživanju, Paul Kuroda nije uspio pronaći primjer prirodnog reaktora za svoj model među nalazištima rude uranijuma na planeti.

Mali, ali kritičan detalj koji je naučnik previdio je mogućnost da voda učestvuje kao moderator lančane reakcije. Takođe nije shvatio da određene rude mogu biti toliko porozne da mogu zadržati dovoljno vode da uspore neutrone i održe reakciju.

Naučnici su tvrdili da je samo čovjek sposoban stvoriti nuklearni reaktor, ali se pokazalo da je priroda sofisticiranija.

Prirodni nuklearni reaktor otkrio je 2. juna 1972. godine francuski analitičar Boujigues u jugoistočnom Gabonu, u zapadnoj Africi, upravo u tijelu ležišta uranijuma.

I ovako se dogodilo otkriće.

Tokom rutinskih spektrometrijskih istraživanja odnosa izotopa 235U/238U u rudi Oklo u laboratoriji francuske fabrike za obogaćivanje uranijuma Pierrelatt, hemičar je otkrio neznatno odstupanje (0,00717, u poređenju sa normom od 0,00720).

Prirodu karakterizira stabilnost izotopskog sastava različitih elemenata. Tako je na cijeloj planeti. U prirodi se, naravno, odvijaju procesi raspadanja izotopa, ali to nije karakteristično za teške elemente, jer je razlika u njihovim masama nedovoljna da bi se ti izotopi cijepali tokom bilo kakvih geohemijskih procesa. Ali u ležištu Oklo, izotopski sastav uranijuma nije bio karakterističan. Ova mala razlika bila je dovoljna da zainteresuje naučnike.

Odmah su se pojavile razne hipoteze o uzrocima čudnog fenomena. Neki su tvrdili da je ležište kontaminirano istrošenim gorivom iz svemirskih letjelica vanzemaljaca, drugi su ga smatrali grobljem nuklearnog otpada, koji smo naslijedili od drevnih visokorazvijenih civilizacija. Međutim, detaljne studije su pokazale da je tako neobičan omjer izotopa uranijuma nastao prirodnim putem.

Evo simulirane istorije ovog "čuda prirode".

Reaktor je pušten u rad prije oko dvije milijarde godina tokom proterozoika. Proterozoik je velikodušan na otkrića. U proterozoiku su razvijeni osnovni principi za postojanje žive materije i razvoj života na Zemlji. Pojavili su se prvi višećelijski organizmi i počeli razvijati priobalne vode, količina slobodnog kisika u Zemljinoj atmosferi dostigla je 1%, a pojavili su se preduslovi za brzi procvat života, došlo je do prijelaza s jednostavne diobe na spolno razmnožavanje.

A sada, u tako važnom trenutku za Zemlju, pojavljuje se naš "nuklearni prirodni fenomen".

Ipak, iznenađujuće je da nijedan drugi sličan reaktor nije pronađen u svijetu. Istina, prema nekim izvještajima, tragovi sličnog reaktora pronađeni su u Australiji. To se može objasniti samo činjenicom da su u dalekom kambrijskom periodu Afrika i Australija bile jedna cjelina. Još jedna zona fosiliziranog reaktora također je otkrivena u Gabonu, ali u drugom nalazištu uranijuma u Bangombeu, 35 kilometara jugoistočno od Okla.

Na Zemlji su poznata nalazišta uranijuma iste starosti, u kojima se, međutim, nije dogodilo ništa slično. Evo samo najpoznatijih od njih: Đavolja rupa i Rainier Mays u Nevadi, Pena Blanca u Meksiku, Box Canyon u Ajdahu, Kaimakli u Turskoj, Chauvet Cave u Francuskoj, Cigar Lake u Kanadi i Owens Lake u Kaliforniji.

Očigledno, u proterozoiku u Africi nastao je niz jedinstvenih uslova koji su bili neophodni za pokretanje prirodnog reaktora.

