Naravni jedrski reaktor v Afriki. V Afriki so odkrili starodavni jedrski reaktor

Naravni jedrski reaktorji obstajajo! Nekoč je izjemni atomski fizik Enrico Fermi patetično izjavil, da lahko samo človek ustvari atomski reaktor ... Vendar, kot se je izkazalo več desetletij kasneje, se je motil - proizvaja tudi jedrske reaktorje! Obstajale so pred več sto milijoni let, ki so prekipevale od jedrskih verižnih reakcij. Zadnji med njimi, naravni jedrski reaktor Oklo, je ugasnil pred 1,7 milijarde let, a še vedno diha.

Zakaj, kje, kako in predvsem kakšne so posledice nastanka in delovanja tega naravnega pojava?

Naravne jedrske reaktorje bo morda ustvarila mati narava sama - za to bo dovolj, da se na enem "mestu" nabere potrebna koncentracija izotopa urana-235 (235U). Izotop je nekakšen kemični element, ki se od drugih razlikuje po večjem ali manjšem številu nevtronov v jedru atoma, medtem ko število protonov in elektronov ostaja konstantno.

Na primer, uran ima vedno 92 protonov in 92 elektronov, vendar se število nevtronov spreminja: 238U ima 146 nevtronov, 235U ima 143, 234U ima 142, 233U ima 141 itd. ... V naravnih mineralih - na Zemlji, na drugih planetih in v meteoritih - je večina vedno 238U (99,2739%), izotopa 235U in 234U pa sta predstavljena le v sledovih - 0,720% oziroma 0,0057%.

Verižna jedrska reakcija se začne, ko koncentracija izotopa urana-235 preseže 1 % in bolj kot je intenzivna, večja je. Prav zato, ker je izotop urana-235 v naravi zelo razpršen, je veljalo, da naravni jedrski reaktorji ne morejo obstajati. Mimogrede, v jedrskih reaktorjih elektrarn, kot gorivo in v atomskih bombah se uporablja 235U.

Vendar pa so leta 1972 v rudnikih urana blizu Okla v Gabonu v Afriki znanstveniki odkrili 16 naravnih jedrskih reaktorjev, ki so aktivno delovali pred skoraj 2 milijardama let ... Zdaj so se že ustavili in koncentracija 235U v njih je manjša od morala je biti v "normalnih" naravnih razmerah - 0,717 %.

Ta, čeprav skromna, razlika v primerjavi z "normalnimi" minerali je znanstvenike prisilila k edinemu logičnemu zaključku - tukaj so res delovali naravni atomski reaktorji. Še več, potrditev je bila visoka koncentracija razpadnih produktov jeder urana-235, podobno kot se dogaja v umetnih reaktorjih. Ko atom urana-235 razpade, nevtroni pobegnejo iz njegovega jedra, zadenejo jedro urana-238 in ga spremenijo v uran-239, ta pa izgubi 2 elektrona in postane plutonij-239...

Prav ta mehanizem je v Oklem ustvaril več kot dve toni plutonija-239. Znanstveniki so izračunali, da je bil v času »zagona« naravnega jedrskega reaktorja Oklo, pred približno 2 milijardama let (razpolovna doba 235U je 6-krat hitrejša od 238U – 713 milijonov let), delež 235U več kot 3 %, kar je enako industrijsko obogatenemu uranu.

Da bi se jedrska reakcija nadaljevala, je bil nujen dejavnik upočasnitev hitrih nevtronov, ki so leteli iz jeder urana-235. Ta dejavnik je bila, tako kot pri umetnih reaktorjih, navadna voda.

Reaktor je začel delovati v času zalitja z uranom bogatih poroznih kamnin v Oklem s podtalnico in je deloval kot nekakšni moderatorji nevtronov. Toplota, sproščena kot posledica reakcije, je povzročila, da je voda zavrela in izhlapela, kar je upočasnilo in posledično ustavilo jedrsko verižno reakcijo.

In ko se je celotna kamnina ohladila in so vsi kratkoživi izotopi razpadli (to so tako imenovani nevtronski strupi, ki lahko absorbirajo nevtrone in ustavijo reakcijo), je vodna para kondenzirala, preplavila kamnino in reakcija se je nadaljevala.

