80 Â

WIAT

N

AUKI

Sierpieƒ 1998

W

tweedowym ubraniu, szczu-
p∏y, ogorza∏y, o ˝ó∏to-Êniadej
kanciastej twarzy i jednym

wyblak∏o-b∏´kitnym oku”

1

– tak wy-

glàda∏ podró˝nik i odkrywca Gordon-
Nasmyth, kiedy stanà∏ przed obliczem
londyƒskiego potentata Ponderevo, by
nak∏oniç go do zaanga˝owania si´ w
pewne przedsi´wzi´cie na pograniczu
prawa. „Pó∏tora tysiàca procent zysku
w ciàgu roku... Mój panie... najbardziej
radioaktywna substancja na Êwiecie...
gnijàca masa ró˝nych odmian ziemi
i ci´˝kich metali, polonu, radu... i tak si´
wszystko razem maceruje w rodzaj
przegni∏ego piasku... jakby zaba-
wia∏ si´ tym jakiÊ m∏odociany
stwórca... le˝y to tam w dwóch ku-
pach, jednej ma∏ej, drugiej wielkiej,
a wszystko doko∏a na ca∏e mile jest
zesch∏e, spieczone i martwe... mo-
˝esz pan mieç ten quap na ka˝de
zawo∏anie... wart trzy funty za un-
cj´, ani pensa mniej.”

Oto ˝ywo napisana scena z po-

wieÊci H. G. Wellsa z 1909 roku zatytu-
∏owanej Tono-Bungay (od nazwy cudow-
nego eliksiru pana Ponderevo). Uczony
narrator wkrótce wyp∏ywa ukradkiem
do Afryki Zachodniej, pomi´dzy zbie-
la∏e namorzyny w spokojnej zatoce. Kil-
kunastu cz∏onków za∏ogi przez par´
znojnych tygodni ∏adowa∏o tam na sta-
tek ca∏e tony piasku, który by∏ na wag´
z∏ota. Podczas rejsu powrotnego nad-
miernie obcià˝ony stary bryg zaczyna
przeciekaç „nie w jakimÊ poszczegól-
nym miejscu lecz wsz´dzie” i wkrótce
idzie na dno, gdy˝ promieniowanie
„wywo∏a∏o rozk∏ad w∏ókien drewna”.
Ca∏a flotylla ryzykanckiego przedsi´-
wzi´cia pana Ponderevo pogrà˝a si´
tymczasem na gie∏dzie. Nasz bohater
i reszta za∏ogi zostajà odnalezieni na pe∏-
nym morzu, dzi´ki czemu fabu∏a mo˝e
rozwijaç si´ a˝ do punktu kulminacyj-
nego – w koƒcu zbankrutowany przed-
si´biorca ratuje si´ ucieczkà na pok∏a-
dzie sterowca zaprojektowanego przez
narratora.

PowieÊç ta ukaza∏a si´ drukiem rok

po przyznaniu Ernestowi Rutherfordo-

wi Nagrody Nobla z chemii i na kilka
lat przed og∏oszeniem jego teorii radio-
aktywnego atomu. Tono-Bungay, utwór
edwardiaƒski, a zarazem zdecydowa-
nie nowoczesny, zajmuje poczesne miej-
sce na mojej liÊcie najlepszych dwudzie-
stowiecznych powieÊci dotyczàcych
problematyki naukowej.

Zadziwiajàce, ˝e w 1972 roku odkry-

to w Afryce Zachodniej w∏aÊnie takie
z∏o˝e wielu ton minera∏ów wzbudzo-
nych do pot´˝nej promieniotwórczoÊ-
ci.

