Јединствени природни нуклеарни реактор у Оклу, историја његовог отварања и принцип рада

Сви смо навикли на чињеницу да је нуклеарни реактор сложена инжењерска структура, која релативно недавно је изумело човечанство и направљено да донесе користи путем контролисаног нуклеарна реакција.

Али наша природа је толико јединствена и разнолика да је створила свој природни нуклеарни реактор, који је успео да ради више од сто година, а било је то пре скоро две милијарде година. О историји открића и принципу деловања овог природног феномена биће речи у данашњем материјалу.

Како је откривен природни нуклеарни реактор

Дакле, 1956. године такозвани Хладни рат је у јеку, а свака мање-више велика држава тежи да добије уранијум 235 како би ушла у затворени клуб нуклеарних сила. Исту жељу показала је и Француска, али није успела да пронађе лежишта уранијума на својој територији.

Али на срећу, француски стручњаци успели су да пронађу богату регију Окло у земљи попут Габона (Француска је имала моћ над овом земљом као метропола). Али уранијум извађен у овом лежишту се показао веома чудним. На крају крајева, изгледао је као да је већ посетио реактор који ради.

То је постало познато након уобичајене масене спектрометријске анализе извршене 1972. године у концентратору.

Само што су се инжењери суочили са јединственим природним феноменом - природним нуклеарним реактором, који је, како се испоставило, успешно радио око две милијарде година.

Принцип нуклеарне реакције и време полураспада уранијума 235

У природи се може наћи неколико изотопа уранијума, али само је уранијум 235 погодан за рад у нуклеарним реакторима и за пуњење нуклеарних бомби. Штавише, полуживот овог изотопа је 700 милиона година, а као резултат овог распада настаје торијум 231.

Али треба само утицати на уранијум 235 спорим неутроном, који се одмах распада. То је оно што овај елемент чини тако јединственим.

У природи постоји много извора неутронског зрачења који могу изазвати реакцију распадања. Али они се крећу пребрзо да би ступили у интеракцију са уранијумом 235, што значи да морају проћи фазу успоравања спољних утицаја.

Испоставило се да ако ставите У235 у обичну воду, он успорава довољно неутрона, а њих ће апсорбовати уранијум 235. Ово ће произвести изотоп уранијум 236, који је изузетно нестабилан и брзо се распада у баријум 141 и криптон 92, као и три неутрона високе енергије.

Дакле, чим додељена три неутрона успори вода, они се такође могу већ апсорбовати три изотопа уранијума 235, који ће, такође, такође проћи кроз процес распадања са ослобађањем брзог неутрони. То ће изазвати експоненцијално повећање ланчане реакције нуклеарне фисије.

Научници су одавно научили како да изврше такозвану анализу угљеника, која се управо заснива на одређивању заостале фракције уранијума 235. С тим у вези, све је једноставно, ако знате када је настао уранијум и да се сваких 700 милиона година његов удео у руди преполовљује, онда је ствар технологије утврдити колики је његов садржај у руди.

Дакле, верује се да је тада настао апсолутно сав уранијум на нашој планети, затим је наше Сунце постало супернова, односно пре око 6 милијарди година. На основу ових података откривамо да би концентрација уранијума 235 у уранијумовој руди на Земљи требало да буде 0,72%.

Али анализа руде из лежишта Окло показала је оцену од 0,717%. На први поглед разлика није значајна, али је, с обзиром на обим лежишта, процењено да је у Оклу недостаје око 200 кг чистог уранијума, а то ће бити довољно за минут да се створи неколико атомских бомбе.

Мислим да не вреди рећи да није било ограничења на изненађење Француза, с обзиром на целокупну политичку ситуацију и распрострањена трка у наоружању између Совјетског Савеза и Сједињених Држава, „губитак“ такве количине уранијума изазвао је велику забринутост и много питања.

Али темељнијим проучавањем руде у лежишту, научници су открили и велику количину такозваних производа распадања уранијума 235.

Ово је наговестило да је минирани уранијум 235 већ разрадио у реактору и да је враћен на земљу.

И, на први поглед, ово је потпуна бесмислица, али даљи рад на лежишту показао је да се ради о јединственом објекту - једином природном нуклеарном реактору на свијету.

Принцип рада природног нуклеарног реактора у Оклу

Реактор је био у активној фази веома дуго, наиме пре око 2 милијарде година. Штавише, у то време концентрација уранијума у ​​руди била је 3%, баш као у модерним нуклеарним реакторима.

Природа је ријешила проблем успоравања неутрона на рачун подземних вода, будући да се показало да је уранова руда уроњена у слој подземних вода. И управо је та вода успорила неутроне који су реаговали и покренули нуклеарну ланчану реакцију.

А да је вода стално у "реактору", тада би све већа реакција прешла у надкритично стање и неизбежно би дошло до експлозије.

Али природни реактор у Оклу никада није отишао у тако критично стање. На крају крајева, вода и покреће реакцију и може је зауставити.

Горња слика приказује пресјек реактора Окло. Тако је пролазна вода кроз реактор покренула ланчану реакцију и загрејала ово подручје, а након одређеног времена вода је прокључала и испарила. Тако је реакција престала, јер није било ништа што би успорило неутроне.

Када се реактор охладио, вода је поново сакупљена у њему и реакција је започета. Реактор је остао у овом "радном" стању дуги низ година, све док концентрација уранијума није пала на такав ниво да више није било могуће достићи стање критичности.

Тако је радио јединствени природни реактор у Оклу, а научници су чак израчунали да му је снага око 100 кВ.

Ова чињеница указује на то да на први поглед немогућа појава у природи може постојати и да је природа још увек проналазач.

Ако вам је материјал био занимљив, оцијените га и не заборавите се претплатити на канал. Хвала на пажњи!