Znanstveniki so izračunali, da je bil reaktor "vklopljen" 30 minut, dokler voda ni izhlapela, in "izklopljen" 2,5 ure, dokler para ni kondenzirala. Ta ciklični proces je bil podoben sodobnim gejzirjem in se je nadaljeval več sto tisoč let. Pri razpadu jeder razpadnih produktov urana, predvsem radioaktivnih izotopov joda, je nastalo pet izotopov ksenona.

V takih kamninah naravnega reaktorja je bilo najdenih vseh 5 izotopov v različnih koncentracijah. Prav koncentracija in razmerje izotopov tega žlahtnega plina (ksenon je zelo težek in radioaktiven plin) je omogočilo ugotoviti, s kakšno frekvenco je »deloval« reaktor Oklo.

Razpad jedra atoma urana-235 (veliki atomi) povzroči emisijo hitrih nevtronov, za nadaljnjo jedrsko reakcijo mora upočasniti voda (majhne molekule)

Znano je, da je visoko sevanje škodljivo za žive organizme. Zato so na mestih obstoja naravnih jedrskih reaktorjev očitno obstajale »mrtve točke«, kjer ni bilo življenja, ker je DNK uničena z radioaktivnim ionizirajočim sevanjem. Toda na robu pege, kjer je bila raven sevanja precej nižja, so bile pogoste mutacije, kar pomeni, da so nenehno nastajale nove vrste.

Znanstveniki še vedno ne vedo jasno, kako se je življenje na Zemlji začelo. Vedo le, da je bil za to potreben močan energijski impulz, ki bi prispeval k nastanku prvih organskih polimerov. Menijo, da bi lahko bili takšni impulzi strele, vulkani, meteoriti in padci asteroidov, vendar je bilo v zadnjih letih predlagano, da se kot izhodišče upošteva hipoteza, da bi tak impulz lahko ustvarili naravni jedrski reaktorji. Kdo ve …

Mnogi mislijo, da je jedrska energija izum človeštva, nekateri celo menijo, da krši zakone narave. Toda jedrska energija je pravzaprav naravni pojav in življenje brez nje ne bi moglo obstajati. To je zato, ker je naše Sonce (in vsaka druga zvezda) samo po sebi velikanska elektrarna, ki razsvetljuje sončni sistem skozi proces, znan kot jedrska fuzija.

Vendar pa ljudje uporabljajo drugačen postopek za ustvarjanje te sile, imenovane jedrska cepitev, pri kateri se energija sprosti z cepljenjem atomov in ne z njihovim združevanjem, kot pri varjenju. Ne glede na to, kako iznajdljivo se zdi človeštvo, je narava že uporabila tudi to metodo. Na enem samem, a dobro dokumentiranem mestu so znanstveniki našli dokaze, da so bili naravni fisijski reaktorji ustvarjeni v treh nahajališčih urana v zahodnoafriški državi Gabon.

Pred dvema milijardama let je z uranom bogata mineralna nahajališča začela poplavljati podzemna voda, kar je povzročilo samozadostno jedrsko verižno reakcijo. Z opazovanjem ravni določenih izotopov ksenona (stranskega produkta procesa cepitve urana) v okoliški kamnini so znanstveniki ugotovili, da je naravna reakcija potekala več sto tisoč let v intervalih približno dveh ur in pol. .

Tako je naravni jedrski reaktor v Oklu deloval več sto tisoč let, dokler ni bila izčrpana večina cepljivega urana. Medtem ko večino urana v Oklu predstavlja necepljivi izotop U238, so za začetek verižne reakcije potrebni le 3 % cepljivega izotopa U235. Danes je delež cepljivega urana v nahajališčih okoli 0,7 %, kar kaže na to, da so jedrski procesi v njih potekali relativno dolgo. A ravno natančna karakterizacija kamnin z Okla je znanstvenike najprej zmedla.

