In Westafrika, nicht weit vom Äquator entfernt, in einem Gebiet auf dem Territorium des Staates Gabun, machten Wissenschaftler einen erstaunlichen Fund. Es geschah Anfang der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts, aber bisher waren sich Vertreter der Wissenschaftsgemeinschaft nicht einig - was wurde gefunden?
Ablagerungen von Uranerz sind ein weit verbreitetes Phänomen, wenn auch recht selten. Die in Gabun entdeckte Uranmine erwies sich jedoch nicht nur als Lagerstätte eines wertvollen Minerals, sie funktionierte wie ... ein echter Atomreaktor! Es wurden sechs Uranzonen entdeckt, in denen eine echte Uranspaltungsreaktion stattfand!

Studien haben gezeigt, dass der Reaktor vor etwa 1900 Millionen Jahren gestartet wurde und mehrere hunderttausend Jahre lang im Modus des langsamen Siedens arbeitete.
Der Gehalt des Uranisotops U-235 in den Reaktorzonen der afrikanischen Anomalie ist praktisch derselbe wie in modernen von Menschenhand gebauten Kernreaktoren. Als Moderator wurde Grundwasser verwendet.
Die Meinungen der Vertreter der Wissenschaft über das Phänomen waren geteilt. Die Mehrheit der Experten stellte sich auf die Seite der Theorie, wonach der Kernreaktor in Gabun aufgrund eines zufälligen Zusammentreffens der für einen solchen Start erforderlichen Bedingungen spontan gestartet wurde.
Allerdings waren nicht alle mit dieser Annahme zufrieden. Und dafür gab es gute Gründe. Vieles sprach dafür, dass der Reaktor in Gabun, obwohl er äußerlich keine Teile hat, die den Schöpfungen denkender Wesen ähnlich sind, dennoch ein Produkt intelligenter Wesen ist.
Werfen wir einen Blick auf einige Fakten. Die tektonische Aktivität im Fundgebiet des Reaktors war für die Betriebszeit ungewöhnlich hoch. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die geringste Verschiebung der Bodenschichten zwangsläufig zu einer Abschaltung des Reaktors führen würde. Aber da der Reaktor seit mehr als hundert Jahrtausenden funktioniert, ist dies nicht geschehen. Wer oder was hat die Tektonik für die Zeit des Reaktorbetriebs eingefroren? Vielleicht wurde es von denen gemacht, die es ins Leben gerufen haben? Des Weiteren. Als Moderator wurde, wie bereits erwähnt, Grundwasser verwendet. Um den kontinuierlichen Betrieb des Reaktors zu gewährleisten, musste jemand die von ihm abgegebene Leistung regulieren, denn wenn es zu viel war, würde das Wasser verdampfen und der Reaktor würde anhalten. Diese und einige andere Punkte deuten darauf hin, dass der Reaktor in Gabun ein Ding künstlichen Ursprungs ist. Aber wer um alles in der Welt hatte vor zwei Milliarden Jahren eine solche Technologie?
Ob Sie wollen oder nicht, die Antwort ist einfach, wenn auch etwas banal. Dies war nur von möglich. Es ist durchaus möglich, dass sie aus der zentralen Region der Galaxis zu uns kamen, wo die Sterne viel älter als die Sonne sind und ihre Planeten älter sind. In diesen Welten hatte das Leben die Möglichkeit, viel früher zu entstehen, zu einer Zeit, als die Erde noch keine sehr komfortable Welt war.
Warum mussten die Außerirdischen einen stationären Hochleistungs-Atomreaktor bauen? Wer weiß ... Vielleicht haben sie auf der Erde eine "Weltraum-Ladestation" eingerichtet, oder vielleicht ...
Es gibt eine Hypothese, dass hochentwickelte Zivilisationen in einem bestimmten Stadium ihrer Entwicklung das Leben, das auf anderen Planeten entsteht, "schützen". Und sie tragen sogar dazu bei, leblose Welten in bewohnbare zu verwandeln. Vielleicht gehörten diejenigen, die das afrikanische Wunder gebaut haben, zu solchen? Vielleicht haben sie die Energie des Reaktors für Terraforming genutzt? Wissenschaftler streiten noch immer darüber, wie die sauerstoffreiche Erdatmosphäre entstanden ist. Eine der Annahmen ist die Hypothese der Elektrolyse des Wassers der Ozeane. Und die Elektrolyse benötigt, wie Sie wissen, viel Strom. Also haben die Außerirdischen vielleicht den Gabun-Reaktor dafür gebaut? Wenn ja, dann ist es anscheinend nicht der einzige. Es ist sehr gut möglich, dass eines Tages andere wie er gefunden werden.
Wie dem auch sei, das gabunische Wunder gibt uns zu denken. Denken Sie nach und suchen Sie nach Antworten.

Korol A. Yu. - Schüler der Klasse 121 SNIEiP (Sewastopol National Institute of Nuclear Energy and Industry.)
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.

