Природните нуклеарни реактори на Oklo: Језичките тајни и траги од нуклеарната фисија

Пре околу две милијарди години, природните нуклеарни реакции кои се создадоа спонтано длабоко во Земјата, беа откриени како феномен кој долго време не е контролирано од страна на луѓето. Регионот Окло во Габон содржи клучни примероци на ова изненадувачко состојба и длабоко влијае врз основните дебати околу модерната нуклеарна физика. Градежните структури овде даваат значајни индикации за геолошката и хемијската историја на нашата планета. Като привлечен прашање, основните елементи што го опишуваат Окло го поставуваат прашањето како е можно фісјон under природни услови.

Стандарден анализ во Урениумската преработувачка капацитети Eurodif во Франција 1972 година ги иницираше оваа исклучителна откритие. Приодот од Габонските рудачи на ураниум покажа дека изотопот ураниум-235 се наоѓа во пониски нивоа од нормалните, и ова опаѓање беше несовесно за објаснување без нуклеарна фисјон. Овој исклучителен сооднос на изотопите беше различен од она што се смета за стабилна вредност во природата и укажуваше на постоење на ланец реакции. Последователните истражувања открија дека Окло не е еден реактор, туку цела долготрајна и повторувачка соработка од процеси.

Приближната разлика од 0,003% во ураниум-235, означена од Францис Перин, се истакна како доказ за можни реакции на ланец што го активираат неутроните. Анализирањето изотопи со текот на времето ја открија присутноста на елементите кои настанале од фисијата и потврдија дека Окло содржеше повеќе од еден природен нуклеарен реактор. Присуството на примероци од камење во Музејот на природната историја во Виена нуди важни информации за тоа како е можно процесот; кураторот потврдува дека најлогично објаснување е тоа што рудамрета од ураниум се случи спонтано до фисија.

Порака од природното ураниум од пред две милијарди години, со удел од околу 3%, е слична на одредени зголемувања на јаглеродната енергија во современи нуклеарни горива. Но, ова не беше доволно; најбитен фактор беше подземната вода која служеше како модератор. Водата со висок водород ја успоруваше брзата реакција на неутроните кои се создаваа при фисијата, создавајќи услови за нови реакции. Загреаната вода испаруваше и ги отстрануваше ефектите од модерацијата, по што повторно се пробиваше и процесот продолжуваше. Овој циклус на енергија траел илјадници години, обликувајќи ја историјата на Окло.

Како што истакна Питър Вудс од Меѓународната агенција за атомска енергија, механизмот на Окло има значителни сличности со современите реактори со лесна вода. Враќањето на реакцијата поради несврзани движења на неутроните е една од темелните безбедносни граѓи. Затоа, Окло се смета не само за геолошки феномен туку и како инспиративен пример од инженерска гледна точка. До сега, најмалку 15 природни нуклеарни реактори се идентификувани околу главниот јазол и областите на Бангомбе, секој од нив е производел околу 100 киловати термичка енергија во текот на активната фаза. Овие вредности, иако на прв поглед ниски во споредба со модерните централи, се многу забележителни бидејќи се случија спонтано во природни услови.

Во истражувањето објавено во 2011 година, овој феномен беше прогласен за еден од најизненадувачките научни откритија од 20 век. Денес, не изгледа реално да се создаде нов реактор во иста природна состојба бидејќи со текот на времето, соевиот од ураниум-235 во ураниумот падна до под 0,7%, што не е доволно за ланец реакции. Но, регијата Окло и натаму е важен референтен центар за рударство на уран, безбедноста со нуклеарните отпадоци и безбедноста во нуклеарната технологија.