Zagadki
Zagadka naturalnego reaktora j
ą
drowego w Gabonie
Ruda uranowa zawiera 99,38% izotopu uranu 238 i 0,72% izotopu 235. Jądro
uranu 235 pod wpływem zderzeń z powolnymi neutronami ulega
rozszczepieniu na lŜejsze części i powstają dwa lub trzy szybkie, swobodne
neutrony oraz wydziela się przy tym energia. Powstałe neutrony po
spowolnieniu, mogą dalej powodować reakcję rozszczepienia i taką reakcję
nazywamy łańcuchową. Do zmniejszenia prędkości neutronów nadają się
substancje o małej liczbie masowej zwane moderatorami (po polsku
spowalniaczami). MoŜe to być woda lub lepiej cięŜka woda (w której zwykły
wodór zastąpiono deuterem), węgiel oraz beryl. Obecnie w naturalnych
złoŜach jest za mało rozszczepialnego izotopu 235 i uran trzeba wzbogacać w
ten izotop, by zrobić z niego dobre paliwo. Aby zapoczątkować reakcje, nie
trzeba Ŝadnego zapalnika. Od czasu do czasu jądro uranu 235 samo rozpada
się na dwie części, powstają przy tym dwa lub trzy neutrony, które mogłyby
wywołać rozszczepienie kolejnych jąder uranu. Ale powstałe neutrony muszą być spowolnione i
nie moŜe być zbyt duŜo substancji pochłaniających neutrony, bo wtedy reakcja sama wygaśnie.
Wykorzystano to w reaktorach jądrowych i bombie atomowej.
Niespodziewanie w niektórych próbkach z Oklo w Gabonie
znaleziono aŜ o połowę mniej uranu 235, niŜ powinno go tam być.
Przypuszcza się, Ŝe dwa miliardy lat temu działał tam naturalny
reaktor atomowy. Po raz pierwszy stwierdzono to w 1972 roku, a w
2004 roku jak się wydaje, po ponad trzydziestu latach badań
naukowcy wreszcie wyjaśnili tę zagadkę.
Atomy uranu są nietrwale i same ulegają naturalnemu rozpadowi.
Uran 238 rozpada się wolniej, a 235 szybciej. W tej chwili pozostała
mniej więcej połowa z atomów uranu 238, a izotopu 235 jest aŜ sto
razy mniej niŜ w początkach Ziemi 4,5 mld lat temu.
Dwa miliardy lat temu w naturalnych złoŜach było proporcjonalnie
tyle samo izotopu 235, ile dziś jest w paliwie, które wychodzi z
zakładów wzbogacania uranu. Ziemia nie przekształciła się wtedy
(lub wcześniej) w gigantyczny reaktor jądrowy poniewaŜ nie było
dobrego spowalniacza i na ogół w złoŜach znajdowały się substancje
pochłaniające neutrony. Odpowiednie warunki mogły się wytworzyć tylko w szczególnych
przypadkach.
Takie warunki pewnie powstały w Gabonie. W złoŜu
uranu w Ohio odkryto kilkanaście nisz, w których
przez około 150 tysięcy lat trwały jądrowe reakcje
łańcuchowe. Wypaliło się tam około 6 ton uranu 235,
a średnia moc tego naturalnego reaktora nie
przekraczała 100 kilowatów (to mniej więcej energia,
jakiej potrzebuje dziesięć domów jednorodzinnych).
Co ciekawe, reakcje nie wymknęły się spod kontroli i
nie doszło do wybuchu ani stopienia rudy uranu. Jedna
z hipotez mówiła, Ŝe regulatorem były pierwiastki ziem
rzadkich lub teŜ bor, które pochłaniają neutrony. Ale
bardziej prawdopodobny jest udział wody gruntowej, która mogła przedostawać się do złoŜa.
Woda jest dobrym moderatorem, w jej obecności więc reakcje mogły lawinowo narastać. W czasie
jądrowej aktywności woda podgrzewała się, zmieniała w parę i jak w gejzerze uchodziła na
zewnątrz. To przerywało aktywność reaktora. Kolejny cykl mógł się zacząć dopiero wtedy, kiedy
podziemny zbiornik wypełnił się nowym zapasem cieczy. Naturalny reaktor z Oklo rozpalał się i
działał przez 30 minut, po czym gasł i przechodził w stan uśpienia na dwie i pół godziny. Potem
cykl się powtarzał przez tysiące lat.
Opracowano na podstawie internetowych informacji zamieszczonych w:
w serwisie naukowym
Gazety Wyborczej
Informacje o odkryciu moŜna znaleźć na stronie
http://www.ans.org/pi/np/oklo/
Czy istniej
ą
fale grawitacyjne?
PołoŜenie złóŜ Oklo w Gabonie.
Nisze w złoŜach uranowych w Oklo.
Page 1 of 2
Fale grawitacyjne
2008-03-29
http://www.fizyka.net.pl/aktualnosci/aktualnosci_zf2.html