Von Mai bis Juni 1972 wurde während routinemäßiger Messungen der physikalischen Parameter einer Charge Natururan, die aus der Lagerstätte African Oklo (einer Uranmine in Gabun, einem Staat in Äquatornähe) in der Anreicherungsanlage in der französischen Stadt Pierrelate ankam Westafrika) wurde festgestellt, dass das Isotop U-235 im ankommenden Natururan unter dem Standard liegt. Es wurde festgestellt, dass Uran 0,7171 % U - 235 enthält. Der Normalwert für natürliches Uran beträgt 0,7202 %.
U - 235. In allen Uranmineralien, in allen Gesteinen und natürlichen Gewässern der Erde sowie in Mondproben ist dieses Verhältnis 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. Berechnungen haben gezeigt, dass bei einem Massenanteil des Grundwassers im Reservoir von etwa 6 % und einer Anreicherung von Natururan auf 3 % U-235 unter diesen Bedingungen ein natürlicher Kernreaktor in Betrieb gehen kann.
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. Sobald Masse und Dicke der mit Uran angereicherten Schichten kritische Dimensionen erreichten, setzte in ihnen eine Kettenreaktion ein 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. In den 1900 Millionen Jahren seit den Oklo-Reaktoren wurde mindestens die Hälfte der mehr als dreißig Spaltprodukte im Erz gebunden, trotz des Grundwasserreichtums 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 mit hoher Wasserlöslichkeit wurden weggetragen. 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 weisen auf einen höheren Grad der Entwicklung organischer Materie hin, wenn wir uns dem Oklo-Reaktor nähern. Es könnte durchaus die Häufigkeit von Mutationen einzelliger Organismen beeinflusst haben, die in die Zone erhöhter Strahlungswerte fielen, was zum Auftreten menschlicher Vorfahren führte. Jedenfalls ist das Leben auf der Erde entstanden und hat einen langen Evolutionsweg auf der Ebene der natürlichen Hintergrundstrahlung durchlaufen, die zu einem notwendigen Element in der Entwicklung biologischer Systeme wurde.
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.

Vor zwei Milliarden Jahren entwickelten sich an einem der Orte auf unserem Planeten geologische Bedingungen auf erstaunliche Weise und bildeten zufällig und spontan einen thermonuklearen Reaktor. Es arbeitete eine Million Jahre lang ununterbrochen, und seine radioaktiven Abfälle wurden, wieder auf natürliche Weise, ohne jemanden zu bedrohen, die ganze Zeit, die seit seinem Stopp vergangen war, in der Natur gelagert. Es wäre schön zu verstehen, wie er das gemacht hat, nicht wahr?

Kernspaltungsreaktion (Kurzanleitung)

Bevor wir mit der Geschichte beginnen, wie dies geschah, erinnern wir uns schnell daran, was eine Spaltungsreaktion ist. Es tritt auf, wenn ein schwerer Kernkern in leichtere Elemente und freie Fragmente zerfällt und dabei eine große Menge Energie freisetzt. Die genannten Fragmente sind kleine und leichte Atomkerne. Sie sind instabil und daher extrem radioaktiv. Sie machen den Großteil des gefährlichen Abfalls in der Kernenergieindustrie aus.

Außerdem werden gestreute Neutronen freigesetzt, die in der Lage sind, benachbarte schwere Kerne in den Zustand der Spaltung anzuregen. Es findet also faktisch eine Kettenreaktion statt, die an denselben Kernkraftwerken gesteuert werden kann und Energie für den Bedarf der Bevölkerung und der Wirtschaft bereitstellt. Eine unkontrollierte Reaktion kann katastrophal destruktiv sein. Wenn Menschen also einen Kernreaktor bauen, müssen sie hart arbeiten und viele Vorkehrungen treffen, um eine thermonukleare Reaktion zu starten.

Zunächst müssen Sie das schwere Element teilen - normalerweise wird Uran für diesen Zweck verwendet. In der Natur kommt es hauptsächlich in Form von drei Isotopen vor. Das häufigste davon ist Uran-238. Es ist an vielen Orten auf der Erde zu finden – an Land und sogar in den Ozeanen. Es ist jedoch von sich aus nicht teilungsfähig, da es ziemlich stabil ist. Andererseits hat Uran-235 die Instabilität, die wir brauchen, aber sein Anteil in der Natur beträgt nur etwa 1 Prozent. Daher wird nach dem Abbau Uran angereichert - der Anteil von Uran-235 an der Gesamtmasse wird auf 3% gebracht.

Doch damit nicht genug – ein Fusionsreaktor braucht aus Sicherheitsgründen einen Moderator für Neutronen, damit sie sich im Zaum halten und keine unkontrollierte Reaktion hervorrufen. Die meisten Reaktoren verwenden zu diesem Zweck Wasser. Außerdem bestehen die Steuerstäbe dieser Strukturen aus Materialien, die auch Neutronen absorbieren, wie etwa Silber. Wasser kühlt zusätzlich zu seiner Hauptfunktion den Reaktor. Dies ist eine vereinfachte Beschreibung der Technologie, aber schon daraus wird deutlich, wie komplex sie ist. Die klügsten Köpfe der Menschheit haben Jahrzehnte damit verbracht, sich daran zu erinnern. Und dann fanden wir heraus, dass genau dasselbe von der Natur und durch Zufall geschaffen wurde. Darin liegt etwas Unglaubliches, nicht wahr?

