Ein Rätsel, das zu interessanten Gedanken führt!

Ein nukleares Endlager ist ein Ort, an dem abgebrannter Kernbrennstoff gelagert wird; es gibt viele solcher Orte, die über die ganze Erde verstreut sind. Alle wurden eingebaut letzte Jahrzehnte Gefährliches sicher zu verstecken Nebenprodukte Aktivitäten von Kernkraftwerken.

Aber die Menschheit hat nichts mit einem der Gräberfelder zu tun: Es ist nicht bekannt, wer es gebaut hat und sogar wann - Wissenschaftler bestimmen sein Alter sorgfältig auf 1,8 Milliarden Jahre.

Oklo-Phänomen

1972 bemerkte ein neugieriger Laborant in der erschlossenen Uranlagerstätte in Oklo (Afrika, Gabun), dass der Anteil von U-235 im Erz um 0,003 % unter der Norm lag. Trotz der scheinbar unbedeutenden Abweichung handelte es sich für Wissenschaftler um einen Notfall. In allen terrestrischen Uranerzen und sogar in vom Mond gelieferten Proben beträgt der Urangehalt im Erz immer 0,7202 %, aus welchem ​​Grund wurde Erz mit 0,7171 % oder noch weniger aus den Minen in Oklo gefördert?

Vor allem Wissenschaftler erschreckt das Unverständliche deshalb 1975 in der Hauptstadt von Gabun, Libreville, ein Wissenschaftliche Konferenz, wo Atomwissenschaftler nach einer Erklärung für das Phänomen suchten.

Nach einer langen Debatte beschlossen sie, das Oklo-Feld als den einzigen natürlichen Kernreaktor der Erde zu betrachten. Der natürliche Reaktor, der vor 1,8 Milliarden Jahren entstand und 500.000 Jahre brannte, brannte aus, das Erz ist ein Zerfallsprodukt. Alle atmeten erleichtert auf – es gab ein Rätsel weniger auf der Erde.

Alternativer Standpunkt

Aber nicht alle Konferenzteilnehmer trafen eine solche Entscheidung. Eine Reihe von Wissenschaftlern nannte es weit hergeholt, nicht der Überprüfung gewachsen. Sie verließen sich auf die Meinung des großen Enrico Fermi, des Schöpfers des ersten Kernreaktors der Welt, der dies immer behauptete Kettenreaktion kann nur künstlich sein - zu viele Faktoren müssen zufällig zusammentreffen. Jeder Mathematiker wird sagen, dass die Wahrscheinlichkeit dafür so gering ist, dass sie eindeutig null gleichgesetzt werden kann.

Aber wenn dies plötzlich geschah und die Sterne, wie sie sagen, konvergierten, dann eine selbstgesteuerte Kernreaktion für 500.000 Jahre ... In einem Kernkraftwerk überwachen mehrere Personen den Betrieb des Reaktors rund um die Uhr und ändern ihn ständig Betriebsmodi, wodurch verhindert wird, dass der Reaktor stoppt oder explodiert. Der kleinste Fehler - und Tschernobyl oder Fukushima bekommen. Und in Oklo funktionierte für eine halbe Million Jahre alles von selbst?

Stabilste Version

Diejenigen, die mit der Version des natürlichen Kernreaktors in der Gabun-Mine nicht einverstanden sind, bringen ihre Theorie vor, wonach der Oklo-Reaktor eine Schöpfung des Geistes ist. Allerdings ist die Mine in Gabun weniger ähnlich Kernreaktor, gebaut von einer Hightech-Zivilisation. Darauf bestehen die Alternativen jedoch nicht. Ihrer Meinung nach war die Mine in Gabun der Ort der Endlagerung abgebrannter Kernbrennstoffe.

Zu diesem Zweck wurde der Ort perfekt ausgewählt und vorbereitet: Seit einer halben Million Jahren stammt aus dem Basalt-"Sarkophag" kein einziges Gramm radioaktive Substanz gelangte nicht in die Umwelt.

Die Theorie, dass die Oklo-Mine ein nukleares Endlager ist technischer Punkt vision ist viel besser geeignet als die Version des "natürlichen Reaktors". Aber einige Fragen schließend, stellt sie neue. Denn wenn es ein Endlager mit abgebrannten Kernbrennstoffen gab, dann gab es auch einen Reaktor, aus dem diese Abfälle gebracht wurden. Wo geht er hin? Und wohin verschwand die Zivilisation, die die Begräbnisstätte errichtete?

Die Umfrage zur Entstehung des Lebens auf der Erde begeistert Wissenschaftler lange Zeit. Es gibt eine riesige Menge verschiedene Theorien, die angeblich eine Antwort auf diese schwierige Frage geben soll. Zum Beispiel gegen den Beamten wissenschaftliche Theorie, der Darwins Idee über die Entwicklung der Arten für die vernünftigste und richtigste hält, ist die religiöse Lehre von der Erschaffung des Menschen aus dem Nichts, dem höchsten Wesen, das gewöhnlich Gott genannt wird. Auch in In letzter Zeit Immer mehr Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass das Leben auf unserem Planeten dank entstanden ist fremde Zivilisationen die unser Sonnensystem besucht haben. Und diese letzte Annahme kam nicht aus heiterem Himmel. Jedes Jahr durchgehend der Globus finden Sie verschiedene Artefakte, die die Anwesenheit von fortgeschritteneren Kreaturen auf unserem Planeten bestätigen.

