Reattore nucleare naturale in Africa. Scoperto un antico reattore nucleare in Africa

Esistono reattori nucleari naturali! Un tempo, l'eccezionale fisico atomico Enrico Fermi dichiarò pateticamente che solo una persona poteva creare un reattore atomico ... Tuttavia, come si è scoperto molti decenni dopo, si sbagliava: produce anche reattori nucleari! Sono esistiti per molte centinaia di milioni di anni fa, ribollenti di reazioni a catena nucleari. L'ultimo di loro, il reattore nucleare naturale Oklo, si è spento 1,7 miliardi di anni fa, ma respira ancora radiazioni.

Perché, dove, come e, soprattutto, quali sono le conseguenze dell'emergere e dell'attività di questo fenomeno naturale?

I reattori nucleari naturali potrebbero essere creati dalla stessa Madre Natura - per questo sarà sufficiente che la necessaria concentrazione dell'isotopo uranio-235 (235U) si accumuli in un "posto". Un isotopo è un tipo di elemento chimico che differisce dagli altri per un numero maggiore o minore di neutroni nel nucleo di un atomo, mentre il numero di protoni ed elettroni rimane costante.

Ad esempio, l'uranio ha sempre 92 protoni e 92 elettroni, tuttavia il numero di neutroni varia: 238U ha 146 neutroni, 235U ne ha 143, 234U ne ha 142, 233U ne ha 141, ecc. ... Nei minerali naturali - sulla Terra, su altri pianeti e nei meteoriti - il grosso è sempre 238U (99,2739%) e gli isotopi 235U e 234U sono rappresentati solo da tracce - 0,720% e 0,0057%, rispettivamente.

Una reazione nucleare a catena inizia quando la concentrazione dell'isotopo uranio-235 supera l'1% e più è intenso, più è. Proprio perché l'isotopo dell'uranio-235 è molto diffuso in natura, si credeva che non potessero esistere reattori nucleari naturali. A proposito, nei reattori nucleari delle centrali elettriche, come combustibile e nelle bombe atomiche, viene utilizzata 235U.

Tuttavia, nel 1972, nelle miniere di uranio vicino a Oklo, in Gabon, in Africa, gli scienziati hanno scoperto 16 reattori nucleari naturali che funzionavano attivamente quasi 2 miliardi di anni fa ... Ora si sono già fermati e la concentrazione di 235U in essi è inferiore a doveva essere in condizioni naturali "normali" - 0,717%.

Questa, sebbene scarsa, differenza, rispetto ai minerali "normali", ha costretto gli scienziati a trarre l'unica conclusione logica: i reattori atomici naturali funzionavano davvero qui. Inoltre, la conferma è stata l'elevata concentrazione di prodotti di decadimento dei nuclei di uranio-235, simile a quanto accade nei reattori artificiali. Quando un atomo di uranio-235 decade, i neutroni fuoriescono dal suo nucleo, colpendo il nucleo di uranio-238, lo trasformano in uranio-239, che a sua volta perde 2 elettroni, diventando plutonio-239...

È stato questo meccanismo a generare più di due tonnellate di plutonio-239 a Oklo. Gli scienziati hanno calcolato che al momento del "lancio" del reattore nucleare naturale Oklo, circa 2 miliardi di anni fa (l'emivita di 235U è 6 volte più veloce di 238U - 713 milioni di anni), la quota di 235U era superiore a 3 %, che equivale all'uranio arricchito industriale.

Affinché la reazione nucleare continuasse, un fattore necessario era il rallentamento dei neutroni veloci che volavano fuori dai nuclei di uranio-235. Questo fattore, come nei reattori artificiali, era l'acqua normale.

Il reattore ha iniziato a funzionare al momento dell'allagamento di rocce porose ricche di uranio a Oklo con le acque sotterranee e ha agito come una sorta di moderatore di neutroni. Il calore rilasciato a seguito della reazione ha fatto bollire ed evaporare l'acqua, rallentando e successivamente arrestando la reazione nucleare a catena.

E dopo che l'intera roccia si è raffreddata e tutti gli isotopi di breve durata sono decaduti (questi sono i cosiddetti veleni neutronici, che sono in grado di assorbire i neutroni e fermare la reazione), il vapore acqueo si è condensato, inondando la roccia e la reazione è ripresa.