Koji je mehanizam tako nevjerovatnog procesa?

Vjerovatno je prvo u određenoj depresiji, možda u delti drevne rijeke, nastao sloj pješčenjaka bogatog uranijumskom rudom, koji je počivao na jakom bazaltnom koritu. Nakon još jednog potresa, uobičajenog u to doba, bazaltni temelj budućeg reaktora potonuo je nekoliko kilometara, povlačeći sa sobom uranijumsku venu. Pukla je žila, podzemna voda je prodrla u pukotine. U ovom slučaju, uranijum lako migrira s vodom koja sadrži veliku količinu kisika, odnosno u oksidirajućem okruženju.

Voda zasićena kiseonikom probija se kroz stijensku masu, izvlači uranijum iz nje, vuče ga sa sobom i postepeno troši kiseonik koji se u njoj nalazi za oksidaciju organskih materija i obojenog gvožđa. Kada se zalihe kiseonika iscrpe, hemijska situacija u zemljinim dubinama se menja iz oksidacione u redukcionu. "Lutanje" uranijuma se tada završava: on se taloži u stijenama, akumulirajući tokom mnogo milenijuma. Zatim je još jedna kataklizma podigla temelje na savremeni nivo. Ovu šemu slijede mnogi naučnici, uključujući i one koji su je predložili.

Čim je masa i debljina slojeva obogaćenih uranijumom dostigla kritične dimenzije, u njima je nastala lančana reakcija i "jedinica" je proradila.

Treba reći nekoliko riječi o samoj lančanoj reakciji, koja je rezultat složenih kemijskih procesa koji se odvijaju u "prirodnom reaktoru". Najlakše se cijepaju jezgra 235 U, koja se, apsorbirajući neutron, dijele na dva fragmenta cijepanja i emituju dva ili tri neutrona. Izbačeni neutroni mogu, zauzvrat, biti apsorbirani od strane drugih jezgara uranijuma, uzrokujući eskalaciju raspada.

Takva samoodrživa reakcija je podložna kontroli, što su ljudi koji su stvorili nuklearni fisijski reaktor iskoristili. U njemu se kontrola vrši pomoću kontrolnih šipki (napravljenih od materijala koji dobro upijaju neutrone, poput kadmijuma), koji se spuštaju u "vruću zonu". Enrico Fermi je u svom reaktoru koristio upravo takve kadmijeve ploče za regulaciju nuklearne reakcije. Reaktorom u Oklu niko nije upravljao u uobičajenom smislu te riječi.

Lančanu reakciju prati oslobađanje velike količine topline, pa je još uvijek bilo nejasno zašto prirodni reaktori u Gabonu nisu eksplodirali, već su se reakcije samoregulirale.

Sada su naučnici sigurni da znaju odgovor. Istraživači sa Univerziteta Washington vjeruju da se eksplozije nisu dogodile zbog prisustva planinskih izvora vode. U raznim reaktorima koje je napravio čovjek, grafit se koristi kao moderator, neophodan za apsorpciju emitiranih neutrona i održavanje lančane reakcije, a u Oklu je voda imala ulogu moderatora reakcije. Kada je voda ušla u prirodni reaktor, proključala je i isparila, zbog čega je lančana reakcija na neko vrijeme stala. Za hlađenje reaktora i akumulaciju vode bilo je potrebno oko dva i po sata, a trajanje aktivnog perioda je bilo oko 30 minuta, navodi Nature.

Kada se stena ohladila, voda je ponovo procurila i započela nuklearna reakcija. I tako je, rasplamsavajući se, a zatim gaseći, reaktor, čija je snaga bila oko 25 kW (što je 200 puta manje od one prve nuklearne elektrane), radio otprilike 500 hiljada godina.