Mysteriöse Mine in Afrika

Oklo Region Gabun Volksrepublik, ist eines der größten Vorkommen an Uranerzen auf unserem Planeten. Es sei darauf hingewiesen, dass es in der Mythologie der Stämme, die das an die Mine angrenzende Gebiet bewohnen, eine Vielzahl verschiedener Legenden gibt, die mit dieser Felsformation verbunden sind. Die meisten von ihnen können auf die Idee reduziert werden, dass die Götter einst nach einem Schatz in den Felsen suchten, der sie unbesiegbar machen könnte. Es sollte beachtet werden, dass solche Mythen in vielen Völkern der Welt zu finden sind. Daher ist es nicht verwunderlich, dass vor den Ereignissen von 1972 diese seltsame Geschichten Gelehrte haben dem nicht die gebührende Aufmerksamkeit geschenkt.

1972 ereignet sich ein Ereignis, das uns zwingt, unsere Einstellung zu diesem Ort zu überdenken und die Legenden der Ureinwohner ernst zu nehmen. Vor etwa 45 Jahren Beute Uranerz Die Website wurde von der französischen Regierung überwacht. Es wurde angenommen, dass sich die Vorkommen an Uranerzen auf mehrere Millionen Tonnen beliefen. Was war jedoch die Überraschung der Wissenschaftler, als bekannt wurde, dass die Mine halb leer war.

Es war logisch anzunehmen, dass Unbekannte ohne Erlaubnis der Regierung des Landes sowie Kuratoren aus Paris ein gefährliches Isotop abbauen konnten. Jedoch Gebrauchsspuren ähnliche Werke nicht im Minengebiet gefunden. Dieses Ereignis löste eine breite Resonanz in der Öffentlichkeit aus, weil das fehlende Isotop nachgemacht werden konnte riesige Menge Atomwaffen. Eilig wurde eine Sonderkommission eingesetzt, um diesen mysteriösen Vorfall zu untersuchen.

Es folgten genauere Untersuchungen der Lagerstätte. Bei der Untersuchung wurde festgestellt, dass die Konzentration eines gefährlichen Isotops in dieser Mine tatsächlich so gering ist wie im Brennstoff eines bereits in Betrieb befindlichen Kernreaktors.

Nach einer beträchtlichen Anzahl von Experimenten und Studien wurde bekannt, dass an diesem Ort vor mehr als hunderttausend Jahren Kernreaktionen stattfanden.

In der modernen Wissenschaft gibt es keine Präzedenzfälle, bei denen Uran eingeebnet werden konnte, ohne den Prozess der molekularen Fragmentierung künstlich zu starten, d.h. ohne fremde Hilfe.

Die logischste Option scheint zu sein, dass vor Tausenden von Jahren intelligente Wesen in der Lage waren, den Prozess der Zerkleinerung von Urankernen zu starten. Dies wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Forscher in dieser Lagerstätte verbrauchtes Uran und seine langfristigen Zerfallsprodukte gefunden haben.

Ist ein natürlicher Kernreaktor möglich?

Unmittelbar nach dieser einzigartigen Entdeckung kam es in verschiedenen wissenschaftlichen Kreisen zu Streitigkeiten über dieses Phänomen. Nach nur 3 Jahren in der Stadt Libreville, der Hauptstadt des gabunischen Staates, wissenschaftliches Symposion, die Wissenschaftler aus der ganzen Welt zusammenbrachte, um diesen schwierigen Streit zu beenden.

Es sollte beachtet werden, dass Meinungen große Menge, sogar einige Forscher gaben zu, dass es der Menschheit endlich gelungen ist, Beweise für die Existenz außerirdischer Intelligenz zu finden, dass dies Naturphänomen nichts anderes als ein riesiger Kernreaktor, der von Außerirdischen geschaffen und für den eigenen Bedarf genutzt wurde. Natürlich fanden solche kühnen Theorien in konservativeren wissenschaftlichen Kreisen keine Unterstützung.

Die meisten der bei diesem wissenschaftlichen Treffen anwesenden Forscher kamen zu dem Schluss, dass das Oklo-Phänomen der einzige natürliche Kernreaktor der Welt ist, der auf natürliche Weise um 200.000 - 100.000 v.

Wissenschaftler kamen durch Forschung zu diesem Schluss US-amerikanischer Physiker- Nuklearingenieur Notanel Barclow. Durch verschiedene Wissenschaftliche Forschung, konnte er ein Modell erstellen, wie die chemische Reaktionen an diesem Ort. Im Herzen dieser Mine befindet sich eine dicke Basaltplatte, auf deren Oberfläche sich radioaktiver Sand ansammelte. Infolge von Erdbeben in dieser seismisch instabilen Region stürzte eine Basaltplatte mit radioaktivem Sand mehrere hundert Meter unter die Erde. Die unter die Erde fallende Basaltplatte blieb kein Monolith, an einigen Stellen brach sie, Das Grundwasser sickerte durch mehrere Risse und schuf die Bedingungen für das Auftreten von Reaktionen. Wenn man bedenkt, dass der Boden an diesem Ort ausschließlich aus Ton besteht, stellt sich heraus, dass die für die Reaktion notwendigen Substanzen einem natürlichen Kokon ähneln, der zu einem sehr natürlichen Reaktor wurde.

Im Laufe der Zeit als Prozesse seismische Aktivität Erdplatten In dieser Region leicht zurückgegangen, begann der Prozess der Urananreicherung in den gebildeten unterirdischen Lagunen. Laut modernen Wissenschaftlern könnte der Urananteil in einer solchen Linse in einigen Fällen 40 - 65 Prozent erreichen gesamt Substanzen. Der Prozess des Einspritzens der kritischen Masse nahm allmählich zu und nur Wasser als natürlicher Katalysator ließ keine Explosion zu, sondern startete den Prozess der Atomspaltung. So begann der natürliche Rektor zu arbeiten. Anschließend verursachte eine Naturkatastrophe, dass das Uranisotop einfach ausbrannte, was allem ein Ende setzte. Natürlicher Prozess Spaltung von Uran. Der gesamte Rest der Substanz wurde infolge eines scharfen Aufhörens der Spaltung eingeebnet, möglicherweise ereignete sich an dieser Stelle eine lokale Atomexplosion.