2

Znalezisko to by∏o skamienia∏oÊcià,

ale pochodzàcà nie ze Êwiata o˝ywio-

nego, lecz mineralnego – szalejàce nie-
gdyÊ moce zosta∏y w niej wyciszone
przez czas tak skutecznie, jak koÊci ty-
ranozaura – pogrzebane w ska∏ach. Ma-
teria∏ ten jest zresztà znacznie starszy
od dinozaurów. Znad granicy z Kon-
giem, przez ods∏oni´cia prastarego
granitu podÊcie∏ajàcego piaskowcowy
p∏askowy˝, p∏ynie na pó∏noc Oklo, nie-
wielki dop∏yw g∏ównej rzeki Gabonu.
Kopalnia odkrywkowa Oklo wrzyna si´
na g∏´bokoÊç ponad 300 m poni˝ej ota-
czajàcego terenu. Ze skalnych Êcian wy-
dobywa si´ z∏ogi czarnej rudy bogatej
w tlenek uranu. Przed 26 laty francuscy
naukowcy – chemicy, geolodzy i fizycy
– natkn´li si´ na „fenomen Oklo” i
wkrótce go wyjaÊnili (ilustrowanà rela-
cj´ zamieÊci∏ Scientific American w czerw-
cu 1976 roku).

Przypomnijmy, ˝e uran, pierwiastek

o liczbie atomowej 92, ma dwie od-
miany: izotop o masie 238 (najci´˝-
szy i najbardziej d∏ugowieczny z natu-
ralnych izotopów uranu, stanowiàcy
99.3% zasobów tego pierwiastka) oraz
l˝ejszy, rzadszy izotop 235 (rozszcze-

pialny w strumieniu neutronów ter-
micznych). Uran, nak∏adem du˝ych
kosztów wzbogacony w izotop 235,
cztery do pi´ciu razy w porównaniu
z jego ubogà naturalnà zawartoÊcià, jest
podstawowym paliwem reaktorów jà-
drowych pokrywajàcych obecnie dwie
trzecie zapotrzebowania Francji na ener-
gi´ elektrycznà. Na ca∏ej Ziemi (i na
Ksi´˝ycu) cenny izotop uranu 235 sta-
nowi oko∏o 0.720% naturalnego uranu.
Pobrana rutynowo próbka z kopalni
Oklo wykaza∏a od razu ma∏à, lecz za-
skakujàcà rozbie˝noÊç z tà proporcjà:

zawiera∏a 0.717% uranu 235, a ró˝-
nica przekracza∏a wielokrotnie
margines b∏´du oznaczenia bar-
dzo dok∏adnà metodà spektrome-
trii masowej. Narzuca∏o si´ oczy-
wiste podejrzenie nadu˝ycia: uran
zubo˝ony w izotop 235 jest prze-
cie˝ g∏ównym produktem ubocz-
nym tego dobrze prowadzonego
przemys∏u – czy ktoÊ móg∏ roz-
cieƒczyç ich „zup´”?

W ciàgu kilku lat du˝y zespó∏ na-

ukowców z francuskiej Komisji Ener-
getyki Atomowej krok po kroku roz-
wik∏a∏ zagadk´. Próbki z∏o˝a rudy
uranowej z Oklo ujawni∏y wyraêne
pozosta∏oÊci „nabytej promieniotwór-
czoÊci”; nawet w nietkni´tych miejscach
ca∏a aktywnoÊç promieniotwórcza, któ-
ra powsta∏a w procesie rozszczepienia,
zanik∏a w ciàgu d∏ugotrwa∏ego natu-
ralnego rozpadu jàdrowego.

Oba g∏ówne izotopy uranu odzna-

czajà si´ naturalnà radioaktywnoÊcià
i ulegajà rozpadowi, któremu towa-
rzyszy emisja czàstek alfa, przy czym
uran 235 rozpada si´ szybciej. Ekstra-
polujmy normalnà wspó∏czesnà mie-
szanin´ do dawnych czasów: im bar-
dziej cofniemy si´ w czasie, tym wi´-
kszy by∏ udzia∏ szybciej rozpadajàce-
go si´ izotopu 235. W zamierzch∏ych
czasach Oklo izotop 235 wyst´powa∏
w uranie na ca∏ej naszej planecie tak ob-
ficie, jak dziÊ we wzbogaconym pali-
wie zasilajàcym reaktory elektrowni
jàdrowych.