Gli scienziati hanno calcolato che il reattore è stato "acceso" per 30 minuti fino all'evaporazione dell'acqua e "spento" per 2,5 ore fino alla condensazione del vapore. Questo processo ciclico somigliava ai moderni geyser e continuò per diverse centinaia di migliaia di anni. Durante il decadimento dei nuclei dei prodotti di decadimento dell'uranio, principalmente isotopi radioattivi dello iodio, si sono formati cinque isotopi dello xeno.

Erano tutti e 5 gli isotopi in varie concentrazioni che sono stati trovati in tali rocce di un reattore naturale. È stata la concentrazione e il rapporto degli isotopi di questo gas nobile (lo xeno è un gas molto pesante e radioattivo) che ha permesso di stabilire la frequenza con cui "funzionava" il reattore di Oklo.

Il decadimento del nucleo dell'atomo di uranio-235 (atomi grandi) provoca l'emissione di neutroni veloci, per un'ulteriore reazione nucleare deve essere rallentata dall'acqua (molecole piccole)

È noto che le radiazioni elevate sono dannose per gli organismi viventi. Pertanto, nei luoghi di esistenza dei reattori nucleari naturali, ovviamente, c'erano "punti morti", dove non c'era vita, perché il DNA viene distrutto dalle radiazioni ionizzanti radioattive. Ma ai margini dello spot, dove il livello di radiazione era molto più basso, c'erano frequenti mutazioni, il che significa che nuove specie sono sorte costantemente.

Gli scienziati non sanno ancora chiaramente come sia iniziata la vita sulla Terra. Sanno solo che ciò richiedeva un forte impulso energetico, che avrebbe contribuito alla formazione dei primi polimeri organici. Si ritiene che tali impulsi possano essere fulmini, vulcani, meteoriti e cadute di asteroidi, tuttavia, negli ultimi anni è stato proposto di considerare l'ipotesi che un tale impulso possa essere creato dai reattori nucleari naturali come punto di partenza. Chi lo sa …

Molte persone pensano che l'energia nucleare sia un'invenzione dell'umanità e alcuni addirittura credono che violi le leggi della natura. Ma l'energia nucleare è in realtà un fenomeno naturale e la vita non potrebbe esistere senza di essa. Questo perché il nostro Sole (e ogni altra stella) è esso stesso una gigantesca centrale elettrica, che illumina il sistema solare attraverso un processo noto come fusione nucleare.

Gli esseri umani, tuttavia, utilizzano un processo diverso per generare questa forza chiamata fissione nucleare, in cui l'energia viene rilasciata scindendo gli atomi piuttosto che combinandoli, come nel processo di saldatura. Non importa quanto possa sembrare inventiva l'umanità, anche la natura ha già utilizzato questo metodo. In un unico sito ben documentato, gli scienziati hanno trovato prove che i reattori a fissione naturale sono stati creati in tre depositi di uranio nella nazione dell'Africa occidentale del Gabon.

Due miliardi di anni fa, i giacimenti minerari ricchi di uranio iniziarono ad allagarsi con le acque sotterranee, provocando una reazione nucleare a catena autosufficiente. Osservando i livelli di alcuni isotopi dello xeno (un sottoprodotto del processo di fissione dell'uranio) nella roccia circostante, gli scienziati hanno determinato che la reazione naturale è avvenuta nell'arco di diverse centinaia di migliaia di anni a intervalli di circa due ore e mezza .

Pertanto, il reattore nucleare naturale di Oklo ha funzionato per centinaia di migliaia di anni fino all'esaurimento della maggior parte dell'uranio fissile. Mentre la maggior parte dell'uranio in Oklo è l'isotopo non fissile U238, solo il 3% dell'isotopo fissile U235 è necessario per avviare una reazione a catena. Oggi, la percentuale di uranio fissile nei depositi è di circa lo 0,7%, il che indica che in essi si sono verificati processi nucleari per un periodo di tempo relativamente lungo. Ma è stata proprio l'esatta caratterizzazione delle rocce di Oklo a lasciare perplessi gli scienziati.