Nach den neuesten Berechnungen der Forscher betrug die Leistung des unterirdischen Reaktors etwa 100 kW und die Explosionskraft, die den gesamten etablierten Prozess stoppte, 10-20 kT.

Nukleares Endlager?

Es gibt jedoch andere Theorien zu dieser Uranlagerstätte. Viele Forscher sind nicht geneigt, die Annahme eines natürlichen Kernreaktors zu akzeptieren. Ihrer Meinung nach steht die Wissenschaft vor einem Beispiel eines alten Atomfriedhofs.

Wissenschaftler kamen zu diesem Schluss, nachdem bewiesen wurde, dass eine Kernreaktion angesichts keiner auftreten kann natürliche Anomalien oder Phänomene. Die Spaltung von Uran erfolgt ausschließlich in gebaute Umwelt und künstlich. Aufgrund dieser Tatsache sind die meisten Experten davon überzeugt, dass Oklo das erste Endlager für gefährliche Abfälle in der Geschichte der Menschheit ist.

Der Standort der Mine ähnelt eher einem Versuch, ein verbrauchtes Isotop zu vergraben, und es sollte beachtet werden, dass der Standort dafür fast ideal gewählt ist. Nehmen wir an, der Sarkophag mit verbrauchtem Uran wurde in eine Basaltplatte eingemauert. Ähnliche Technologien werden verwendet moderne Wissenschaft für die Lagerung gefährlicher Abfälle, nur wegen Naturkatastrophen und die instabile seismische Situation in der Region, der Sarkophag brach und Abfall an die Oberfläche sickerte. Geologische Erkundungen führten aufgrund der erhöhten radioaktiven Hintergrundstrahlung an dieser Stelle zu Vorkommen von Uranerzen.

Die Theorie scheint plausibel und hat ihre Daseinsberechtigung, jedoch stellt sich darauf aufbauend eine weitere logische Frage. Welche Zivilisation war vor mehr als 100.000 Jahren in der Lage, einen Kernreaktor zu bauen und dann zu versuchen, die verbrauchten Materialien loszuwerden, indem sie sie tief in der Erde lagerten?

Vielleicht müssen Wissenschaftler den Mythen und Legenden der ursprünglich dort lebenden Völker mehr Aufmerksamkeit schenken gegebenen Bereich. Es ist in der mündlichen Entschlüsselung Volkstradition und liegt die Antwort auf die Frage nach dem mysteriösen Tau, der Kernenergie nutzen und regenerieren kann. Wie oben erwähnt, sind sich die Eingeborenen sicher, dass die Götter einst diesen Ort bewohnten und ihre Macht keine Grenzen hatte.

Einige Historiker, die versuchen, die Geschichte der Menschheit zu betrachten und verschiedene konservative Dogmen ablehnen, sagen, dass unsere Zivilisation nicht die erste ist, die die Technologie beherrscht und eine unglaubliche Entwicklung erreicht.

Die Menschheit wird zunehmend mit verschiedenen konfrontiert mysteriöse Artefakte, die nicht in den Kanon passen historisches Konzept und uns denken lassen, dass sich die Geschichte in einer Spirale bewegt. Schließlich gab es schon vor unserer Zivilisation mächtige Völker, die etwas erreichen konnten beispiellose Stärke aber dann selbst zerstört. Es ist notwendig zu versuchen, damit die gegenwärtige Zivilisation kein ähnliches Schicksal erleidet.

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Vieles, was uns die Natur geboten hat, ist an sich vollkommener und vollkommener einfacher als das was ein Mensch vorhat zu machen, also untersuchen die Forscher zuallererst, was uns die Natur bietet.

Aber bei dem, was in diesem Artikel besprochen wird, ist alles genau umgekehrt passiert.

2. Dezember 1942 ein Team von Wissenschaftlern Universität Chicago Unter der Leitung von Nobelpreisträger Enrico Fermi schuf den ersten künstlichen Kernreaktor. Diese Errungenschaft wurde während des Zweiten Weltkriegs im Rahmen des sogenannten „Manhattan-Projekts“ zum Bau der Atombombe geheim gehalten.

Fünfzehn Jahre nachdem der Mensch den Spaltreaktor geschaffen hatte, begannen die Wissenschaftler über die Möglichkeit der Existenz eines von der Natur selbst geschaffenen Kernreaktors nachzudenken. Die erste offizielle Veröffentlichung zu diesem Thema stammt von dem japanischen Professor Paul Kuroda (1956), der detaillierte Anforderungen an alle plausiblen natürlichen Reaktoren, falls vorhanden, in der Natur festlegte.

Der Wissenschaftler beschrieb dieses Phänomen ausführlich, und seine Beschreibung gilt immer noch als die beste (klassische) in der Kernphysik:

1. Ungefähre Altersspanne für die natürliche Reaktorbildung
2. Die erforderliche Konzentration von Uran darin
3. Das erforderliche Verhältnis von Uranisotopen darin beträgt 235 U / 238 U

Trotz sorgfältiger Recherche konnte Paul Kuroda unter den Uranerzvorkommen auf dem Planeten kein Beispiel eines natürlichen Reaktors für sein Modell finden.

Ein kleines, aber entscheidendes Detail, das der Wissenschaftler übersehen hat, ist die Möglichkeit, dass Wasser als Moderator der Kettenreaktion beteiligt ist. Er erkannte auch nicht, dass bestimmte Erze so porös sein können, dass sie sich zurückhalten erforderliche Menge Wasser, um die Neutronen zu verlangsamen und die Reaktion zu unterstützen.

Wissenschaftler argumentierten, dass nur der Mensch in der Lage sei, einen Kernreaktor zu bauen, aber die Natur erwies sich als raffinierter.

