В Африці існував природний ядерний реактор: як це можливо

Природа створила ядерний реактор задовго до того, як це почали робити люди. В руді з Африки науковці знайшли докази розпаду урану, що тривав понад 2 мільярди років тому.

У травні 1972 року фізик на заводі з переробки ядерного палива на півдні Франції проводив аналіз радіоактивної природної уранової руди, яку видобули в шахтах Оксло (Африка), розповіли в IFLScience.

Дослідження високоякісної руди виявило ізотопи урану-238, -234 і -235, останній з яких становив близько 0,717% від загальної кількості, що трохи менше від звичайного обсягу.

Однак ця особливість неабияк здивувала вчених, оскільки природна руда має містити 0,720% урану-235, розповіли в Міжнародному агентстві з атомної енергії (МАГАТЕ).

"Увесь природний уран сьогодні містить 0,720 відсотка урану-235. Це те, що можна знайти в земній корі, каменях із Місяця чи метеоритах. Але цей шматочок каменю з Окло містив лише 0,717 відсотка", – говорять фахівці МАГАТЕ.

Спершу фізики припустили, що їм до рук потрапив не природний уран, що могло би пояснити незвичайне співвідношення ізотопів. Тобто коефіцієнт урану-235 міг зменшитися внаслідок ланцюгової ядерної реакції.

Однак додаткові аналізи підтвердили, що руда була цілком природною, але пройшла процес поділу.

Науковці знайшли лише єдине можливе пояснення – камінь був доказом природного розпаду, який відбувся понад 2 мільярди років тому.

"Після додаткових досліджень, у тому числі перевірки на місці, вони виявили, що уранова руда розпалася сама по собі. Іншого пояснення не було", – сказав Людовік Фер’єр із Віденського музею природознавства.

У МАГАТЕ кажуть, що таке явище стало можливим через те, що в родовищах в Африці була критична маса урану 235, завдяки чому почалася реакція.

Другим вагомим фактором була вода, яка природним способом сповільнювала нейтрони і робила розпад контрольованим.

"Як у створеному людиною легководному ядерному реакторі, реакції поділу просто припиняються, якщо немає жодних засобів, що могли б уповільнити нейтрони. Вода діяла в Окло як сповільнювач", – пояснив керівник групи з виробництва урану в МАГАТЕ Пітер Вудс.

На думку науковців, утворенню природного ядерного реактора також сприяло специфічне геологічне середовище Африки. Ймовірно, в Окло не лише були високі концентрації урану, зокрема 235-го, а й товсті та великі за розмірами окремі його поклади.

Дослідники вважають, що стародавній процес розпаду урану не відбувався плавно, а пульсував, пише Science. За їхніми підрахунками, реактор працював протягом близько 30 хвилин, поки вся вода – ймовірно з річки поруч – не википала поблизу місця реакції.

Згодом реактор "вимикався" та охолоджувався протягом приблизно 2,5 годин, доки не набиралося достатньо води для початку процесу розпаду урану.

Зрештою протягом тисяч років ядерних реакцій перший у світі відомий природний ядерний реактор повільно зупинився.

Експерти припускають, що у світі могли існувати й інші подібні природні реактори, але вони, мабуть, зруйнувалися через геологічні процеси. Водночас існує ймовірність того, що схожі місця людство ще не знайшло.

Наразі запуск схожих реакцій природним способом вважають малоймовірним.

Зразки гірських порід з Окло зберігаються в штаб-квартирі французької компанії Orano, що займається виробництвом атомної та відновлювальної енергії.

Від початку 2018 року два зразки урану з природного ядерного реактора знаходяться у Віденському музеї природознавства.

За підрахунками науковців, два зразки породи випромінюють орієнтовано 40 мікрозівертів на годину. Якщо людина перебуватиме на відстані п’яти сантиметрів, то отримає випромінювання, що схоже на наслідки восьмигодинного авіаперельоту.

Раніше ми розповідали про випробування вчених, які в лабораторних умовах намагаються відтворити ядерний вибух. Таким чином дослідники шукають спосіб уникнути зіткнення із Землею небезпечного астероїда.