Gabun ist der Geburtsort von Kernreaktoren

Allerdings müssen wir hier bedenken, dass es vor zwei Milliarden Jahren viel mehr Uran-235 gab. Aus dem Grund, dass es viel schneller zerfällt als Uran-238. In Gabun, in einem Gebiet namens Oklo, reichte seine Konzentration aus, um eine spontane thermonukleare Reaktion auszulösen. Vermutlich war an dieser Stelle die richtige Menge Moderator - höchstwahrscheinlich Wasser, dank dessen das Ganze nicht mit einer riesigen Explosion endete. Auch in dieser Umgebung gab es keine neutronenabsorbierenden Materialien, wodurch die Spaltreaktion lange Zeit aufrecht erhalten wurde.

Es ist der einzige natürliche Kernreaktor, der der Wissenschaft bekannt ist. Aber das bedeutet nicht, dass er immer so einzigartig war. Andere könnten durch die Bewegung tektonischer Platten tief in die Erdkruste eingedrungen oder durch Erosion verschwunden sein. Es ist auch möglich, dass sie einfach noch nicht gefunden wurden. Übrigens hat sich auch dieses gabunische Naturphänomen bis heute nicht erhalten - es wird von Bergleuten vollständig herausgearbeitet. Dadurch erfuhren sie von ihm - sie gingen tief in die Erde auf der Suche nach Uran zur Anreicherung und kehrten dann an die Oberfläche zurück, kratzten sich verwirrt am Kopf und versuchten, das Dilemma zu lösen - „Entweder jemand hat fast 200 Kilogramm gestohlen von Uran-235 von hier, oder dies ist ein natürlicher Kernreaktor, der es bereits vollständig verbrannt hat." Die richtige Antwort steht nach dem zweiten „oder“, wenn jemand dem Faden der Präsentation nicht gefolgt ist.

Warum ist der Gabun-Reaktor für die Wissenschaft so wichtig?

Dennoch ist es ein sehr wichtiges Objekt für die Wissenschaft. Aus dem Grund, dass es rund eine Million Jahre ohne Umweltbelastung funktionierte. Kein einziges Gramm Abfall ist in die Natur gelangt, nichts davon wurde in Mitleidenschaft gezogen! Dies ist äußerst ungewöhnlich, da die Nebenprodukte der Uranspaltung äußerst gefährlich sind. Wir wissen immer noch nicht, was wir mit ihnen machen sollen. Eines davon ist Cäsium. Es gibt andere Elemente, die die menschliche Gesundheit direkt schädigen können, aber wegen Cäsium werden die Ruinen von Tschernobyl und Fukushima noch lange eine Gefahr darstellen.

Gabunischer natürlicher Kernreaktor

Wissenschaftler, die kürzlich die Minen in Oklo untersuchten, fanden heraus, dass Cäsium in diesem natürlichen Reaktor von einem anderen Element – ​​Ruthenium – absorbiert und gebunden wurde. Es ist in der Natur sehr selten und wir können es nicht im industriellen Maßstab zur Neutralisierung von Atommüll verwenden. Aber das Verständnis, wie der Reaktor funktioniert, kann uns Hoffnung geben, dass wir etwas Ähnliches finden und dieses seit langem bestehende Problem für die Menschheit beseitigen können.

A. Ju. Schukoljukow
Chemie und Leben Nr. 6, 1980, p. 20-24

Diese Geschichte handelt von einer Entdeckung, die seit langem vorhergesagt wurde, auf die sie lange gewartet und am Warten fast verzweifelt waren. Als jedoch die Entdeckung gemacht wurde, stellte sich heraus, dass die Kettenreaktion der Uranspaltung, die als eine der höchsten Manifestationen der Macht des menschlichen Geistes galt, einst ohne menschliches Eingreifen weitergehen konnte und weiterging . Über diese Entdeckung, über das Phänomen Oklo, haben sie vor etwa sieben Jahren viel und nicht immer richtig geschrieben. Im Laufe der Zeit ließen die Leidenschaften nach und die Informationen über dieses Phänomen haben in letzter Zeit zugenommen ...

VERSUCHE MIT FALSCHEN PRODUKTEN

Sie sagen, dass der japanische Physiker P. Kuroda an einem der Herbsttage des Jahres 1945, schockiert von dem, was er in Hiroshima sah, zum ersten Mal darüber nachdachte, ob ein solcher Prozess der Kernspaltung nicht in der Natur stattfinden könnte. Und wenn ja, ist es nicht dieser Prozess, der die unbezwingbare Energie von Vulkanen erzeugt, die Kuroda gerade damals studierte?