Ein natürlicher Kernreaktor wurde am 2. Juni 1972 vom französischen Analytiker Boujigues im südöstlichen Gabun, Westafrika, direkt im Körper einer Uranlagerstätte entdeckt.

Und so geschah die Entdeckung.

Bei routinemäßigen spektrometrischen Untersuchungen des 235 U/ 238 U-Isotopengehaltsverhältnisses im Erz der Lagerstätte Oklo im Labor der französischen Urananreicherungsanlage Pierrelatt entdeckte ein Chemiker eine leichte Abweichung (0,00717, verglichen mit der Norm von 0,00720).

Die Natur zeichnet sich durch die Stabilität der Isotopenzusammensetzung verschiedener Elemente aus. Es ist auf dem ganzen Planeten gleich. In der Natur finden natürlich Isotopenzerfallsprozesse statt, aber schwere Elemente Dies ist nicht typisch, da der Unterschied in ihren Massen nicht ausreicht, damit diese Isotope während eines Geo spalten Chemische Prozesse. Aber in der Oklo-Lagerstätte war die Isotopenzusammensetzung von Uran uncharakteristisch. Dieser kleine Unterschied reichte aus, um das Interesse der Wissenschaftler aufrechtzuerhalten.

Sofort erschienen verschiedene Hypothesenüber die Gründe seltsames Phänomen. Einige behaupteten, dass die Lagerstätte mit abgebranntem außerirdischem Treibstoff kontaminiert sei. Raumfahrzeug, andere hielten es für eine Grabstätte für Atommüll, die wir von der Antike geerbt haben Hochentwickelte Zivilisationen. Detaillierte Studien haben jedoch gezeigt, dass solch ein ungewöhnliches Verhältnis von Uran-Isotopen auf natürliche Weise entstanden ist.

Hier ist die simulierte Geschichte dieses "Wunders der Natur".

Der Reaktor wurde vor etwa zwei Milliarden Jahren während des Proterozoikums in Betrieb genommen. Das Proterozoikum ist großzügig mit Entdeckungen. Im Proterozoikum wurden die Grundlagen für die Existenz lebender Materie und die Entwicklung des Lebens auf der Erde entwickelt. Der Erste mehrzellige Organismen und begann Küstengewässer zu entwickeln, die Menge an freiem Sauerstoff in der Erdatmosphäre erreichte 1%, und Voraussetzungen für das schnelle Gedeihen des Lebens erschienen, es gab einen Übergang von einfache Teilung zur sexuellen Fortpflanzung.

Und jetzt, zu einem so wichtigen Zeitpunkt für die Erde, taucht unser "nukleares Naturphänomen" auf.

Dennoch ist es überraschend, dass weltweit kein ähnlicher Reaktor gefunden wurde. Zwar wurden einigen Berichten zufolge Spuren eines ähnlichen Reaktors in Australien gefunden. Dies kann nur dadurch erklärt werden, dass in der Ferne Kambrische Periode Afrika und Australien waren eins. Eine weitere versteinerte Reaktorzone wurde ebenfalls in Gabun entdeckt, jedoch in einer anderen Uranlagerstätte bei Bangombe, 35 Kilometer südöstlich von Oklo.

Auf der Erde sind gleichaltrige Uranlagerstätten bekannt, in denen jedoch nichts Ähnliches passiert ist. Hier sind nur die berühmtesten von ihnen: Devil's Hole und Rainier Mays in Nevada, Peña Blanca in Mexiko, Box Canyon in Idaho, Kaimakli in der Türkei, Chauvet Cave in Frankreich, Cigar Lake in Kanada und Owens Lake in Kalifornien.

Anscheinend traten im Proterozoikum in Afrika eine Reihe einzigartiger Bedingungen auf, die notwendig waren, um einen natürlichen Reaktor zu starten.

Was ist der Mechanismus eines solch erstaunlichen Prozesses?

Wahrscheinlich zunächst in einer gewissen Senke, vielleicht in einem Delta alter Fluss entstand eine uranerzreiche Sandsteinschicht, die auf einem starken Basaltbett ruhte. Nach einem weiteren Erdbeben, das in dieser Zeit üblich war, sank das Basaltfundament des zukünftigen Reaktors mehrere Kilometer und zog die Uranader mit sich. Die Ader riss, Grundwasser drang in die Risse ein. In diesem Fall wandert Uran leicht mit Wasser, das eine große Menge Sauerstoff enthält, dh in einer oxidierenden Umgebung.

Sauerstoffgesättigtes Wasser bahnt sich seinen Weg durch die Gesteinsmasse, löst Uran aus, reißt es mit und verbraucht nach und nach den darin enthaltenen Sauerstoff für die Oxidation von Organik und Eisen. Wenn der Sauerstoffvorrat erschöpft ist, wird die chemische Umgebung in irdische Tiefen von oxidativ zu reduktiv. Das „Wandern“ des Urans endet dann: Es wird eingelagert Felsenüber viele Jahrtausende angesammelt. Dann hob eine weitere Katastrophe das Fundament an modernes Niveau. Dieses Schema wird von vielen Wissenschaftlern befolgt, einschließlich derjenigen, die es vorgeschlagen haben.

Sobald Masse und Dicke der mit Uran angereicherten Schichten kritische Dimensionen erreichten, setzte in ihnen eine Kettenreaktion ein, und die „Einheit“ begann zu arbeiten.

Ein paar Worte sollten über die Kettenreaktion selbst gesagt werden, die das Ergebnis komplexer chemischer Prozesse ist, die in einem „natürlichen Reaktor“ ablaufen. Die 235-U-Kerne sind am einfachsten zu spalten, die ein Neutron absorbieren, in zwei Spaltfragmente geteilt werden und zwei oder drei Neutronen emittieren. Die ausgestoßenen Neutronen können wiederum von anderen Urankernen absorbiert werden, wodurch der Zerfall eskaliert.