W Afryce Zachodniej

odkryto z∏o˝e wielu ton minera∏ów

wzbudzonych do pot´˝nej

promieniotwórczoÊci.

Ciàg dalszy na stronie 82

ZADZIWIENIA

Philip Morrison

Fantazja a rzeczywistoÊç

KOMENTARZ

82 Â

WIAT

N

AUKI

Sierpieƒ 1998

Doprowadzenie do reakcji ∏aƒcucho-

wej w niewzbogaconym uranie wyma-
ga obecnie skomplikowanej kombina-
cji dok∏adnie oczyszczonego uranu i
spowalniacza neutronów, bogatego w
wodór, w´giel, tlen lub deuter. Do
uzyskania dzia∏ajàcego uk∏adu trzeba
by∏o talentu Enrica Fermiego i wielu
innych. Tymczasem w epoce, kiedy je-
dynymi ˝ywymi istotami by∏y drobno-
ustroje, ka˝de przypadkowe nagroma-
dzenie naturalnego tlenku uranu, byç
mo˝e skoncentrowanego chemicznie
dzi´ki powolnemu dzia∏aniu bakterii,
po czym zanurzonego w wodzie s∏od-
kiej, dzia∏ajàcej jak spowalniacz neutro-
nów, zawiera∏o wystarczajàco du˝o ∏a-
two rozpadajàcego si´ izotopu, by
wyprzedziç osiàgni´cia Fermiego i je-
go zespo∏u z Chicago o 1.8 mld lat. W
ka˝dej z szeÊciu cz´Êci z∏o˝a Oklo mniej
wi´cej tona uranu 235 zamiast ulegaç
naturalnemu rozpadowi, rozszczepia-
∏a si´ z szybkoÊcià milionkrotnie wi´k-
szà. W ka˝dym z tych miejsc w obj´to-
Êci basenu p∏ywackiego przez kilkadzie-
siàt tysi´cy lat wytwarza∏a si´ energia
cieplna w nieregularnym rytmie mocy
5–10 kW. W niektórych miejscach reak-
cja ∏aƒcuchowa zu˝y∏a ponad po∏ow´
izotopu 235 obecnego w tlenku uranu;
im intensywniejsze by∏o „wypalanie”,

tym wi´cej wytworzy∏o si´ produktów
rozszczepienia. Charakterystyczny ze-
staw kilkunastu pierwiastków „ró˝nych
odmian ziemi i ci´˝kich metali” zacho-
wa∏ si´ w ca∏ej okaza∏oÊci. Jedynym
sprawcà w Oklo okaza∏ si´ Chronos.

Ca∏y uk∏ad minera∏ów spoczywa∏ na

g∏´bokoÊci paru kilometrów pod ziemià
w warstwie wodonoÊnej, w umiarko-
wanej temperaturze i pod du˝ym ciÊnie-
niem, w starym stabilnym otoczeniu
geologicznym. Ma∏ej mocy reaktory ci-
Ênieniowowodne na wzbogacony uran
okaza∏y si´ zjawiskiem ca∏kiem natural-
nym. Ju˝ w 1956 roku amerykaƒski ra-
diochemik Paul K. Kuroda przepowie-
dzia∏ mo˝liwoÊç natrafienia na takie
naturalne reaktory. Chocia˝ przebada-
no z∏o˝a uranu na ca∏ym Êwiecie, uda-
∏o si´ odnaleêç tylko Oklo i niewielki
obszar odleg∏y o 35 km.