Bassi livelli di U235 sono stati osservati per la prima volta nel 1972 dai dipendenti dell'impianto di arricchimento dell'uranio di Pierrelate in Francia. Durante l'analisi spettrometrica di massa di routine dei campioni della miniera di Oklo, è stato riscontrato che la concentrazione dell'isotopo dell'uranio fissile differiva dello 0,003% dal valore atteso. Questa differenza apparentemente piccola è stata abbastanza significativa da allertare le autorità, preoccupate che l'uranio mancante potesse essere utilizzato per costruire armi nucleari. Ma più tardi, nello stesso anno, gli scienziati hanno trovato la risposta a questo enigma: è stato il primo reattore nucleare naturale al mondo.

Due miliardi di anni fa, in uno dei luoghi del nostro pianeta, le condizioni geologiche si sono sviluppate in modo sorprendente, formando accidentalmente e spontaneamente un reattore termonucleare. Ha funzionato stabilmente per un milione di anni, e le sue scorie radioattive, sempre in modo naturale, senza minacciare nessuno, sono state immagazzinate in natura per tutto il tempo trascorso dal suo arresto. Sarebbe bello capire come ha fatto, vero?

Reazione di fissione nucleare (riferimento rapido)

Prima di iniziare la storia di come ciò sia accaduto, ricordiamo rapidamente cos'è una reazione di fissione. Si verifica quando un nucleo nucleare pesante si rompe in elementi più leggeri e frammenti liberi, rilasciando un'enorme quantità di energia. I frammenti citati sono nuclei atomici piccoli e leggeri. Sono instabili e quindi estremamente radioattivi. Costituiscono la maggior parte dei rifiuti pericolosi nell'industria dell'energia nucleare.

Inoltre, vengono rilasciati neutroni sparsi, che sono in grado di eccitare i nuclei pesanti vicini allo stato di fissione. Si innesca così, di fatto, una reazione a catena, che può essere controllata presso le stesse centrali nucleari, fornendo energia per i bisogni della popolazione e dell'economia. Una reazione incontrollata può essere catastroficamente distruttiva. Pertanto, quando le persone costruiscono un reattore nucleare, devono lavorare sodo e prendere molte precauzioni per avviare una reazione termonucleare.

Prima di tutto, devi dividere l'elemento pesante: di solito l'uranio viene utilizzato per questo scopo. In natura, si trova principalmente sotto forma di tre isotopi. Il più comune di questi è l'uranio-238. Può essere trovato in molti luoghi del pianeta, sulla terraferma e persino negli oceani. Tuttavia, di per sé, non è in grado di dividersi, in quanto è abbastanza stabile. D'altra parte, l'uranio-235 ha l'instabilità di cui abbiamo bisogno, ma la sua quota in natura è solo dell'1 per cento circa. Pertanto, dopo l'estrazione, l'uranio si arricchisce: la quota di uranio-235 nella massa totale viene portata al 3%.

Ma non è tutto: per motivi di sicurezza, un reattore a fusione ha bisogno di un moderatore per i neutroni in modo che rimangano sotto controllo e non provochino una reazione incontrollata. La maggior parte dei reattori utilizza l'acqua per questo scopo. Inoltre, le barre di controllo di queste strutture sono realizzate con materiali che assorbono anche i neutroni, come l'argento. L'acqua, oltre alla sua funzione principale, raffredda il reattore. Questa è una descrizione semplificata della tecnologia, ma anche da essa è chiaro quanto sia complessa. Le migliori menti dell'umanità hanno speso decenni per ricordarlo. E poi abbiamo scoperto che esattamente la stessa cosa è stata creata dalla natura e per caso. C'è qualcosa di incredibile in questo, vero?

Il Gabon è il luogo di nascita dei reattori nucleari

Tuttavia, qui dobbiamo ricordare che due miliardi di anni fa c'era molto più uranio-235. Per la ragione che decade molto più velocemente dell'uranio-238. In Gabon, in una zona chiamata Oklo, la sua concentrazione è stata sufficiente per avviare una reazione termonucleare spontanea. Presumibilmente, in questo posto c'era la giusta quantità di moderatore, molto probabilmente acqua, grazie alla quale il tutto non si è concluso con un'enorme esplosione. Anche in questo ambiente non c'erano materiali che assorbono i neutroni, per cui la reazione di fissione si è mantenuta a lungo.