Nizke ravni U235 so leta 1972 prvič opazili zaposleni v tovarni za bogatenje urana Pierrelate v Franciji. Pri rutinski masni spektrometrični analizi vzorcev iz rudnika Oklo je bilo ugotovljeno, da koncentracija cepljivega izotopa urana za 0,003 % odstopa od pričakovane vrednosti. Ta na videz majhna razlika je bila dovolj pomembna, da je opozorila oblasti, ki so bile zaskrbljene, da bi manjkajoči uran lahko uporabili za izdelavo jedrskega orožja. Toda kasneje, istega leta, so znanstveniki našli odgovor na to uganko - to je bil prvi naravni jedrski reaktor na svetu.

Pred dvema milijardama let so se na enem od krajev našega planeta neverjetno razvile geološke razmere, ki so po naključju in spontano oblikovale termonuklearni reaktor. Vztrajno je delovala milijon let, njeni radioaktivni odpadki pa so se, spet po naravni poti, ne da bi koga ogrožali, ves čas, ki je pretekel od ustavitve, skladiščili v naravi. Lepo bi bilo razumeti, kako mu je to uspelo, kajne?

Reakcija jedrske fisije (hitra referenca)

Preden začnemo zgodbo o tem, kako se je to zgodilo, se na hitro spomnimo, kaj je fisijska reakcija. Nastane, ko težko jedrsko jedro razpade na lažje elemente in proste fragmente, pri čemer se sprosti ogromna količina energije. Omenjeni drobci so majhna in lahka atomska jedra. So nestabilni in zato izjemno radioaktivni. Predstavljajo večino nevarnih odpadkov v industriji jedrske energije.

Poleg tega se sproščajo razpršeni nevtroni, ki so sposobni vzbuditi sosednja težka jedra v stanje cepitve. Tako dejansko poteka verižna reakcija, ki jo je mogoče nadzorovati na istih jedrskih elektrarnah, ki zagotavljajo energijo za potrebe prebivalstva in gospodarstva. Nenadzorovana reakcija je lahko katastrofalno uničujoča. Zato morajo ljudje, ko gradijo jedrski reaktor, trdo delati in sprejeti veliko varnostnih ukrepov, da sprožijo termonuklearno reakcijo.

Najprej morate razdeliti težki element - običajno se za ta namen uporablja uran. V naravi ga najdemo predvsem v obliki treh izotopov. Najpogostejši med njimi je uran-238. Najdemo ga marsikje na planetu – na kopnem in celo v oceanih. Vendar pa sama po sebi ni sposobna delitve, saj je precej stabilna. Po drugi strani ima uran-235 nestabilnost, ki jo potrebujemo, vendar je njegov delež v naravi le približno 1 odstotek. Zato se po rudarjenju uran obogati - delež urana-235 v skupni masi se zmanjša na 3%.

A to še ni vse – iz varnostnih razlogov fuzijski reaktor potrebuje moderator za nevtrone, da ostanejo pod nadzorom in ne povzročijo nenadzorovane reakcije. Večina reaktorjev za ta namen uporablja vodo. Poleg tega so krmilne palice teh struktur izdelane iz materialov, ki prav tako absorbirajo nevtrone, kot je srebro. Voda poleg svoje glavne funkcije hladi reaktor. To je poenostavljen opis tehnologije, a že iz njega je jasno, kako kompleksna je. Najboljši umi človeštva so porabili desetletja, da bi se tega spomnili. In potem smo ugotovili, da je popolnoma isto ustvarila narava in to po naključju. Nekaj ​​neverjetnega je v tem, kajne?

Gabon je rojstni kraj jedrskih reaktorjev

Vendar se moramo spomniti, da je bilo pred dvema milijardama let veliko več urana-235. Iz razloga, ker razpada veliko hitreje kot uran-238. V Gabonu, na območju imenovanem Oklo, je bila njegova koncentracija zadostna za sprožitev spontane termonuklearne reakcije. Verjetno je bilo na tem mestu pravo količino moderatorja - najverjetneje vode, zaradi česar se vse skupaj ni končalo z močno eksplozijo. Tudi v tem okolju ni bilo materialov, ki bi absorbirali nevtrone, zaradi česar se je reakcija cepitve ohranila dolgo časa.

