Природный ядерный реактор
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Три тысячных доли процента — казалось бы, что за величина… Однако, обратив на нее внимание, французские ученые сумели сделать чрезвычайно интересное открытие. 0,7202 процента — именно столько урана-235 содержится всегда в природном уране. Всюду — на Земле и даже на Луне. И именно уран-235 — основной делящийся материал в ядерных реакторах. Чтобы приготовить рабочее топливо, добытую урановую руду обогащают специальными методами.
Однажды на заводе во французском городе Пьерлате, где производят обогащение урана, обнаружили, что концентрация урана-235 составляет не 0,7202, а всего лишь 0,7171 процента. Случайная ошибка? Или, может быть, эта партия урана, прежде чем попасть на завод, подверглась какой-то обработке? Французские ученые тщательно обследовали образцы из всех других партий урана и выяснили, что руда с пониженным содержанием урана-235 поступает из одного и того же источника — с рудника Окло в Юго-Восточном Габоне (Центральная Африка). Геологические и минералогические исследования в шахтах рудника показали, что уже в самих пластах концентрация урана-235 заметно ниже нормы: в среднем для пятисот тонн урана, добытого в Окло, она составляет 0,62 процента. А в наиболее богатых ураном пластах еще ниже — до 0,3 процента.
Здесь-то и возникла эта гипотеза. Пониженное содержание урана-235, предположили ученые, можно объяснить его выгоранием в результате цепной реакции деления. Возраст урановых пластов в Окло — почти два миллиарда лет. Количество атомов урана-235 уменьшается наполовину за 700 миллионов лет. Значит, в те далекие времена концентрация его составляла целых 3 процента. Большая плотность атомов урана в сравнительно небольшом объеме, отсутствие минералов, сильно поглощающих нейтроны, и многие другие свойства среды — все это сложилось в уникальный комплекс условий, благоприятных для зарождения и развития ядерной цепной реакции. Так 1800 миллионов лет назад возник своеобразный природный реактор, во многом подобный нынешним энергетическим реакторам, созданным людьми.
Запустив реактор, природа позаботилась и о том, чтобы цепная реакция не переросла в атомный взрыв.
В реакторе Окло роль поглотителя удачно сыграли некоторые природные минералы. И, кроме того, концентрация урана-235 оказалась все-таки чуть ниже критической. В результате реактор Окло благополучно проработал тысячу веков, выделяя в год около 10 тысяч мегаватт энергии.
Возникло предположение, что подобное явление могло произойти не только в Окло, но и в других богатых урановых месторождениях, например в Южной Америке.
И еще одна мысль: а что, если и сейчас где-то в не очень глубоких недрах Земли «разводит пары» новый атомный реактор? Не переусердствует ли Природа, создавая чересчур благоприятные для цепной реакции и крайне неблагоприятные для человечества условия в каких-нибудь еще неизвестных урановых залежах?
Нет, не грозит Земле участь Фаэтона! За миллионы лет эволюции природная концентрация урана-235 в земной коре понизилась настолько, что уже никогда ни в каких урановых пластах цепная реакция сама по себе не начнется.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.