È l'unico reattore nucleare naturale noto alla scienza. Ma questo non significa che sia sempre stato così unico. Altri potrebbero essersi spostati in profondità nella crosta terrestre a causa del movimento delle placche tettoniche o essere scomparsi a causa dell'erosione. È anche possibile che non siano stati ancora trovati. A proposito, anche questo fenomeno naturale del Gabon non è sopravvissuto fino ad oggi: è completamente elaborato dai minatori. È stato grazie a questo che hanno appreso di lui - sono andati in profondità nella terra alla ricerca di uranio per l'arricchimento, quindi sono tornati in superficie, grattandosi la testa perplessi e cercando di risolvere il dilemma - "O qualcuno ha rubato quasi 200 chilogrammi di uranio-235 da qui, o questo è un reattore nucleare naturale che lo aveva già bruciato completamente." La risposta corretta è dopo il secondo "o" se qualcuno non ha seguito il filo della presentazione.

Perché il reattore del Gabon è così importante per la scienza?

Tuttavia, è un oggetto molto importante per la scienza. Per il motivo che ha funzionato senza danni all'ambiente per circa un milione di anni. Non un solo grammo di rifiuti è fuoriuscito nella natura, nulla è stato intaccato! Questo è estremamente insolito, perché i sottoprodotti della fissione dell'uranio sono estremamente pericolosi. Non sappiamo ancora cosa fare con loro. Uno di questi è il cesio. Ci sono altri elementi che possono danneggiare direttamente la salute umana, ma è a causa del cesio che le rovine di Chernobyl e Fukushima rappresenteranno un pericolo per molto tempo a venire.

Reattore nucleare naturale del Gabon

Gli scienziati che hanno recentemente esaminato le miniere di Oklo hanno scoperto che il cesio in questo reattore naturale è stato assorbito e legato da un altro elemento: il rutenio. È molto raro in natura e non possiamo usarlo su scala industriale per neutralizzare le scorie nucleari. Ma capire come funziona il reattore può darci la speranza che possiamo trovare qualcosa di simile e sbarazzarci di questo problema di vecchia data per l'umanità.

Una delle ipotesi sull'origine aliena dell'uomo afferma che nell'antichità il sistema solare è stato visitato da una spedizione di una razza proveniente dalla regione centrale della galassia, dove le stelle e i pianeti sono molto più antichi, e quindi la vita lì ha avuto origine molto prima .

In primo luogo, i viaggiatori spaziali si stabilirono su Phaethon, una volta situato tra Marte e Giove, ma scatenarono lì una guerra nucleare e il pianeta morì. I resti di questa civiltà si stabilirono su Marte, ma anche lì l'energia atomica uccise la maggior parte della popolazione. Poi i restanti coloni arrivarono sulla Terra, diventando i nostri lontani antenati.

Questa teoria può essere confermata da una straordinaria scoperta fatta 45 anni fa in Africa. Nel 1972, una società francese stava estraendo minerale di uranio dalla miniera di Oklo nella Repubblica del Gabon. Quindi, durante l'analisi standard dei campioni di minerale, gli specialisti hanno scoperto una carenza relativamente ampia di uranio-235: mancavano più di 200 chilogrammi di questo isotopo. I francesi lanciarono subito l'allarme, perché la sostanza radioattiva mancante sarebbe bastata per realizzare più di una bomba atomica.

Tuttavia, ulteriori indagini hanno mostrato che la concentrazione di uranio-235 nella miniera del Gabon è bassa quanto nel combustibile esaurito di un reattore di una centrale nucleare. È una specie di reattore nucleare? L'analisi dei corpi minerali in un insolito deposito di uranio ha mostrato che la fissione nucleare ha avuto luogo in essi già 1,8 miliardi di anni fa. Ma come è possibile senza l'intervento umano?

Reattore nucleare naturale?