Nach ihm wurde diese verlockende Idee von einigen anderen Physikern, Chemikern und Geologen fortgetragen. Doch die Technik – die in den 50er Jahren auftauchenden Atomreaktoren – wirkte dem spektakulären Abschluss entgegen. Nicht, dass die Reaktortheorie einen solchen Prozess verboten hätte – sie erklärte ihn für zu unwahrscheinlich.

Und doch fingen sie an, in der einheimischen Spaltkettenreaktion nach Spuren zu suchen. Der Amerikaner I. Orr zum Beispiel versuchte, Anzeichen von nuklearem "Brennen" in morschem Stein zu erkennen. Der Name dieses Minerals ist kein Beweis für seinen unangenehmen Geruch, das Wort wird aus den Anfangsbuchstaben der lateinischen Namen der in diesem Mineral vorhandenen Elemente gebildet - Thorium, Uran, Wasserstoff (Hydrogenium, der erste Buchstabe ist das lateinische " Asche", gelesen als "x") und Sauerstoff ( Oxygenium). Und das Ende "lit" - vom griechischen "cast" - ein Stein.

Bei der Tuholitis wurden jedoch keine Anomalien gefunden.

Ein negatives Ergebnis wurde auch bei der Arbeit mit einem der berühmtesten Uranmineralien, Uraninit 1, erzielt. Es wurde vermutet, dass die im zairischen Uraninit vorhandenen Seltenerdelemente in einer Spaltungskettenreaktion entstanden. Die Isotopenanalyse zeigte jedoch, dass diese Verunreinigung die häufigste und nicht radiogene ist.

Forscher der University of Arkansas versuchten, radioaktive Isotope von Strontium in den heißen Quellen des Yellowstone-Nationalparks zu finden. Sie argumentierten wie folgt: Das Wasser dieser Quellen wird durch eine bestimmte Energiequelle erhitzt; Wenn irgendwo im Darm ein natürlicher Kernreaktor in Betrieb ist, gelangen zwangsläufig radioaktive Produkte der Spaltungskettenreaktion, insbesondere Strontium-90, ins Wasser. Es gab jedoch keine Anzeichen einer erhöhten Radioaktivität in Yellowstone-Gewässern ...

Wo sucht man nach einem natürlichen Reaktor? Die ersten Versuche wurden fast blind unternommen, basierend auf Überlegungen wie "das kann daran liegen ...". Von einer ernsthaften Theorie eines natürlichen Kernreaktors war man noch weit entfernt.

ANFÄNGE DER THEORIE

1956 wurde ein kleiner Artikel, nur eine Seite lang, in der Zeitschrift Nature veröffentlicht. Es skizzierte kurz die Theorie eines natürlichen Kernreaktors. Sein Autor war derselbe P. Kuroda. Die Bedeutung des Hinweises reduziert sich auf die Berechnung des Neutronenmultiplikationsfaktors K ½ . Der Wert dieses Koeffizienten bestimmt, ob es sich um eine Spaltungskettenreaktion handelt oder nicht. Natürlich sowohl im Reaktor als auch im Feld.

Wenn eine Uranlagerstätte gebildet wird, kann es drei Hauptakteure in der zukünftigen Kettenreaktion geben. Dies sind Brennstoff - Uran-235, Neutronenmoderatoren - Wasser, Oxide von Silizium und Metallen, Graphit (bei Kollision mit den Molekülen dieser Substanzen verschwenden Neutronen ihre kinetische Energie und verwandeln sich von schnellen in langsame) und schließlich Neutronenabsorber. darunter sind Fragmentierungselemente (ein spezielles Gespräch darüber) und seltsamerweise Uran selbst. Das vorherrschende Isotop - Uran-238 kann durch schnelle Neutronen geteilt werden, aber Neutronen mittlerer Energie (energiereicher als langsam und langsamer als schnell) fangen seine Kerne ein und zerfallen nicht, spalten sich nicht.

Bei jeder Spaltung des Uran-235-Kerns, die durch eine Kollision mit einem langsamen Neutron verursacht wird, werden zwei oder drei neue Neutronen geboren. Es scheint, dass die Anzahl der Neutronen in der Lagerstätte wie eine Lawine wachsen sollte. Aber alles ist nicht so einfach. "Neugeborene" Neutronen sind schnell. Um eine neue Spaltung von Uran-235 zu bewirken, müssen sie langsam werden. Hier lauern zwei Gefahren auf sie. Beim Verlangsamen sollten sie sozusagen das Energieintervall überspringen, in dem Uran-238 sehr leicht mit Neutronen reagiert. Nicht allen gelingt es – einige der Neutronen sind aus dem Spiel. Die überlebenden langsamen Neutronen werden Opfer von Atomkernen seltener Erden, die immer in Uranlagerstätten (und auch in Reaktoren) vorhanden sind.

Sie sind nicht nur – verstreute Elemente – allgegenwärtig. Sie entstehen auch bei der Spaltung von Urankernen - erzwungen und spontan. Und einige Spaltelemente wie Gadolinium und Samarium gehören zu den stärksten Absorbern thermischer Neutronen. Dadurch bleiben in der Regel im Uran nicht mehr so ​​viele Neutronen für eine Kettenreaktion übrig ...