Je edini naravni jedrski reaktor, znan znanosti. A to ne pomeni, da je bil vedno tako edinstven. Druge so se lahko pomaknile globoko v zemeljsko skorjo zaradi premikanja tektonskih plošč ali pa so izginile zaradi erozije. Možno je tudi, da jih preprosto še niso našli. Mimogrede, ta naravni gabonski pojav tudi ni preživel do danes - popolnoma so ga izdelali rudarji. Zahvaljujoč temu so izvedeli zanj - odpravili so se globoko v zemljo iskat uran za obogatitev, nato pa se vrnili na površje, si začudeno praskali glave in poskušali rešiti dilemo - »Ali je nekdo ukradel skoraj 200 kilogramov urana-235 od tu ali pa je to naravni jedrski reaktor, ki ga je že popolnoma požgal." Pravilen odgovor je za drugim "ali", če nekdo ni sledil niti predstavitve.

Zakaj je gabonski reaktor tako pomemben za znanost?

Kljub temu je za znanost zelo pomemben objekt. Iz razloga, ker je deloval brez škode za okolje približno milijon let. Niti gram odpadkov ni ušel v naravo, nič v njej ni bilo prizadeto! To je izjemno nenavadno, saj so stranski produkti cepitve urana izjemno nevarni. Še vedno ne vemo, kaj bi z njimi. Eden od njih je cezij. Obstajajo še drugi elementi, ki lahko neposredno škodujejo zdravju ljudi, a prav zaradi cezija bodo ruševine Černobila in Fukušime še dolgo nevarne.

Gabonski naravni jedrski reaktor

Znanstveniki, ki so pred kratkim raziskovali rudnike v Oklem, so ugotovili, da je cezij v tem naravnem reaktorju absorbiral in vezan na drug element – ​​rutenij. V naravi je zelo redek in ga ne moremo uporabiti v industrijskem obsegu za nevtralizacijo jedrskih odpadkov. Toda razumevanje delovanja reaktorja nam lahko da upanje, da lahko najdemo nekaj podobnega in se znebimo te dolgotrajne težave človeštva.

Ena od hipotez o nezemeljskem izvoru človeka pravi, da je sončni sistem v starih časih obiskala odprava rase iz osrednjega dela galaksije, kjer so zvezde in planeti veliko starejši, zato je tam življenje nastalo veliko prej. .

Najprej so se vesoljski popotniki naselili na Phaethonu, ki se je nekoč nahajal med Marsom in Jupitrom, vendar so tam sprožili jedrsko vojno in planet je umrl. Ostanki te civilizacije so se naselili na Marsu, a tudi tam je atomska energija pobila večino prebivalstva. Nato so na Zemljo prispeli preostali kolonisti, ki so postali naši daljni predniki.

To teorijo lahko potrdi neverjetno odkritje pred 45 leti v Afriki. Leta 1972 je francoska korporacija izkopavala uranovo rudo iz rudnika Oklo v Gabonski republiki. Nato so strokovnjaki med standardno analizo vzorcev rude odkrili relativno veliko pomanjkanje urana-235 - manjkalo je več kot 200 kilogramov tega izotopa. Francozi so takoj zazvonili alarm, saj bi bila manjkajoča radioaktivna snov dovolj za izdelavo več kot ene atomske bombe.

Vendar pa je nadaljnja preiskava pokazala, da je koncentracija urana-235 v gabonskem rudniku tako nizka kot v izrabljenem gorivu iz reaktorja jedrske elektrarne. Je to nekakšen jedrski reaktor? Analiza rudnih teles v nenavadnem nahajališču urana je pokazala, da je v njih prišlo do jedrske cepitve že pred 1,8 milijarde let. Toda kako je to mogoče brez človeškega posredovanja?

Naravni jedrski reaktor?

Tri leta pozneje je v gabonski prestolnici Libreville potekala znanstvena konferenca, posvečena fenomenu Okla. Najdrznejši znanstveniki so takrat menili, da je skrivnostni jedrski reaktor rezultat dejavnosti starodavne rase, ki je bila podvržena jedrski energiji. Vendar se je večina prisotnih strinjala, da je rudnik edini »naravni jedrski reaktor« na planetu. Na primer, začelo se je mnogo milijonov let samo od sebe zaradi naravnih pogojev.