Tre anni dopo, nella capitale del Gabon, Libreville, si tenne una conferenza scientifica dedicata al fenomeno Oklo. Gli scienziati più audaci hanno poi ritenuto che il misterioso reattore nucleare fosse il risultato delle attività di un'antica razza, soggetta all'energia nucleare. Tuttavia, la maggior parte dei presenti ha convenuto che la miniera è l'unico "reattore nucleare naturale" del pianeta. Ad esempio, è iniziato molti milioni di anni da solo a causa delle condizioni naturali.

Persone di scienza ufficiale suggeriscono che uno strato di arenaria ricco di minerale radioattivo sia stato depositato su un solido letto di basalto nel delta del fiume. A causa dell'attività tettonica in questa regione, il basamento basaltico con arenaria contenente uranio è stato affondato per diversi chilometri nel terreno. L'arenaria si sarebbe incrinata e l'acqua sotterranea è penetrata nelle fessure. Il combustibile nucleare si trovava nella miniera in depositi compatti all'interno del moderatore, che fungeva da acqua. Nelle "lenti" di argilla del minerale, la concentrazione di uranio è aumentata dallo 0,5% al ​​40%. Lo spessore e la massa degli strati ad un certo momento hanno raggiunto un punto critico, si è verificata una reazione a catena e il "reattore naturale" ha iniziato a funzionare.

L'acqua, essendo un regolatore naturale, è entrata nel nucleo e ha avviato una reazione a catena di fissione dei nuclei di uranio. Le emissioni di energia hanno portato all'evaporazione dell'acqua e la reazione si è interrotta. Tuttavia, poche ore dopo, quando il nocciolo del reattore creato dalla natura si è raffreddato, il ciclo si è ripetuto. Successivamente, presumibilmente, si è verificato un nuovo disastro naturale, che ha portato questo "impianto" al suo livello originale, o semplicemente l'uranio-235 è bruciato. E il funzionamento del reattore si fermò.

Gli scienziati hanno calcolato che, sebbene l'energia fosse generata sottoterra, la sua potenza era piccola, non più di 100 kilowatt, che sarebbero stati sufficienti per far funzionare diverse dozzine di tostapane. Tuttavia, il fatto stesso che la generazione di energia atomica sia avvenuta spontaneamente in natura è impressionante.

O è un deposito nucleare?

Tuttavia, molti esperti non credono in tali fantastiche coincidenze. Gli scopritori dell'energia atomica hanno dimostrato molto tempo fa che una reazione nucleare può essere ottenuta solo artificialmente. L'ambiente naturale è troppo instabile e caotico per sostenere un tale processo per milioni e milioni di anni.

Pertanto, molti esperti sono convinti che questo non sia un reattore nucleare a Oklo, ma un deposito nucleare. Questo posto sembra davvero più una discarica di uranio esausto, e la discarica è perfettamente attrezzata. Immerso in un "sarcofago" di basalto, l'uranio è stato immagazzinato sottoterra per centinaia di milioni di anni e solo l'intervento umano lo ha fatto apparire in superficie.

Ma poiché c'è un cimitero, significa che c'era anche un reattore che produceva energia nucleare! Cioè, qualcuno che abitava il nostro pianeta 1,8 miliardi di anni fa aveva già la tecnologia dell'energia nucleare. Dove è finito tutto questo?

Secondo gli storici alternativi, la nostra civiltà tecnocratica non è affatto la prima sulla Terra. Ci sono tutte le ragioni per credere che in passato esistessero civiltà altamente sviluppate che utilizzavano la reazione nucleare per produrre energia. Tuttavia, come l'umanità di oggi, i nostri lontani antenati hanno trasformato questa tecnologia in un'arma e poi si sono uccisi con essa. È possibile che anche il nostro futuro sia predeterminato, e dopo un paio di miliardi di anni i discendenti dell'attuale civiltà si imbatteranno nelle discariche di scorie nucleari lasciate da noi e si chiederanno: da dove vengono? ..

Molto di ciò che la natura ci offre è di per sé più perfetto e più semplice di ciò che una persona intende fare, quindi i ricercatori stanno studiando, prima di tutto, ciò che la natura ci offre.

Ma in ciò che verrà discusso in questo articolo, tutto è accaduto esattamente il contrario.

Il 2 dicembre 1942 un team di scienziati dell'Università di Chicago, guidato dal premio Nobel Enrico Fermi, creò il primo reattore nucleare artificiale. Questo risultato fu tenuto segreto durante la seconda guerra mondiale, come parte del cosiddetto "Progetto Manhattan" per costruire la bomba atomica.