Der Multiplikationsfaktor K Ґ ist das Verhältnis der restlichen Neutronen zu ihrer Anfangszahl. Bei K ½ = 1 läuft in der Uranlagerstätte stetig eine Kettenreaktion ab, bei K ½ > 1 sollte sich die Lagerstätte selbst zerstören, auflösen oder sogar explodieren. Wenn K Ґ Was wird dazu benötigt? Erstens muss die Ablagerung uralt sein. In einer natürlichen Mischung von Uranisotopen beträgt die Konzentration von Uran-235 nur noch 0,7%. Es war nicht viel mehr als vor 500 Millionen und einer Milliarde Jahren. Daher könnte in keiner Lagerstätte, die jünger als 1 Milliarde Jahre ist, eine Kettenreaktion beginnen, unabhängig von der Gesamtkonzentration an Uran oder Moderatorwasser. Die Halbwertszeit von Uran-235 beträgt etwa 700 Millionen Jahre. Je weiter in die Tiefe der Jahrhunderte vordrang, desto größer war die Konzentration des Uran-235-Isotops. Vor zwei Milliarden Jahren waren es 3,7 %, vor 3 Milliarden Jahren – 8,4 %, vor 4 Milliarden Jahren – sogar 19,2 %! Zu dieser Zeit, vor Milliarden von Jahren, waren die ältesten Uranvorkommen reich genug, um fast zu "fackeln".

Das Alter der Lagerstätte ist eine notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung für den Betrieb natürlicher Reaktoren. Eine weitere, ebenfalls notwendige Bedingung ist hier das Vorhandensein von Wasser in großen Mengen. Wasser, insbesondere schweres Wasser, ist der beste Neutronenmoderator. Es ist kein Zufall, dass die kritische Masse von Uran (93,5% 235 U) in wässriger Lösung weniger als ein Kilogramm beträgt und im festen Zustand in Form einer Kugel mit einem speziellen Neutronenreflektor 18 bis 23 beträgt kg. Mindestens 15-20 % Wasser mussten in der Zusammensetzung des alten Uranerzes vorhanden sein, damit eine Kettenreaktion der Uranspaltung darin ausbrach.

Aber auch das reicht nicht. Es ist notwendig, dass das Uran im Erz nicht weniger als 10-20% beträgt. Unter anderen Umständen hätte die natürliche Kettenreaktion nicht starten können. Wir stellen gleich fest, dass Erze heute als reich gelten, in denen 0,5 bis 1,0 % Uran enthalten sind; mehr als 1% - sehr reich ...

Aber das ist nicht alles. Es ist notwendig, dass die Anzahlung nicht zu gering war. Zum Beispiel könnte in einem faustgroßen Erzstück - dem ältesten, am konzentriertesten (sowohl in Uran als auch in Wasser) - keine Kettenreaktion beginnen. Aus einem solchen Stück würden zu viele Neutronen herausfliegen, ohne Zeit für eine Kettenreaktion zu haben. Es wurde berechnet, dass die Größe der Lagerstätten, die zu natürlichen Reaktoren werden könnten, mindestens einige Kubikmeter betragen sollte.

Damit ein „nicht hergestellter“ Kernreaktor in der Lagerstätte von selbst funktioniert, müssen also alle vier zwingenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sein. Dies wurde durch die von Professor Kuroda formulierte Theorie festgelegt. Nun könnte die Suche nach natürlichen Reaktoren in Uranlagerstätten eine gewisse Zielstrebigkeit erlangen.

NICHT WO SIE SUCHEN

Durchsuchungen wurden in den USA und in der UdSSR durchgeführt. Die Amerikaner führten die genauesten Isotopenanalysen von Uran durch, in der Hoffnung, zumindest einen leichten "Abbrand" von Uran-235 zu entdecken. Bereits 1963 verfügte die US Atomic Energy Commission über Informationen zur Isotopenzusammensetzung von mehreren hundert Uranlagerstätten. Tiefe und oberflächliche, alte und junge, reiche und arme Uranlagerstätten wurden untersucht. In den siebziger Jahren wurden diese Daten veröffentlicht. Es wurden keine Spuren einer Kettenreaktion gefunden...

In der UdSSR wurde eine andere Methode verwendet, um nach einem natürlichen Kernreaktor zu suchen. Von hundert Spaltungen von Uran-235-Kernen führen sechs zur Bildung von Xenon-Isotopen. Das bedeutet, dass sich Xenon während einer Kettenreaktion in Uranlagerstätten anreichern muss. Ein Übermaß an Xenonkonzentration (über 10 -15 g/g) und Änderungen in seiner Isotopenzusammensetzung im Uranerz würden auf einen natürlichen Reaktor hindeuten. Die Empfindlichkeit sowjetischer Massenspektrometer ermöglichte es, kleinste Abweichungen zu erkennen. Viele "verdächtige" Uranlagerstätten wurden untersucht - aber keine zeigte Anzeichen von natürlichen Kernreaktoren.