Eine solche sich selbst erhaltende Reaktion ist kontrollierbar, was sich die Menschen zunutze machten, die den Kernspaltungsreaktor erschufen. Die Steuerung erfolgt dabei über Steuerstäbe (aus Materialien, die Neutronen gut absorbieren, wie z. B. Cadmium), die in die „heiße Zone“ abgesenkt werden. Enrico Fermi hat in seinem Reaktor genau solche Kadmiumplatten zur Regulierung verwendet Kernreaktion. Der Reaktor in Oklo wurde von niemandem im üblichen Sinne betrieben.

Die Kettenreaktion wird von der Freisetzung begleitet eine große Anzahl Hitze, so war noch unklar, warum die natürlichen Reaktoren in Gabun nicht explodierten und die Reaktionen sich selbst regulierten.

Jetzt sind Wissenschaftler sicher, dass sie die Antwort kennen. Forscher der University of Washington glauben, dass die Explosionen nicht auf das Vorhandensein von Bergen zurückzuführen sind Wasserquellen. In verschiedenen künstlichen Reaktoren wird Graphit als Moderator verwendet, der notwendig ist, um emittierte Neutronen zu absorbieren und eine Kettenreaktion aufrechtzuerhalten, und in Oklo spielte Wasser die Rolle des Moderators der Reaktion. Als Wasser in den natürlichen Reaktor eindrang, kochte es und verdampfte, wodurch die Kettenreaktion für eine Weile gestoppt wurde. Es dauerte etwa zweieinhalb Stunden, um den Reaktor abzukühlen und Wasser anzusammeln, und die Dauer aktiver Zeitraum war etwa 30 Minuten, laut Nature.

Als das Gestein abkühlte, sickerte wieder Wasser durch und löste eine Kernreaktion aus. Und so blinkte und verblasste der Reaktor, dessen Leistung etwa 25 kW betrug (das ist 200-mal weniger als die des allerersten Kernkraftwerk), funktionierte ungefähr 500.000 Jahre lang.

In Oklo, wie im Rest der Erde und in Sonnensystem Im Allgemeinen betrug vor zwei Milliarden Jahren die relative Häufigkeit des Isotops 235 U in Uranerz 3.000 pro Million Atome. Derzeit ist die Bildung eines Kernreaktors auf der Erde auf natürlichem Wege nicht mehr möglich, da 235 U im natürlichen Uran knapp ist.

Da sind mehr ganze Linie Bedingungen, deren Erfüllung zwingend erforderlich ist, um die natürliche Spaltungsreaktion zu starten:

1. hoch Gesamtkonzentration Uran
2. Niedrige Konzentration an Neutronenabsorbern
3. Hohe Verzögererkonzentration
4. Minimum bzw kritische Masse um die Spaltungsreaktion zu starten

Zusätzlich zu der Tatsache, dass die Natur den eigentlichen Mechanismus eines natürlichen Reaktors ins Leben gerufen hat, muss man sich über die nächste, vielleicht „dringendste“ Frage für die Weltökologie Gedanken machen: Was ist mit den Abfällen eines natürlichen Kernkraftwerks passiert?

Als Ergebnis der Arbeit natürlicher Reaktor etwa sechs Tonnen Spaltprodukte und 2,5 Tonnen Plutonium entstanden. Der Großteil radioaktiver Müll"begraben" in der kristallinen Struktur des Uranitminerals, das im Körper der Oklo-Erze gefunden wird.

Ungeeignete Größen Ionenradius Elemente, die das Uranitgitter nicht durchdringen können, dringen entweder ein oder werden ausgelaugt.

Der Oaklin-Reaktor "erklärte" der Menschheit, wie man Atommüll vergräbt, damit diese Grabstätte für sie unschädlich ist Umfeld. Es gibt Hinweise darauf, dass in einer Tiefe von mehr als hundert Metern in Abwesenheit von freiem Sauerstoff fast alle Produkte nuklearer Bestattungen nicht über die Grenzen von Erzkörpern hinausgingen. Bewegungen von nur Elementen wie Jod oder Cäsium wurden aufgezeichnet. Dies ermöglicht es, eine Analogie zwischen zu ziehen natürliche Prozesse und technologisch.

Das Problem der Plutoniummigration zieht die größte Aufmerksamkeit von Umweltschützern auf sich. Es ist bekannt, dass Plutonium fast vollständig auf 235 U zerfällt, daher kann seine konstante Menge darauf hindeuten, dass es kein überschüssiges Uran gibt, nicht nur außerhalb des Reaktors, sondern auch außerhalb der Uranitkörner, wo Plutonium während der Reaktoraktivität gebildet wurde.

Plutonium ist ein für die Biosphäre eher fremdes Element und kommt in geringen Konzentrationen vor. Neben einigen Uranvorkommen im Erz, wo es anschließend zerfällt, wird durch Wechselwirkung mit Neutronen etwas Plutonium aus Uran gebildet. kosmischen Ursprung. In geringen Mengen kann Uran in ganz unterschiedlichen Konzentrationen in der Natur vorkommen natürliche Umgebungen- in Graniten, Phosphoriten, Apatiten, Meerwasser, Erde usw.

BEI dieser Moment Oklo ist eine aktive Uranlagerstätte. Die oberflächennahen Erzkörper werden im Steinbruchverfahren abgebaut, die in der Tiefe liegenden Erzkörper im Minenbetrieb.

Von den siebzehn bekannten fossilen Reaktoren sind neun vollständig verschüttet (unzugänglich).
Die Reaktorzone 15 ist der einzige Reaktor, der durch einen Tunnel im Reaktorschacht zugänglich ist. Die Überreste des fossilen Reaktors 15 sind deutlich als hellgrau-gelbes buntes Gestein zu erkennen, das hauptsächlich aus Uranoxid besteht.