Ljudje uradne znanosti domnevajo, da je bila plast peščenjaka, bogata z radioaktivno rudo, odložena na trdno bazaltno dno v delti reke. Zaradi tektonskih aktivnosti na tem območju je bila bazaltna podlaga z uranom vsebnim peščenjakom pogreznjena več kilometrov v zemljo. Peščenjak naj bi počil, v razpoke pa je vdrla podtalnica. Jedrsko gorivo se je nahajalo v rudniku v kompaktnih usedlinah znotraj moderatorja, ki je služil kot voda. V glinenih "lečah" rude se je koncentracija urana povečala z 0,5 odstotka na 40 odstotkov. Debelina in masa plasti sta v določenem trenutku dosegli kritično točko, zgodila se je verižna reakcija in »naravni reaktor« je začel delovati.

Voda, ki je naravni regulator, je vstopila v jedro in sprožila verižno reakcijo cepitve uranovih jeder. Emisije energije so povzročile izhlapevanje vode in reakcija se je ustavila. Vendar se je nekaj ur kasneje, ko se jedro reaktorja, ki ga je ustvarila narava, ohladilo, cikel ponovil. Kasneje se je verjetno zgodila nova naravna katastrofa, ki je to "instalacijo" dvignila na prvotno raven ali pa je uran-235 preprosto zgorel. In delovanje reaktorja se je ustavilo.

Znanstveniki so izračunali, da čeprav je bila energija proizvedena pod zemljo, je bila njena moč majhna - ne več kot 100 kilovatov, kar bi zadostovalo za delovanje več deset toasterjev. Navdušujoče pa je že samo dejstvo, da je v naravi spontano nastajala atomska energija.

Ali pa gre za jedrsko skladišče?

Vendar mnogi strokovnjaki ne verjamejo v tako fantastična naključja. Odkritelji atomske energije so že zdavnaj dokazali, da je jedrsko reakcijo mogoče doseči le umetno. Naravno okolje je preveč nestabilno in kaotično, da bi podpiralo tak proces milijone in milijone let.

Zato so številni poznavalci prepričani, da ne gre za jedrski reaktor na Oklem, temveč za jedrsko odlagališče. Ta kraj res izgleda bolj kot odlagališče izrabljenega uranovega goriva, odlagališče pa je odlično opremljeno. Uran, zazidan v bazaltnem »sarkofagu«, je bil stotine milijonov let shranjen pod zemljo in šele človeško posredovanje je povzročilo, da se je pojavil na površju.

Ker pa je grobišče, pomeni, da je bil tudi reaktor, ki je proizvajal jedrsko energijo! To pomeni, da je nekdo, ki je naselil naš planet pred 1,8 milijarde let, že imel tehnologijo jedrske energije. Kam je vse to šlo?

Po mnenju alternativnih zgodovinarjev naša tehnokratska civilizacija nikakor ni prva na Zemlji. Obstajajo vsi razlogi za domnevo, da so v preteklosti obstajale visoko razvite civilizacije, ki so za proizvodnjo energije uporabljale jedrsko reakcijo. Vendar pa so tako kot človeštvo danes tudi naši daljni predniki to tehnologijo spremenili v orožje in se nato z njo pobili. Možno je, da je tudi naša prihodnost vnaprej določena in po nekaj milijardah let bodo potomci sedanje civilizacije naleteli na odlagališča jedrskih odpadkov, ki smo jih zapustili, in se spraševali: od kod so prišli?..

Marsikaj, kar nam ponuja narava, je samo po sebi popolnejše in enostavnejše od tistega, kar človek načrtuje narediti, zato raziskovalci preučujejo predvsem tisto, kar nam ponuja narava.

Toda v tem, o čemer bomo razpravljali v tem članku, se je vse zgodilo ravno nasprotno.

2. decembra 1942 je skupina znanstvenikov na Univerzi v Chicagu pod vodstvom Nobelovega nagrajenca Enrica Fermija izdelala prvi jedrski reaktor, ki ga je izdelal človek. Ta dosežek je bil med drugo svetovno vojno tajen kot del tako imenovanega "projekta Manhattan" za izdelavo atomske bombe.