Quindici anni dopo la creazione del reattore a fissione da parte dell'uomo, gli scienziati hanno iniziato a pensare alla possibilità dell'esistenza di un reattore nucleare creato dalla natura stessa. La prima pubblicazione ufficiale sull'argomento è stata del professore giapponese Paul Kuroda (1956), che ha stabilito requisiti dettagliati per qualsiasi reattore naturale plausibile, se presente, in natura.

Lo scienziato ha descritto questo fenomeno in dettaglio e la sua descrizione è ancora considerata la migliore (classica) della fisica nucleare:

1. Fascia di età approssimativa per la formazione del reattore naturale
2. La concentrazione richiesta di uranio in esso
3. Il rapporto richiesto di isotopi di uranio in esso contenuto è 235 U / 238 U

Nonostante un'attenta ricerca, Paul Kuroda non è stato in grado di trovare un esempio di reattore naturale per il suo modello tra i depositi di minerale di uranio sul pianeta.

Un piccolo ma critico dettaglio che lo scienziato ha trascurato è la possibilità che l'acqua partecipi come moderatore della reazione a catena. Inoltre non si rendeva conto che alcuni minerali potevano essere così porosi da contenere abbastanza acqua per rallentare i neutroni e mantenere viva la reazione.

Gli scienziati hanno affermato che solo l'uomo è in grado di creare un reattore nucleare, ma la natura si è rivelata più sofisticata.

Un reattore nucleare naturale è stato scoperto il 2 giugno 1972 dall'analista francese Boujigues nel sud-est del Gabon, nell'Africa occidentale, proprio nel corpo di un deposito di uranio.

Ed è così che è avvenuta la scoperta.

Durante gli studi spettrometrici di routine del rapporto isotopico 235U/238U a Oklo ore nel laboratorio dell'impianto francese di arricchimento dell'uranio Pierrelatt, un chimico ha riscontrato una leggera deviazione (0,00717, rispetto alla norma di 0,00720).

La natura è caratterizzata dalla stabilità della composizione isotopica di vari elementi. È lo stesso in tutto il pianeta. In natura, ovviamente, si verificano processi di decadimento degli isotopi, ma questo non è caratteristico degli elementi pesanti, perché la differenza nelle loro masse è insufficiente perché questi isotopi si fissino durante qualsiasi processo geochimico. Ma nel deposito di Oklo, la composizione isotopica dell'uranio era insolita. Questa piccola differenza è stata sufficiente per mantenere gli scienziati interessati.

Immediatamente ci furono varie ipotesi sulle cause dello strano fenomeno. Alcuni sostenevano che il deposito fosse contaminato dal combustibile esaurito di veicoli spaziali alieni, altri lo consideravano un luogo di sepoltura per scorie nucleari, che abbiamo ereditato da antiche civiltà altamente sviluppate. Tuttavia, studi dettagliati hanno dimostrato che un rapporto così insolito di isotopi dell'uranio si è formato naturalmente.

Ecco la storia simulata di questa "meraviglia della natura".

Il reattore è stato messo in funzione circa due miliardi di anni fa durante il Proterozoico. Il Proterozoico è generoso di scoperte. Fu nel Proterozoico che furono sviluppati i principi di base per l'esistenza della materia vivente e lo sviluppo della vita sulla Terra. Apparvero i primi organismi multicellulari e iniziarono a sviluppare acque costiere, la quantità di ossigeno libero nell'atmosfera terrestre raggiunse l'1% e apparvero i prerequisiti per il rapido fiorire della vita, c'era una transizione dalla semplice divisione alla riproduzione sessuale.

E ora, in un momento così importante per la Terra, appare il nostro "fenomeno naturale nucleare".

Tuttavia, è sorprendente che nessun altro reattore simile sia stato trovato al mondo. È vero, secondo alcuni rapporti, sono state trovate tracce di un reattore simile in Australia. Ciò può essere spiegato solo dal fatto che nel lontano periodo del Cambriano, l'Africa e l'Australia erano un tutt'uno. Un'altra zona di reattore fossile è stata scoperta anche in Gabon, ma in un diverso deposito di uranio a Bangombe, 35 chilometri a sud-est di Oklo.