Die hellen Streifen in den Felsen über dem Reaktor sind Quarz, der aus heißen unterirdischen Wasserquellen kristallisiert ist, die während der Reaktoraktivität und nach seinem Erlöschen zirkulierten.

Als alternative Einschätzung der Ereignisse dieser fernen Zeit kann man jedoch auch erwähnen nächste Meinung mit den Folgen des Betriebs eines natürlichen Reaktors verbunden sind. Es wird angenommen, dass ein natürlicher Kernreaktor zu zahlreichen Mutationen lebender Organismen in dieser Region führen könnte, von denen die überwiegende Mehrheit als nicht lebensfähig ausstarb. Einige Paläoanthropologen glauben, dass es eine hohe Strahlung war, die unerwartete Mutationen bei afrikanischen menschlichen Vorfahren verursachte, die in unmittelbarer Nähe umherzogen, und sie zu Menschen (!) machte.

Korol A. Yu. - Schüler der Klasse 121 SNNYaEiP (Sewastopol Nationales Institut Kernenergie und Industrie.)
Leiter - Ph.D. , Außerordentlicher Professor der Abteilung YaPPU SNYaEiP Vah I.V., st. Repina 14 qm fünfzig

In Oklo (einer Uranmine im Bundesstaat Gabun, nahe dem Äquator, Westafrika) wurde vor 1900 Millionen Jahren ein natürlicher Kernreaktor betrieben. Sechs „Reaktor“-Zonen wurden identifiziert, in denen jeweils Anzeichen einer Spaltungsreaktion gefunden wurden. Überreste von Aktinid-Zerfällen weisen darauf hin, dass der Reaktor Hunderttausende von Jahren in einem langsamen Siedemodus betrieben wurde.