U Oklu, kao i u cijelom ostatku Zemlje i u Sunčevom sistemu u cjelini, prije dvije milijarde godina, relativni sadržaj izotopa 235 U u rudi uranijuma bio je 3.000 na milion atoma. Trenutno više nije moguće formiranje nuklearnog reaktora na Zemlji na prirodan način, jer postoji nedostatak 235 U u prirodnom uranijumu.

Postoji niz drugih uslova koji moraju biti ispunjeni da bi se pokrenula prirodna reakcija fisije:

1. Visoka koncentracija ukupnog uranijuma
2. Niska koncentracija apsorbera neutrona
3. Visoka koncentracija usporivača
4. Minimalna ili kritična masa za pokretanje reakcije fisije

Pored činjenice da je priroda pokrenula sam mehanizam prirodnog reaktora, ne može a da ne brine i sljedeće, možda najhitnije pitanje za svjetsku ekologiju: što se dogodilo s otpadom prirodne nuklearne "elektrane"?

Kao rezultat rada prirodnog reaktora nastalo je oko šest tona fisionih produkata i 2,5 tone plutonijuma. Najveći dio radioaktivnog otpada je "zakopan" unutar kristalne strukture minerala uranita koji se nalazi u rudnom tijelu Oklo.

Neprikladni elementi ionskog radijusa koji ne mogu prodrijeti u uranitnu rešetku ili interpenetriraju ili ispuštaju.

Oaklin reaktor je čovječanstvu "pričao" kako zakopati nuklearni otpad na način da ovo groblje bude bezopasno za okoliš. Postoje dokazi da na dubini većoj od sto metara, u nedostatku slobodnog kisika, gotovo svi proizvodi nuklearnih ukopa nisu izašli izvan granica rudnih tijela. Zabilježena su kretanja samo elemenata poput joda ili cezijuma. Ovo omogućava povlačenje analogije između prirodnih i tehnoloških procesa.

Problem migracije plutonijuma privlači najveću pažnju ekologa. Poznato je da se plutonijum skoro potpuno raspada na 235 U, pa njegova konstantna količina može ukazivati ​​na to da nema viška uranijuma ne samo izvan reaktora, već ni izvan granula uranita, gde je plutonijum nastao tokom rada reaktora.

Plutonijum je prilično stran element za biosferu, a javlja se u oskudnim koncentracijama. Zajedno sa nekim naslagama uranijuma u rudi, gdje se kasnije raspada, iz uranijuma nastaje nešto plutonijuma interakcijom sa neutronima kosmičkog porijekla. U malim količinama, uranijum se može pojaviti u prirodi u različitim koncentracijama u potpuno različitim prirodnim sredinama - u granitima, fosforitima, apatitima, morskoj vodi, tlu itd.

Oklo je trenutno aktivno nalazište uranijuma. Ona rudna tijela koja se nalaze blizu površine otkopavaju se metodom kamenoloma, a ona koja se nalaze na dubini rudarskim radovima.

Od sedamnaest poznatih fosilnih reaktora, devet je potpuno zakopano (nepristupačno).
Reaktorska zona 15 je jedini reaktor kojem se može pristupiti kroz tunel u reaktorskom oknu. Ostaci fosilnog reaktora 15 jasno su vidljivi kao svijetlo sivo-žuta šarena stijena, koja se sastoji uglavnom od uranijum-oksida.

Svjetlo obojene pruge u stijenama iznad reaktora su kvarc koji je kristalizirao iz izvora tople podzemne vode koja je kružila tokom perioda rada reaktora i nakon njegovog gašenja.

Međutim, kao alternativnu procjenu događaja tog dalekog vremena može se navesti i sljedeće mišljenje o posljedicama rada prirodnog reaktora. Pretpostavlja se da bi prirodni nuklearni reaktor mogao dovesti do brojnih mutacija živih organizama na tom području, od kojih je velika većina izumrla kao neodrživa. Neki paleoantropolozi vjeruju da je visoko zračenje izazvalo neočekivane mutacije kod afričkih ljudskih predaka koji su lutali u blizini i učinili ih ljudima (!).