Pojawi∏y si´ równie˝ bardziej zasad-

nicze wyniki dociekaƒ. Wiemy dziÊ wi´-
cej o procesach jàdrowych w Oklo ni˝
o prawie wszystkich wydarzeniach z
zamierzch∏ej przesz∏oÊci. Zdolny pe-
tersburski fizyk (obecnie pracujàcy w
Harvardzie) Aleksander I. Szlachter
wykaza∏, jak mo˝na ze zdumiewajàcà
dok∏adnoÊcià okreÊliç poziomy energe-
tyczne jàder wielu nuklidów w takich
reaktorach. Jego wyniki potwierdzili
ostatnio dwaj teoretycy – Thibault Da-
mour i Freeman J. Dyson.

Si∏a powodujàca rozpad promienio-

twórczy – wzajemne odpychanie elek-
trostatyczne protonów w jàdrze – jest
obecnie taka sama jak w jàdrach atomo-
wych przeobra˝onych w Oklo z dok∏ad-
noÊcià do jednej dziesi´ciomilionowej.
Fizycy cz´sto bywajà krytykowani za
to, ˝e przyjmujà na wiar´ niezmiennoÊç
praw przyrody. Za∏o˝enie to trudno by-
∏o sprawdziç, dziÊ jednak dysponujemy
ju˝ przynajmniej pewnymi Êcis∏ymi
ograniczeniami: niektóre wa˝ne sta∏e
w przyrodzie nie zmieni∏y si´ w sposób
zauwa˝alny przez 2 mld lat. Kwestia ta
mo˝e staç si´ znów zagadnieniem
otwartym za sprawà najnowszych pre-
cyzyjnych danych widmowych odle-
g∏ych galaktyk.

T∏umaczy∏

Karol Sabath

Przypisy redakcji:

1

Wszystkie cytaty pochodzà z ksià˝ki H. G. Well-

sa Tono-Bungay w przek∏adzie B. Zieliƒskiego,

Warszawa 1956.

2

Powiàzanie przez autora opisu fenomenu Oklo

z ksià˝kà H. G. Wellsa z 1909 roku, czyli czasu fa-

scynacji dopiero odkrytà i badanà promieniotwór-

czoÊcià, jest efektowne, ale nieuzasadnione. Oczy-

wiÊcie, by∏y w Afryce pot´˝ne promieniotwórcze

z∏o˝a, ale wszystko to zdà˝y∏o si´ rozpaÊç, o czym

zresztà pisze w innym miejscu sam autor! Tak

w 1909 roku, jak i obecnie te miejsca w Afryce nie

wykazujà ˝adnej nadzwyczajnej promieniotwór-

czoÊci w porównaniu z innymi miejscami wyst´-

powania rud uranowych. T∏o radiacyjne jest tu na-

wet mniejsze ni˝ na terenach bogatych w minera∏y

toru. O tym, co pozosta∏o z naturalnego reaktora

w Oklo, tzn. o izotopach, oczywiÊcie ju˝ nieradio-

aktywnych, mo˝na przeczytaç w obszernym arty-

kule w Wiedzy i ˚yciu z marca 1994 roku.

nanego akweduktu w walijskiej miej-
scowoÊci o nazwie niemo˝liwej do
wymówienia – Pontcysyllte, i Kana∏u
Kaledoƒskiego w Szkocji (który sta∏ si´
poetyckà inspiracjà Southeya). W ca∏ej
karierze „wybrukowanej” sukcesami
(konstrukcja wszak by∏a specjalnoÊcià
Telforda) spotka∏o go tylko jedno nie-
powodzenie – kiedy w 1800 roku za-
projektowa∏ most przez Tamiz´ w Lon-
dynie. Najwi´ksi in˝ynierowie i uczeni
epoki byli zachwyceni tym projektem.
Niestety, okaza∏o si´, ˝e w∏adz miasta
nie staç na zakup terenów po obu stro-
nach rzeki, gdzie miano zbudowaç do-
jazdy do mostu.