Sulla Terra sono noti giacimenti di uranio della stessa età, in cui, tuttavia, non è successo nulla di simile. Ecco solo i più famosi: Devil's Hole e Rainier Mays in Nevada, Pena Blanca in Messico, Box Canyon in Idaho, Kaimakli in Turchia, Chauvet Cave in Francia, Cigar Lake in Canada e Owens Lake in California.

Apparentemente, nel Proterozoico in Africa, si sono verificate una serie di condizioni uniche che erano necessarie per avviare un reattore naturale.

Qual è il meccanismo di un processo così straordinario?

Probabilmente, prima in una certa depressione, forse nel delta di un antico fiume, si è formato uno strato di arenaria ricco di minerale di uranio, che poggiava su un robusto letto di basalto. Dopo un altro terremoto, comune in quell'epoca, le fondamenta di basalto del futuro reattore affondò per diversi chilometri, trascinando con sé la vena di uranio. La vena si è incrinata, l'acqua sotterranea è penetrata nelle fessure. In questo caso, l'uranio migra facilmente con acqua contenente una grande quantità di ossigeno, cioè in un ambiente ossidante.

L'acqua satura di ossigeno si fa strada attraverso l'ammasso roccioso, ne estrae l'uranio, lo trascina con sé e gradualmente consuma l'ossigeno in esso contenuto per l'ossidazione delle sostanze organiche e del ferro ferroso. Quando l'apporto di ossigeno si esaurisce, la situazione chimica nelle profondità della terra cambia da ossidante a riducente. Il "vagabondaggio" dell'uranio poi finisce: si deposita nelle rocce, accumulandosi nel corso di molti millenni. Poi un altro cataclisma ha sollevato le basi al livello moderno. Questo schema è seguito da molti scienziati, compresi quelli che lo hanno proposto.

Non appena la massa e lo spessore degli strati arricchiti con uranio hanno raggiunto dimensioni critiche, in essi si è verificata una reazione a catena e l'"unità" ha iniziato a funzionare.

Qualche parola va detta sulla reazione a catena stessa, che è il risultato di complessi processi chimici che avvengono in un "reattore naturale". I nuclei di 235 U sono i più facili da scindere, i quali, assorbendo un neutrone, si dividono in due frammenti di scissione ed emettono due o tre neutroni. I neutroni espulsi possono, a loro volta, essere assorbiti da altri nuclei di uranio, provocando un'escalation del decadimento.

Una tale reazione autosufficiente è controllabile, ed è ciò di cui hanno approfittato le persone che hanno creato il reattore a fissione nucleare. In esso, il controllo viene effettuato per mezzo di barre di controllo (realizzate con materiali che assorbono bene i neutroni, come il cadmio), che vengono abbassate nella "zona calda". Nel suo reattore Enrico Fermi utilizzò proprio tali piastre di cadmio per regolare la reazione nucleare. Il reattore di Oklo non è stato azionato da nessuno nel senso usuale del termine.

La reazione a catena è accompagnata dal rilascio di una grande quantità di calore, quindi non era ancora chiaro il motivo per cui i reattori naturali in Gabon non sono esplosi, ma le reazioni si sono autoregolate.

Ora gli scienziati sono sicuri di conoscere la risposta. I ricercatori dell'Università di Washington ritengono che le esplosioni non siano avvenute a causa della presenza di sorgenti d'acqua di montagna. In vari reattori artificiali, la grafite è usata come moderatore, necessario per assorbire i neutroni emessi e mantenere una reazione a catena, e in Oklo, l'acqua ha svolto il ruolo di moderatore della reazione. Quando l'acqua è entrata nel reattore naturale, ha bollito ed è evaporata, per cui la reazione a catena si è interrotta per un po'. Ci sono volute circa due ore e mezza per raffreddare il reattore e accumulare acqua, e la durata del periodo attivo è stata di circa 30 minuti, secondo Nature.

Quando la roccia si è raffreddata, l'acqua è filtrata di nuovo e ha iniziato una reazione nucleare. E così, accendendosi, poi spegnendosi, il reattore, la cui potenza era di circa 25 kW (che è 200 volte inferiore a quella della primissima centrale nucleare), ha funzionato per circa 500mila anni.