Petnajst let po tem, ko je fisijski reaktor ustvaril človek, so znanstveniki začeli razmišljati o možnosti obstoja jedrskega reaktorja, ki ga je ustvarila narava sama. Prvo uradno objavo na to temo je izdal japonski profesor Paul Kuroda (1956), ki je določil podrobne zahteve za morebitne verjetne naravne reaktorje v naravi, če sploh obstajajo.

Znanstvenik je ta pojav podrobno opisal in njegov opis še vedno velja za najboljšega (klasičnega) v jedrski fiziki:

1. Približen starostni razpon za nastanek naravnega reaktorja
2. Zahtevana koncentracija urana v njem
3. Zahtevano razmerje izotopov urana v njem je 235 U / 238 U

Kljub natančnim raziskavam Paulu Kurodi med nahajališči uranove rude na planetu ni uspelo najti primera naravnega reaktorja za svoj model.

Majhna, a kritična podrobnost, ki jo je znanstvenik spregledal, je možnost, da voda sodeluje kot moderator verižne reakcije. Prav tako se ni zavedal, da so nekatere rude lahko tako porozne, da lahko zadržijo dovolj vode, da upočasnijo nevtrone in ohranijo reakcijo.

Znanstveniki so trdili, da je samo človek sposoben ustvariti jedrski reaktor, vendar se je izkazalo, da je narava bolj prefinjena.

Naravni jedrski reaktor je 2. junija 1972 odkril francoski analitik Boujigues v jugovzhodnem Gabonu v Zahodni Afriki, prav v telesu nahajališča urana.

In tako se je zgodilo odkritje.

Med rutinskimi spektrometričnimi raziskavami razmerja vsebnosti izotopov 235 U/238 U v rudi iz nahajališča Oklo v laboratoriju francoske tovarne za bogatenje urana Pierrelatt je kemik odkril rahlo odstopanje (0,00717 v primerjavi z normo 0,00720).

Za naravo je značilna stabilnost izotopske sestave različnih elementov. Tako je po vsem planetu. V naravi seveda potekajo procesi razpadanja izotopov, vendar to ni značilno za težke elemente, saj je razlika v njihovih masah premajhna, da bi se ti izotopi med kakršnimi koli geokemičnimi procesi cepili. Toda v nahajališču Oklo je bila izotopska sestava urana neznačilna. Ta majhna razlika je bila dovolj za zanimanje znanstvenikov.

Takoj so se pojavile različne hipoteze o vzrokih nenavadnega pojava. Nekateri so trdili, da je nahajališče onesnaženo z izrabljenim gorivom vesoljskih plovil, drugi so menili, da gre za grobišče jedrskih odpadkov, ki smo jih podedovali od starodavnih visoko razvitih civilizacij. Vendar pa so podrobne študije pokazale, da je tako nenavadno razmerje izotopov urana nastalo naravno.

Tukaj je simulirana zgodovina tega "čudeža narave".

Reaktor je začel delovati pred približno dvema milijardama let v proterozoiku. Proterozoik je radodaren z odkritji. Prav v proterozoiku so bila razvita osnovna načela za obstoj žive snovi in ​​razvoj življenja na Zemlji. Pojavili so se prvi večcelični organizmi in začeli razvijati obalne vode, količina prostega kisika v zemeljski atmosferi je dosegla 1%, pojavili so se predpogoji za hiter razcvet življenja, prišlo je do prehoda od preproste delitve do spolnega razmnoževanja.

In zdaj, v tako pomembnem času za Zemljo, se pojavi naš "jedrski naravni pojav".

Kljub temu je presenetljivo, da na svetu ni bilo najdenega drugega podobnega reaktorja. Res je, po nekaterih poročilih so sledi podobnega reaktorja našli v Avstraliji. To je mogoče pojasniti le z dejstvom, da sta bili v daljnem kambrijskem obdobju Afrika in Avstralija ena sama celota. Drugo fosilizirano reaktorsko območje so odkrili tudi v Gabonu, vendar v drugem nahajališču urana v Bangombeju, 35 kilometrov jugovzhodno od Okla.