Es stellte sich heraus, dass die theoretische Möglichkeit einer natürlichen Kettenreaktion nie Wirklichkeit wurde. Diese Schlussfolgerung wurde 1970 gezogen. Und nur zwei Jahre später stießen französische Experten zufällig auf einen natürlichen Kernreaktor. So war es.

Im Juni 1972 wurde in einem der Laboratorien der französischen Atomenergiekommission eine Standardlösung aus natürlichem Uran hergestellt. Sie maßen seine Isotopenzusammensetzung: Uran-235 betrug 0,7171 % statt 0,7202 %. Kleiner Unterschied! Aber im Labor sind sie es gewohnt, genau zu arbeiten. Wir haben das Ergebnis überprüft – es wiederholte sich. Wir haben ein anderes Uranpräparat untersucht - der Mangel an Uran-235 ist noch größer! In den nächsten sechs Wochen wurden weitere 350 Proben dringend analysiert, und es wurde festgestellt, dass an Ran-235 abgereichertes Uranerz aus der Uranlagerstätte Oklo in Gabun nach Frankreich geliefert wurde.

Es wurde eine Untersuchung organisiert - es stellte sich heraus, dass in anderthalb Jahren 700 Tonnen abgereichertes Uran aus der Mine geliefert wurden und der Gesamtmangel an Uran-235 in den an französische Kernkraftwerke gelieferten Rohstoffen 200 kg betrug! Sie wurden offensichtlich von der Natur selbst als Kernbrennstoff verwendet ...

Französische Forscher (R. Bodiu, M. Nelli und andere) veröffentlichten dringend eine Nachricht, dass sie einen natürlichen Kernreaktor entdeckt hätten. Dann wurden in vielen Fachzeitschriften die Ergebnisse einer umfassenden Untersuchung der ungewöhnlichen Lagerstätte Oklo vorgestellt.

Dem Oklo-Phänomen waren zwei internationale wissenschaftliche Konferenzen gewidmet. Alle einigten sich auf eine gemeinsame Meinung: Dies ist in der Tat ein natürlicher Kernreaktor, der im Zentrum Afrikas alleine funktionierte, als es keine menschlichen Vorfahren auf der Erde gab.

WIE IST ES PASSIERT?

2 Milliarden Vor 600 Millionen Jahren entstand auf dem Territorium des heutigen Gabun und seiner afrikanischen Nachbarstaaten eine riesige Granitplatte, die viele zehn Kilometer lang war. (Dieses Datum, sowie andere, die diskutiert werden, wurde mit radioaktiven Uhren bestimmt - durch die Ansammlung von Argon aus Kalium, Strontium - aus Rubidium, Blei - aus Uran.)

In den nächsten 500 Millionen Jahren brach dieser Block zusammen und verwandelte sich in Sand und Ton. Sie wurden von Flüssen weggespült und setzten sich in Form von mit organischem Material gesättigten Sedimenten in Schichten im Delta eines alten riesigen Flusses ab. Über zig Millionen Jahre hat die Mächtigkeit der Sedimente so stark zugenommen, dass die unteren Schichten in mehreren Kilometern Tiefe lagen. Durch sie sickerte unterirdisches Wasser, in dem Salze gelöst waren, darunter einige Uranylsalze (UO 2 2+ -Ion). In mit organischem Material gesättigten Schichten gab es Bedingungen für die Reduktion von sechswertigem Uran zu vierwertigem Uran, das ausfiel. Nach und nach setzten sich viele tausend Tonnen Uran in Form von Erzlinsen mit einer Größe von mehreren zehn Metern ab. Der Urangehalt im Erz erreichte 30, 40, 50 % und stieg weiter an.

Die Isotopenkonzentration von Uran-235 betrug damals 4,1 %. Und irgendwann waren alle vier oben beschriebenen Bedingungen für den Start einer Kettenreaktion erfüllt. Und - der Naturreaktor hat verdient. Der Neutronenfluss erhöhte sich hundertmillionenfach. Dies führte nicht nur zur Verbrennung von Uran-235, die Lagerstätte Oklo entpuppte sich als Ansammlung vieler Isotopenanomalien.

Zusammen mit Uran-235 sind alle Isotope, die leicht mit Neutronen interagieren, "ausgebrannt". Es landete in der Reaktionszone von Samarium – und verlor sein Isotop 149 Sm. Wenn es in einem natürlichen Samarium-Isotopengemisch 14 % sind, dann sind es am Standort eines natürlichen Reaktors nur 0,2 %. Das gleiche Schicksal ereilte 151 Eu, 157 Gd und einige andere Isotope von Seltenerdelementen.