A Oklo, così come nel resto della Terra e nel sistema solare nel suo insieme, due miliardi di anni fa, il contenuto relativo dell'isotopo 235 U nel minerale di uranio era di 3.000 per milione di atomi. Allo stato attuale, la formazione di un reattore nucleare sulla Terra in modo naturale non è più possibile, poiché vi è una carenza di 235 U di uranio naturale.

Ci sono una serie di altre condizioni che devono essere soddisfatte per innescare una reazione di fissione naturale:

1. Elevata concentrazione di uranio totale
2. Bassa concentrazione di assorbitori di neutroni
3. Alta concentrazione di ritardante
4. Massa minima o critica per avviare una reazione di fissione

Oltre al fatto che la natura ha lanciato il meccanismo stesso di un reattore naturale, non si può non preoccuparsi della prossima, forse la domanda più "urgente" per l'ecologia mondiale: che fine hanno fatto i rifiuti di una "centrale" nucleare naturale?

Come risultato del funzionamento del reattore naturale, si sono formate circa sei tonnellate di prodotti di fissione e 2,5 tonnellate di plutonio. La maggior parte dei rifiuti radioattivi è "sepolta" all'interno della struttura cristallina del minerale di uranite che si trova nel corpo minerale di Oklo.

Elementi del raggio ionico inadatti che non possono penetrare nel reticolo di uranite né compenetrarsi né lisciviare.

Il reattore di Oaklin "raccontò" all'umanità come seppellire le scorie nucleari in modo tale che questo luogo di sepoltura fosse innocuo per l'ambiente. Ci sono prove che a una profondità di oltre cento metri, in assenza di ossigeno libero, quasi tutti i prodotti delle sepolture nucleari non andavano oltre i confini dei corpi minerari. Sono stati registrati i movimenti di soli elementi come lo iodio o il cesio. Ciò consente di tracciare un'analogia tra i processi naturali e quelli tecnologici.

Il problema della migrazione del plutonio sta attirando la massima attenzione degli ambientalisti. È noto che il plutonio decade quasi completamente a 235 U, quindi la sua quantità costante può indicare che non c'è uranio in eccesso non solo all'esterno del reattore, ma anche all'esterno dei granuli di uranite, dove si è formato il plutonio durante l'attività del reattore.

Il plutonio è un elemento piuttosto estraneo alla biosfera e si trova in scarse concentrazioni. Insieme ad alcuni depositi di uranio nel minerale, dove successivamente decade, parte del plutonio si forma dall'uranio per interazione con neutroni di origine cosmica. In piccole quantità, l'uranio può essere presente in natura in varie concentrazioni in ambienti naturali completamente diversi - in graniti, fosforiti, apatiti, acqua di mare, suolo, ecc.

Oklo è attualmente un deposito di uranio attivo. Quei corpi minerari che si trovano vicino alla superficie vengono estratti con il metodo della cava e quelli che si trovano in profondità vengono estratti dalle miniere.

Dei diciassette reattori fossili conosciuti, nove sono completamente interrati (inaccessibili).
Reactor Zone 15 è l'unico reattore accessibile attraverso un tunnel nel pozzo del reattore. I resti del reattore fossile 15 sono chiaramente visibili come una roccia colorata di grigio-giallo chiaro, composta principalmente da ossido di uranio.

Le striature chiare nelle rocce sopra il reattore sono quarzo cristallizzato da sorgenti d'acqua sotterranee calde che circolavano durante il periodo di attività del reattore e dopo la sua estinzione.

Tuttavia, come valutazione alternativa degli eventi di quel lontano tempo, si può citare anche il seguente parere relativo alle conseguenze del funzionamento di un reattore naturale. Si presume che un reattore nucleare naturale possa portare a numerose mutazioni di organismi viventi in quella regione, la stragrande maggioranza delle quali si estinse in quanto non vitale. Alcuni paleoantropologi ritengono che siano state le radiazioni elevate a causare mutazioni inaspettate negli antenati umani africani che vagavano nelle vicinanze e li hanno resi persone (!).