Na Zemlji so znana nahajališča urana iste starosti, v katerih pa se ni zgodilo nič podobnega. Tukaj so le najbolj znani med njimi: Devil's Hole in Rainier Mays v Nevadi, Peña Blanca v Mehiki, Box Canyon v Idahu, Kaimakli v Turčiji, Chauvet Cave v Franciji, Cigar Lake v Kanadi in Owens Lake v Kaliforniji.

Očitno so se v proterozoiku v Afriki pojavili številni edinstveni pogoji, ki so bili potrebni za zagon naravnega reaktorja.

Kakšen je mehanizem tako neverjetnega procesa?

Verjetno je najprej v neki depresiji, morda v delti starodavne reke, nastala plast peščenjaka, bogata z uranovo rudo, ki je ležala na močni bazaltni podlagi. Po drugem potresu, ki je bil pogost v tistem obdobju, se je bazaltni temelj bodočega reaktorja pogreznil za več kilometrov in s seboj potegnil uranovo žilo. Žila je počila, v razpoke je vdrla podtalnica. V tem primeru uran zlahka migrira z vodo, ki vsebuje veliko kisika, to je v oksidacijskem okolju.

Voda, nasičena s kisikom, se prebija skozi kamninsko gmoto, iz nje izpira uran, ga vleče s seboj in v njem vsebovan kisik postopoma porablja za oksidacijo organskih snovi in ​​železovega železa. Ko se zaloga kisika izčrpa, se kemična situacija v zemeljskih globinah spremeni iz oksidacijske v redukcijsko. Takrat se "potepanje" urana konča: ta se odlaga v kamnine in se nabira več tisočletij. Potem je druga kataklizma dvignila temelje na sodobno raven. Tej shemi sledijo številni znanstveniki, tudi tisti, ki so jo predlagali.

Takoj, ko sta masa in debelina plasti, obogatenih z uranom, dosegli kritične dimenzije, je v njih nastala verižna reakcija in »enota« je začela delovati.

Nekaj ​​besed je treba povedati o sami verižni reakciji, ki je posledica zapletenih kemičnih procesov, ki potekajo v »naravnem reaktorju«. Najlažje je cepiti jedra 235 U, ki se ob absorbciji nevtrona razdelijo na dva cepitvena fragmenta in oddajo dva ali tri nevtrone. Izpuščene nevtrone lahko nato absorbirajo druga uranova jedra, kar povzroči stopnjevanje razpada.

Takšno samozadostno reakcijo je mogoče nadzorovati, kar so izkoristili ljudje, ki so ustvarili jedrski fisijski reaktor. V njem krmiljenje poteka s krmilnimi palicami (iz materialov, ki dobro absorbirajo nevtrone, kot je kadmij), ki jih spustimo v »vročo cono«. Enrico Fermi je v svojem reaktorju uporabil prav takšne kadmijeve plošče za uravnavanje jedrske reakcije. Reaktorja na Oklem ni upravljal nihče v običajnem pomenu besede.

Verižno reakcijo spremlja sproščanje velike količine toplote, zato še vedno ni jasno, zakaj naravni reaktorji v Gabonu niso eksplodirali, ampak so se reakcije same regulirale.

Zdaj so znanstveniki prepričani, da poznajo odgovor. Raziskovalci z univerze v Washingtonu verjamejo, da do eksplozij ni prišlo zaradi prisotnosti gorskih vodnih virov. V različnih umetnih reaktorjih je grafit uporabljen kot moderator, potreben za absorpcijo izpuščenih nevtronov in vzdrževanje verižne reakcije, v Oklu pa je vlogo moderatorja reakcije odigrala voda. Ko je voda prišla v naravni reaktor, je zavrela in izhlapela, zaradi česar se je verižna reakcija za nekaj časa ustavila. Za hlajenje reaktorja in kopičenje vode je trajalo približno dve uri in pol, trajanje aktivnega obdobja pa je bilo približno 30 minut, poroča Nature.

Ko se je skala ohladila, je voda ponovno pronicala skoznjo in sprožila jedrsko reakcijo. In tako je reaktor, katerega moč je bila približno 25 kW (kar je 200-krat manj kot pri prvi jedrski elektrarni), deloval približno 500 tisoč let, ko je vžgal, nato pa zbledel.