Im Mai - Juni 1972 mit gewöhnlichen Messungen physikalische Parameter Chargen von Natururan, die aus der afrikanischen Oklo-Lagerstätte (einer Uranmine in Gabun, einem Staat in Äquatornähe) an die Anreicherungsanlage in der französischen Stadt Pierrelate geliefert werden Westafrika) wurde festgestellt, dass das Isotop U - 235 im ankommenden Natururan kleiner als das Standardisotop ist. Es wurde festgestellt, dass Uran 0,7171 % U-235 enthält. Normaler Wert für Natururan 0,7202 %
U - 235. In allen Uranmineralien, in allen Gesteinen und natürlichen Gewässern der Erde sowie in Mondproben Dieses Verhältnis ist erfüllt. Die Lagerstätte Oklo ist bisher der einzige in der Natur dokumentierte Fall, in dem diese Konstanz verletzt wurde. Der Unterschied war unbedeutend - nur 0,003%, zog aber dennoch die Aufmerksamkeit der Technologen auf sich. Es bestand der Verdacht auf Sabotage oder Diebstahl von spaltbarem Material, d.h. U - 235. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Abweichung im Gehalt von U-235 bis zur Quelle des Uranerzes zurückverfolgt werden konnte. Dort zeigten einige Proben weniger als 0,44 % U 235. Proben wurden in der gesamten Mine entnommen und zeigten systematische Abnahmen von U 235 in einigen Erzgängen. Diese Erzadern waren über 0,5 Meter mächtig.
Die Behauptung, U-235 sei „ausgebrannt“, wie es in den Hochöfen von Kernkraftwerken geschieht, klang zunächst wie ein Witz, obwohl es dafür gute Gründe gab. Die Berechnungen ergaben, dass wenn Massenanteil Grundwasser im Reservoir beträgt etwa 6%, und wenn natürliches Uran auf 3% U-235 angereichert wird, kann unter diesen Bedingungen ein natürlicher Kernreaktor in Betrieb gehen.
Da sich die Mine in einer tropischen Zone und recht oberflächennah befindet, ist das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an Grundwasser sehr wahrscheinlich. Das Verhältnis der Uranisotope im Erz war ungewöhnlich. U-235 und U-238 sind radioaktive Isotope mit unterschiedlichen Halbwertszeiten. U-235 hat eine Halbwertszeit von 700 Millionen Jahren und U-238 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 4,5 Mrd. Die Isotopenhäufigkeit von U-235 verändert sich in der Natur langsam. Beispielsweise sollte natürliches Uran vor 400 Millionen Jahren 1 % U-235 enthalten haben, vor 1900 Millionen Jahren waren es 3 %, d.h. die erforderliche Menge für die "Kritikalität" der Uranerzader. Es wird angenommen, dass dies der Fall war, als der Oklo-Reaktor in Betrieb war. Sechs „Reaktor“-Zonen wurden identifiziert, in denen jeweils Anzeichen einer Spaltungsreaktion gefunden wurden. Thorium aus dem Zerfall von U-236 und Wismut aus dem Zerfall von U-237 wurden beispielsweise nur in den Reaktorzonen im Feld Oklo gefunden. Rückstände aus dem Zerfall von Aktiniden weisen darauf hin, dass der Reaktor seit Hunderttausenden von Jahren in einem langsam siedenden Modus betrieben wird. Die Reaktoren regelten sich selbst, da zu viel Leistung zum vollständigen Abkochen des Wassers und zum Abschalten des Reaktors führen würde.
Wie hat die Natur es geschafft, die Bedingungen für eine nukleare Kettenreaktion zu schaffen? Zunächst bildete sich im Delta des alten Flusses eine an Uranerz reiche Sandsteinschicht, die auf einem starken Basaltbett ruhte. Nach einem weiteren Erdbeben, das zu dieser heftigen Zeit üblich war, sank das Basaltfundament des zukünftigen Reaktors mehrere Kilometer ab und zog die Uranader mit sich. Die Ader riss, Grundwasser drang in die Risse ein. Dann hob eine weitere Katastrophe die gesamte "Installation" auf das aktuelle Niveau. In Kernöfen von Kernkraftwerken befindet sich Brennstoff in kompakten Massen im Moderator - einem heterogenen Reaktor. Das ist in Oklo passiert. Als Moderator diente Wasser. Tonlinsen tauchten im Erz auf, wo die Konzentration von natürlichem Uran von den üblichen 0,5 % auf 40 % anstieg. Wie diese kompakten Uranklumpen entstanden sind, ist nicht genau geklärt. Vielleicht wurden sie durch Sickerwasser geschaffen, das Ton weggetragen und Uran zu einer einzigen Masse gesammelt hat. Einmal die Masse u Schichtdicke, angereichert mit Uran, eine kritische Größe erreichten, trat in ihnen eine Kettenreaktion auf, und die Anlage begann zu arbeiten. Als Ergebnis des Betriebs des Reaktors wurden etwa 6 Tonnen Spaltprodukte und 2,5 Tonnen Plutonium gebildet. Der größte Teil des radioaktiven Abfalls verbleibt in der kristallinen Struktur des Uranitminerals, das im Körper der Oklo-Erze gefunden wird. Elemente, die aufgrund eines zu großen oder zu kleinen Ionenradius nicht in das Uranitgitter eindringen konnten, diffundieren oder werden ausgelaugt. Während der 1900 Millionen Jahre, die seit dem Betrieb der Reaktoren in Oklo vergangen sind, wenigstens die Hälfte der mehr als dreißig Spaltprodukte war im Erz gebunden, trotz des reichlich vorhandenen Grundwassers in dieser Lagerstätte. Assoziierte Spaltprodukte umfassen die Elemente: La, Ce, Pr, Nd, Eu, Sm, Gd, Y, Zr, Ru, Rh, Pd, Ni, Ag. Eine teilweise Pb-Migration wurde festgestellt und die Pu-Migration war auf weniger als 10 Meter begrenzt. Nur Metalle mit Wertigkeit 1 oder 2, also Diejenigen, die haben hohe Löslichkeit im Wasser, wurden fortgetragen. Wie erwartet blieb fast kein Pb, Cs, Ba und Cd an Ort und Stelle. Die Isotope dieser Elemente haben relativ kurze Halbwertszeiten von mehreren zehn Jahren oder weniger, so dass sie in einen nicht radioaktiven Zustand zerfallen, bevor sie weit im Boden wandern können. Von größtem Interesse im Hinblick auf langfristige Probleme des Umweltschutzes sind die Fragen der Plutoniummigration. Dieses Nuklid ist fast 2 Millionen Jahre effektiv gebunden. Da Plutonium inzwischen fast vollständig zu U-235 zerfällt, zeigt sich seine Stabilität durch das Fehlen von überschüssigem U-235 nicht nur außerhalb der Reaktorzone, sondern auch außerhalb der Uranitkörner, wo sich während des Reaktorbetriebs Plutonium gebildet hat.
Diese einzigartige Natur existierte etwa 600.000 Jahre und produzierte etwa 13.000.000 kW. Stunde Energie. Seine durchschnittliche Leistung beträgt nur 25 kW: 200-mal weniger als die des ersten Kernkraftwerks der Welt, das 1954 die Stadt Obninsk bei Moskau mit Strom versorgte. Aber die Energie des natürlichen Reaktors wurde nicht verschwendet: Einigen Hypothesen zufolge war es der Zerfall radioaktiver Elemente, der die sich erwärmende Erde mit Energie versorgte.
Vielleicht wurde hier die Energie ähnlicher Kernreaktoren hinzugefügt. Wie viele sind unter der Erde versteckt? Und der Reaktor in diesem Oklo in dieser alten Zeit war sicherlich keine Ausnahme. Es gibt Hypothesen, dass die Arbeit solcher Reaktoren die Entwicklung von Lebewesen auf der Erde "angetrieben" hat, dass die Entstehung des Lebens mit dem Einfluss von Radioaktivität verbunden ist. Die Daten zeigen mehr hochgradig Entwicklung organischer Materie, wenn wir uns dem Oklo-Reaktor nähern. Es könnte sehr wohl die Häufigkeit von Mutationen einzelliger Organismen beeinflusst haben, die in die Zone fielen fortgeschrittenes Level Strahlung, die zum Erscheinen menschlicher Vorfahren führte. Auf jeden Fall ist das Leben auf der Erde entstanden und hat einen langen Weg der Evolution auf der Ebene zurückgelegt natürlichen Hintergrund Strahlung, die zu einem notwendigen Element in der Entwicklung biologischer Systeme geworden ist.
Die Schaffung eines Kernreaktors ist eine Innovation, auf die die Menschen stolz sind. Es stellt sich heraus, dass seine Entstehung seit langem in den Patenten der Natur aufgezeichnet ist. Nachdem er einen Kernreaktor entworfen hatte, ein Meisterwerk des wissenschaftlichen und technischen Denkens, entpuppte sich eine Person tatsächlich als Nachahmer der Natur, die vor vielen Millionen Jahren Anlagen dieser Art schuf.

Natürliche Kernreaktoren existieren! Der herausragende Atomphysiker Enrico Fermi erklärte einst pathetisch, dass nur ein Mensch einen Atomreaktor bauen könne ... Wie sich jedoch viele Jahrzehnte später herausstellte, lag er falsch - er stellt auch Atomreaktoren her! Sie existierten vor vielen hundert Millionen Jahren und sprudelten vor nuklearen Kettenreaktionen. Der letzte von ihnen, der natürliche Kernreaktor Oklo, ging vor 1,7 Milliarden Jahren aus, atmet aber immer noch Strahlung.

Warum, wo, wie und vor allem was sind die Folgen der Entstehung und Aktivität dieses Naturphänomens?