Aber auch in einem natürlichen Kernreaktor gelten die Gesetze der Energie- und Stofferhaltung. Nichts wird zu nichts. "Tote" Atome brachten neue hervor. Die Spaltung von Uran-235 – das kennen wir aus der Physik – ist nichts anderes als die Bildung von Bruchstücken verschiedener Atomkerne mit Massenzahlen von 70 bis 170. Gut ein Drittel der Tafel der Elemente – von Zink bis Lutetium – wird als A gewonnen Ergebnis der Spaltung von Urankernen. Die Kettenreaktionszone wird von chemischen Elementen mit einer phantastisch verzerrten Isotopenzusammensetzung bewohnt. Ruthenium aus Oklo hat beispielsweise dreimal so viele Kerne mit der Massenzahl 99 wie natürliches Ruthenium, im Zirkonium ist der Gehalt des 96 Zr-Isotops um das Fünffache erhöht. Aus dem "verbrannten" 149 Sm wurden 150 Sm, und in einer der Proben stellte sich heraus, dass letzteres 1300-mal mehr war, als es hätte sein sollen. Ebenso stieg die Konzentration von 152 Gd- und 154 Gd-Isotopen um den Faktor 100 an.

Alle diese Isotopenanomalien sind für sich genommen interessant, aber sie haben auch viel über den natürlichen Reaktor verraten. Zum Beispiel, wie lange er gearbeitet hat. Einige Isotope, die während des Betriebs eines natürlichen Reaktors gebildet wurden, waren natürlich radioaktiv. Sie überlebten bis heute nicht, sie zerfielen. Aber während sich radioaktive Isotope in der Reaktionszone befanden, reagierten einige von ihnen mit Neutronen. Basierend auf der Anzahl der Produkte solcher Reaktionen und Zerfallsprodukte radioaktiver Isotope haben wir in Kenntnis der Neutronendosis die Betriebsdauer eines natürlichen Reaktors berechnet. Es stellte sich heraus, dass er etwa 500.000 Jahre gearbeitet hat.

Und die Dosis von Neutronen war auch von Isotopen bekannt, von ihrem Ausbrennen oder Anhäufen; die Wahrscheinlichkeit der Wechselwirkung von Fragmentierungselementen mit Neutronen ist ziemlich genau bekannt. Die Neutronendosen in einem natürlichen Reaktor waren sehr beeindruckend - etwa 10 21 Neutronen pro Quadratzentimeter, das heißt, tausendmal mehr als die, die in Laboratorien für die chemische Analyse der Neutronenaktivierung verwendet werden. Jeder Kubikzentimeter Erz wurde jede Sekunde mit hundert Millionen Neutronen beschossen!

Nach dem Isotopenabbrand wurde auch die im Naturreaktor freigesetzte Energie berechnet - 10 11 kWh. Diese Energie reichte aus, um die Temperatur der Lagerstätte Oklo auf 400-600 °C zu bringen. Vor einer nuklearen Explosion war es offensichtlich weit weg, der Reaktor hausierte nicht. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass der Naturreaktor Oklo selbstregulierend war. Als sich der Neutronenmultiplikationsfaktor Eins näherte, stieg die Temperatur und Wasser, der Neutronenmoderator, verließ die Reaktionszone. Der Reaktor stoppte, kühlte ab und das Wasser sättigte das Erz erneut – die Kettenreaktion setzte wieder ein.

All dies dauerte so lange, wie Wasser frei in das Erz eindrang. Aber eines Tages änderte sich das Wasserregime und der Reaktor blieb für immer stehen. Seit zwei Milliarden Jahren haben die Kräfte des Erdinneren Erzschichten verschoben, zerkleinert, im Winkel von 45° aufgerichtet und an die Oberfläche gebracht. Der natürliche Reaktor, wie ein in einer Permafrostschicht eingefrorenes Mammut, erschien in seiner ursprünglichen Form vor modernen Forschern.

Allerdings nicht ganz originell. Einige während des Betriebs des Reaktors gebildete Isotope verschwanden aus der Reaktionszone. Beispielsweise erwiesen sich Barium, Strontium und Rubidium, die in der Lagerstätte Oklo gefunden wurden, als nahezu normal in der Isotopenzusammensetzung. Aber die Kettenreaktion sollte große Anomalien in der Zusammensetzung dieser Elemente verursachen. Es gab Anomalien, aber auch Barium und Strontium und mehr noch Rubidium – chemisch aktive und damit geochemisch bewegliche Elemente. „Anomale“ Isotope wurden aus der Reaktionszone gespült, an ihre Stelle kamen normale aus den umliegenden Gesteinen.

Tellur, Ruthenium und Zirkonium wanderten ebenfalls, wenn auch nicht so stark. Zwei Milliarden Jahre sind selbst für die unbelebte Natur eine lange Zeit. Es stellte sich jedoch heraus, dass Seltenerdelemente - Spaltprodukte von Uran-235 und insbesondere Uran selbst - in der Reaktionszone fest konserviert waren.

