Mokslo ir technologijų pasaulis

Priešistorinis branduolinis reaktorius, veikęs prieš 2 milijardus metų skamba kaip nevykęs mitas. Gal dėl to, kad reaktorius suprantame kaip žmonių rankomis sukurtas struktūras. Tačiau šiuo atveju reaktorius yra natūralaus urano regionas Žemės plutoje, rastas Oklo, Gabone. Uranas yra natūraliai radioaktyvus, o sąlygos šiame uolėtame regione kaip tik tinkamos branduolinėms reakcijoms vykti.

Šis reaktorius buvo atrastas 1972 m. , kai prancūzų mokslininkai vienoje urano kasykloje Gabone paėmė urano rūdos pavyzdį, norėdami patikrinti, kiek joje yra urano. Paprastai urano rūdą sudaro trys urano izotopai, besiskiriantys neutronų skaičiumi branduolyje: uranas-238 (²³⁸U), kurio yra daugiausiai, rečiausiai pasitaikantis uranas-234 (²³⁴U) ir uranas-235 (²³⁵U), kuris tyrėjus labiausiai ir domino, kadangi jis gali palaikyti grandinines branduolių skilimo reakcijas.

Urano rūdoje galima tikėtis rasti 0,720% ²³⁵U, kadangi tiek jo rasta kituose Žemės plutos uolienos pavyzdžiuose, Mėnulyje ir netgi meteorituose. Tačiau prancūzų mokslininkai rado kažką nesuprantamo: urano pavyzdyje tebuvo 0,717% ²³⁵U. Gal 0,003% atrodo kaip menkas neatitikimas, urano atveju tai labai svarbu.

Tai reiškė, kad kasykloje trūko apie 200 kilogramų ²³⁵U. jis nebuvo pamestas ar pavogtas. Šiuose trūkstamuose 0,003% įvyko grandininė skilimo reakcija ir jis virto kitais atomais. Tokia išvada labai nustebino, nes būtina įvykdyti tris labai tikslias sąlygas, kad reaktorius nuolat gamintų energiją. O kadangi net ir mokslininkams branduolinį reaktorių sukurti buvo labai nelengva, atrodė neįtikėtina, kad gamtoje jis galėtų susidarytų atsitiktinai.

Neįtikėtina, bet ne neįmanoma, nes būtent tai ir nutiko.

Gamtinio reaktoriaus atsiradimui sąlygos buvo tokios.

Visų pirma, reakcijos maitinimui reikia tinkamo ²³⁵U procento. Nors 0,720% gali atrodyti mažai, branduoliniam skilimui tai idealus kiekis, o lyginant Oklo'os rūdos pavyzdžius su pavyzdžiais iš viso pasaulio, tikėtina, kad tokia koncentracija ir buvo prieš >2 milijardus metų, kai pradėjo veikti reaktorius.

Antroji sąlyga – neutronų šaltinis. ²³⁵U natūraliai skyla į torį ir išspinduliuoja vieną neutroną. Šis neutronas gali lėkti prie kito ²³⁵U atomo ir pradėti skilimo procesą. Branduolinis skilimas vyksta, kai atomo branduolys skyla į mažesnius atomus, tuo pačiu išlaisvindamas energiją. Šis neutronas susijungia su ²³⁵U ir drauge sudaro ²³⁶U, kuris yra nestabilus. Tada nestabilusis ²³⁶U skyla, sukurdamas įvairiausius stabilius atomus ir išlaisvindamas keletą neutronų. Šiuos neutronus gali pagauti kiti ²³⁵U atomai ir grandininė reakcija tęsiasi.

Branduoliniame reaktoriuje buvo reguliuojanti medžiaga: natūralaus požeminio vandens tėkmė. Skildami atomai ima skleisti neutronus ir energiją. Vanduo neutronus sulėtina, bet energija kaitina vandenį. Po kurio laiko vanduo taip įkaista, kad ima virti. Galiausiai iš reaktoriaus išvirdavo tiek vandens, kad nelikdavo kam stabdyti neuronus. Neutronai imdavo lėkti į žemę, su niekuo nereaguodami, ir reakcija sustodavo. Tada vandens tėkmė iš šaltinio vėl prinešdavo pakankamai vandens, kad procesas prasidėtų iš naujo. Šis vandens ciklas tikriausiai truko šimtus tūkstančių metų.

Deja, viskas, kas gera, baigiasi, netgi natūralūs branduoliniai reaktoriai: ²³⁵U buvo išnaudotas ir jo lygis tapo per mažas kokių nors reakcijų palaikymui. Taip reaktorius sulėtėjo ir sustojo, palikdamas vos kelis savo egzistavimo pėdsakus – taip pat ir „trūkstamo urano“ mįslę.

Caroline Reid
www.iflscience.com