Natürliche Kernreaktoren können durchaus von Mutter Natur selbst geschaffen werden - dafür reicht es aus, dass sich die notwendige Konzentration des Uran-235-Isotops (235U) an einem "Ort" ansammelt. Ein Isotop ist eine Art Chemisches Element, die sich von anderen durch eine mehr oder weniger große Zahl von Neutronen im Kern eines Atoms unterscheidet, während die Zahl der Protonen und Elektronen konstant bleibt.

Zum Beispiel hat Uran immer 92 Protonen und 92 Elektronen, aber die Anzahl der Neutronen variiert: 238U hat 146 Neutronen, 235U hat 143, 234U hat 142, 233U hat 141 usw. ... In natürlichen Mineralien - auf der Erde, auf anderen Planeten und in Meteoriten - ist der Großteil immer 238U (99,2739%), und die Isotope 235U und 234U sind nur durch Spuren vertreten - 0,720% bzw. 0,0057%.

Eine nukleare Kettenreaktion beginnt, wenn die Konzentration des Uran-235-Isotops 1% übersteigt, und je intensiver sie ist, desto stärker ist sie. Gerade weil das Uran-235-Isotop in der Natur sehr verstreut vorkommt, glaubte man, dass natürliche Kernreaktoren nicht existieren könnten. Übrigens in Kernreaktoren von Kraftwerken, als Brennstoff und in Atombomben 235U verwendet.

Doch 1972 in Uranminen In der Nähe von Oklo in Gabun, Afrika, entdeckten Wissenschaftler 16 natürliche Kernreaktoren, die vor fast 2 Milliarden Jahren aktiv waren ... Jetzt haben sie bereits aufgehört, und die Konzentration von 235U in ihnen ist geringer als sie in "normal" sein musste natürliche Bedingungen — 0,717%.

Dieser, wenn auch geringe Unterschied im Vergleich zu "normalen" Mineralien, zwang die Wissenschaftler zu der einzig logischen Schlussfolgerung - hier wurden wirklich natürliche Atomreaktoren betrieben. Darüber hinaus war die Bestätigung die hohe Konzentration von Zerfallsprodukten von Uran-235-Kernen, ähnlich wie in künstlichen Reaktoren. Wenn ein Uran-235-Atom zerfällt, entweichen Neutronen aus seinem Kern, treffen auf den Kern von Uran-238 und verwandeln es in Uran-239, das wiederum 2 Elektronen verliert und zu Plutonium-239 wird ...

Dieser Mechanismus erzeugte in Oklo mehr als zwei Tonnen Plutonium-239. Wissenschaftler haben berechnet, dass zum Zeitpunkt des "Starts" des natürlichen Kernreaktors Oklo vor etwa 2 Milliarden Jahren (die Halbwertszeit von 235U ist sechsmal schneller als 238U - 713 Millionen Jahre) der Anteil von 235U mehr als war 3 %, was industriell angereichertem Uran entspricht.

Ein notwendiger Faktor für die Fortsetzung der Kernreaktion war die Verlangsamung schneller Neutronen, die aus den Kernen von Uran-235 flogen. Dieser Faktor war, wie in künstlichen Reaktoren, gewöhnliches Wasser.

Der Reaktor wurde zum Zeitpunkt der Flutung des uranreichen porösen Gesteins in Oklo in Betrieb genommen Grundwasser, und fungierten als eine Art Neutronenmoderator. Die durch die Reaktion freigesetzte Wärme ließ das Wasser kochen und verdampfen, wodurch die nukleare Kettenreaktion verlangsamt und anschließend gestoppt wurde.

Und nachdem das gesamte Gestein abgekühlt und alle kurzlebigen Isotope zerfallen waren (das sind die sogenannten Neutronengifte, die Neutronen absorbieren und die Reaktion stoppen können), kondensierte Wasserdampf, überschwemmte das Gestein und die Reaktion wurde fortgesetzt.

Die Wissenschaftler berechneten, dass der Reaktor 30 Minuten lang „eingeschaltet“ wurde, bis das Wasser verdampfte, und 2,5 Stunden lang „ausgeschaltet“, bis der Dampf kondensierte. Dieser zyklische Prozess ähnelte modernen Geysiren und dauerte mehrere hunderttausend Jahre. Während des Zerfalls von Kernen von Uran-Zerfallsprodukten hauptsächlich radioaktive Isotope Jod wurden fünf Isotope von Xenon gebildet.

Es waren alle 5 Isotope in verschiedenen Konzentrationen, die in solchen Gesteinen eines natürlichen Reaktors gefunden wurden. Es war die Konzentration und das Verhältnis der Isotope dieses Edelgases (Xenon ist ein sehr schweres und radioaktives Gas), die es ermöglichten, die Frequenz festzustellen, mit der der Oklo-Reaktor „arbeitete“.

Der Zerfall des Kerns eines Uran-235-Atoms. große Atome) verursacht die Emission schneller Neutronen, für eine weitere Kernreaktion muss Wasser (kleine Moleküle) gebremst werden

Es ist bekannt, dass hohe Strahlung für lebende Organismen schädlich ist. Daher gab es an den Orten, an denen natürliche Kernreaktoren existierten, offensichtlich "tote Stellen", wo es kein Leben gab, weil DNA durch radioaktive Strahlung zerstört wurde ionisierende Strahlung. Aber am Rand des Flecks, wo die Strahlung viel geringer war, kam es häufig zu Mutationen, wodurch ständig neue Arten entstanden.

Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau, wie das Leben auf der Erde begann. Sie wissen nur, dass dazu ein starker Energieimpuls nötig war, der zur Bildung der ersten organischen Polymere beigetragen hätte. Es wird vermutet, dass solche Impulse jedoch in Blitze, Vulkane, Meteoriten- und Asteroideneinschläge einfließen könnten letzten Jahren angeboten für Startpunkt Betrachten Sie die Hypothese, dass natürliche Kernreaktoren einen solchen Impuls erzeugen könnten. Wer weiß …