Jednym z cz∏onków komisji, która

z ˝alem odrzuci∏a projekt Telforda, by∏
m∏odociany geniusz Thomas Young.
Takiego faceta wprost trudno nie znie-
nawidzieç. Young w∏ada∏ wszystkimi
znanymi j´zykami staro˝ytnymi, w ja-
kich zosta∏a napisana Biblia, rozszyfro-
wa∏ tajemnic´ hieroglifów egipskich,
wyg∏asza∏ w Royal Institution wyk∏ady
na wszystkie tematy i przeprowadzi∏
s∏ynny eksperyment zdajàcy si´ dowo-
dziç, ˝e Êwiat∏o porusza si´ za pomocà
fal, gdy˝ w wyniku spotkania jego wià-

zek pochodzàcych z ró˝nych êróde∏
powstajà prà˝ki interferencyjne. Nie
ma sprawy. Tylko – w czym poruszajà
si´ te fale?

Ów tajemniczy oÊrodek przenoszàcy

Êwiat∏o nazwano eterem, a próby jego
zidentyfikowania sta∏y si´ najk∏opo-
tliwszym bodaj problemem nauki w
epoce wiktoriaƒskiej. Hermann von
Helmholtz, najbardziej zarozumia∏y
z ówczesnych uczonych niemieckich,
powierzy∏ owà drobnostk´ swemu
uczniowi Heinrichowi Hertzowi, które-
go badania – majàce wykazaç, czy pro-
mieniowanie elektromagnetyczne rów-
nie˝ rozchodzi si´ falowo w eterze –
umo˝liwi∏y wynalezienie radia.

Sam Helmholtz mia∏ wa˝niejsze spra-

wy do za∏atwienia, a mianowicie zde-
maskowanie obowiàzujàcej wówczas
teorii „witalistycznej”, zak∏adajàcej, ˝e
procesy ˝yciowe zachodzà dzi´ki jakiejÊ
nie dajàcej si´ zmierzyç „sile”. Helm-
holtz obali∏ t´ teori´, wykazujàc, ˝e szyb-
koÊç sygna∏u przenoszàcego si´ w ner-
wie kulszowym ˝aby mo˝na zmierzyç
i ˝e wynosi ona 27 m/s. Teoria witali-
styczna, jak sama nazwa wskazuje, zdo-
∏a∏a jednak przetrwaç i mia∏a si´ nieêle

jeszcze w 1900 roku, g∏ównie dzi´ki nie-
jakiemu Ludwigowi Klagesowi, psycho-
logowi, twórcy naukowej „charaktero-
logii”. (JeÊli nie wyk∏ada si´ jej na waszej
wy˝szej uczelni, prosz´ mnie za to nie
winiç.)

Innym jego dzie∏em (które przynio-

s∏o mu sympati´ narodowych socjali-
stów, nieco du˝à jak na jego gust, wo-
bec czego wola∏ przenieÊç si´ do Szwaj-
carii) by∏o opracowanie tak precyzyjnej
metody analizy osobowoÊci, ˝e naziÊci
stosowali jà podczas selekcji kandyda-
tów na stanowiska urz´dowe. Mia∏em
okazj´ pos∏u˝yç si´ sztuczkami Klage-
sa, kiedy próbowa∏em rozszyfrowaç
r´kopisy Buysa Ballota. G∏ównym bo-
wiem wk∏adem Klagesa do skarbnicy
wiedzy by∏o usystematyzowanie badaƒ
grafologicznych. Tu koƒcz´ i sk∏adam
swój podpis.

T∏umaczy∏

Bronis∏aw Or∏owski

* Cailletet wpad∏ zapewne na ten pomys∏ po 1883

roku, kiedy Zygmunt Wróblewski i Karol Olszew-

ski skroplili tlen w iloÊciach makroskopowych.

WczeÊniej, w 1877 roku, Cailletetowi i R. P. Picteto-

wi uda∏o si´ dokonaç skroplenia tlenu metodà dy-

namicznà, co oznacza, ˝e otrzymali jedynie mg∏´

(przyp. red.).

ZADZIWIENIA, ciàg dalszy ze strony 80