V Oklu, kot tudi drugod po Zemlji in v celotnem sončnem sistemu, je bila pred dvema milijardama let relativna vsebnost izotopa 235 U v uranovi rudi 3000 na milijon atomov. Trenutno izgradnja jedrskega reaktorja na Zemlji po naravni poti ni več mogoča, saj v naravnem uranu primanjkuje 235 U.

Za začetek naravne cepitvene reakcije morajo biti izpolnjeni številni drugi pogoji:

1. Visoka skupna koncentracija urana
2. Nizka koncentracija absorberjev nevtronov
3. Visoka koncentracija zaviralca
4. Minimalna ali kritična masa za začetek cepitvene reakcije

Poleg tega, da je narava sprožila sam mehanizem naravnega reaktorja, ne moremo ne skrbeti za naslednje, morda najbolj "nujno" vprašanje za svetovno ekologijo: kaj se je zgodilo z odpadki naravne jedrske "elektrarne"?

Zaradi delovanja naravnega reaktorja je nastalo približno šest ton cepitvenih produktov in 2,5 tone plutonija. Večji del radioaktivnih odpadkov je "zakopan" v kristalni strukturi minerala uranita, ki ga najdemo v rudnem telesu Oklo.

Neustrezni elementi ionskega radija, ki ne morejo prodreti skozi mrežo uranita, prodrejo medsebojno ali se izlužijo.

Reaktor v Oaklinu je človeštvu »povedal«, kako zakopati jedrske odpadke tako, da bo to grobišče okolju neškodljivo. Obstajajo dokazi, da na globini več kot sto metrov, v odsotnosti prostega kisika, skoraj vsi izdelki jedrskih pokopov niso presegli meja rudnih teles. Zabeležena so bila gibanja samo elementov, kot sta jod ali cezij. To omogoča analogijo med naravnimi procesi in tehnološkimi.

Največjo pozornost okoljevarstvenikov pritegne problem migracije plutonija. Znano je, da plutonij skoraj v celoti razpade na 235 U, zato lahko njegova konstantna količina kaže na to, da presežka urana ni le zunaj reaktorja, temveč tudi zunaj uranitnih zrnc, kjer je med delovanjem reaktorja nastajal plutonij.

Plutonij je za biosfero precej tuj element in se pojavlja v majhnih koncentracijah. Poleg nekaterih nahajališč urana v rudi, kjer kasneje razpade, nekaj plutonija nastane iz urana z interakcijo z nevtroni kozmičnega izvora. V majhnih količinah se uran lahko pojavlja v naravi v različnih koncentracijah v popolnoma različnih naravnih okoljih – v granitih, fosforitih, apatitih, morski vodi, zemlji itd.

Oklo je trenutno aktivno nahajališče urana. Tista rudna telesa, ki se nahajajo blizu površine, se izkopavajo po metodi kamnoloma, tista, ki so v globini, pa se izkopavajo z rudniškimi izkopavanji.

Od sedemnajstih znanih fosilnih reaktorjev jih je devet popolnoma zakopanih (nedostopnih).
Reaktorska cona 15 je edini reaktor, ki je dostopen skozi tunel v reaktorskem jašku. Ostanki fosilnega reaktorja 15 so jasno vidni kot svetlo sivo-rumena pisana kamnina, ki je sestavljena predvsem iz uranovega oksida.

Svetle proge v skalah nad reaktorjem so kremen, ki je kristaliziral iz vročih podzemnih vodnih virov, ki so krožili v obdobju delovanja reaktorja in po njegovem ugasnitvi.

Kot alternativno oceno dogodkov tistega daljnega časa pa lahko omenimo tudi naslednje mnenje o posledicah delovanja naravnega reaktorja. Domneva se, da bi naravni jedrski reaktor lahko povzročil številne mutacije živih organizmov na tem območju, od katerih je velika večina izumrla kot nesposobna za preživetje. Nekateri paleoantropologi verjamejo, da je prav visoko sevanje povzročilo nepričakovane mutacije pri afriških človeških prednikih, ki so se sprehajali v bližini in jih naredilo ljudi (!).