Was jedoch noch unerklärlich ist, sind die Gründe für die Einzigartigkeit des Oclo-Feldes. In ferner Vergangenheit sollen ziemlich oft natürliche Kernreaktoren in uralten Gesteinen entstanden sein. Aber sie werden nicht gefunden. Vielleicht sind sie entstanden, aber aus irgendeinem Grund haben sie sich selbst zerstört, sind explodiert und das Oklo-Feld ist das einzige, das auf wundersame Weise überlebt hat? Auf diese Frage gibt es noch keine Antwort. Vielleicht gibt es irgendwo anders natürliche Reaktoren, und die sollten richtig gesucht werden ...

1 In alten Nachschlagewerken wird die Zusammensetzung von Uraninit durch die Formel UO 2 ausgedrückt, dies ist jedoch eine idealisierte Formel. Tatsächlich gibt es in Uraninit für jedes Uranatom 2,17 bis 2,92 Sauerstoffatome.

Eine der Hypothesen über den außerirdischen Ursprung des Menschen besagt, dass das Sonnensystem in der Antike von einer Expedition einer Rasse aus der zentralen Region der Galaxie besucht wurde, wo die Sterne und Planeten viel älter sind und daher das Leben dort viel früher entstand .

Zuerst ließen sich Raumfahrer auf Phaethon nieder, das sich einst zwischen Mars und Jupiter befand, aber dort einen Atomkrieg entfesselten, und der Planet starb. Die Überreste dieser Zivilisation ließen sich auf dem Mars nieder, aber selbst dort tötete die Atomenergie den größten Teil der Bevölkerung. Dann kamen die verbleibenden Kolonisten auf die Erde und wurden unsere entfernten Vorfahren.

Diese Theorie kann durch eine erstaunliche Entdeckung bestätigt werden, die vor 45 Jahren in Afrika gemacht wurde. 1972 baute ein französisches Unternehmen Uranerz in der Oklo-Mine in der gabunischen Republik ab. Dann entdeckten Spezialisten bei der Standardanalyse von Erzproben einen relativ großen Mangel an Uran-235 - mehr als 200 Kilogramm dieses Isotops fehlten. Die Franzosen schlugen sofort Alarm, denn die fehlende radioaktive Substanz würde ausreichen, um mehr als eine Atombombe zu bauen.

Weitere Untersuchungen zeigten jedoch, dass die Konzentration von Uran-235 in der Gabun-Mine so niedrig ist wie in den abgebrannten Brennelementen eines Kernkraftwerksreaktors. Ist das eine Art Kernreaktor? Die Analyse von Erzkörpern in einer ungewöhnlichen Uranlagerstätte zeigte, dass in ihnen bereits vor 1,8 Milliarden Jahren Kernspaltung stattfand. Aber wie ist das ohne menschliches Eingreifen möglich?

Natürlicher Kernreaktor?

Drei Jahre später fand in der gabunischen Hauptstadt Libreville eine wissenschaftliche Konferenz zum Oklo-Phänomen statt. Die kühnsten Wissenschaftler dachten damals, dass der mysteriöse Kernreaktor das Ergebnis der Aktivitäten einer alten Rasse ist, die der Kernenergie unterworfen war. Die meisten Anwesenden waren sich jedoch einig, dass die Mine der einzige "natürliche Kernreaktor" auf dem Planeten ist. Als ob es aufgrund natürlicher Bedingungen vor vielen Millionen Jahren von selbst begann.

Leute der offiziellen Wissenschaft vermuten, dass eine an radioaktivem Erz reiche Sandsteinschicht auf einem festen Basaltbett im Flussdelta abgelagert wurde. Aufgrund tektonischer Aktivität in dieser Region wurde der Basaltkeller mit uranhaltigem Sandstein mehrere Kilometer in die Erde abgesenkt. Der Sandstein soll gesprungen sein, Grundwasser sei durch die Risse eingedrungen. Kernbrennstoff befand sich in der Mine in kompakten Ablagerungen im Inneren des Moderators, der als Wasser diente. In Ton-„Linsen“ aus Erz stieg die Urankonzentration von 0,5 Prozent auf 40 Prozent. Die Dicke und Masse der Schichten erreichte zu einem bestimmten Zeitpunkt einen kritischen Punkt, eine Kettenreaktion fand statt und der "natürliche Reaktor" begann zu arbeiten.

Wasser als natürlicher Regulator drang in den Kern ein und löste eine Kettenreaktion der Spaltung von Urankernen aus. Energieemissionen führten zur Verdunstung von Wasser und die Reaktion stoppte. Doch wenige Stunden später, als der Kern des von der Natur geschaffenen Reaktors abgekühlt war, wiederholte sich der Kreislauf. Anschließend ereignete sich vermutlich eine neue Naturkatastrophe, die diese „Anlage“ auf ihr ursprüngliches Niveau anhob, oder das Uran-235 brannte einfach aus. Und der Betrieb des Reaktors wurde eingestellt.

Wissenschaftler haben berechnet, dass die Energie zwar unterirdisch erzeugt wurde, ihre Leistung jedoch gering war - nicht mehr als 100 Kilowatt, was ausreichen würde, um mehrere Dutzend Toaster zu betreiben. Allein die Tatsache, dass die Erzeugung von Atomenergie spontan in der Natur stattfand, ist beeindruckend.

Oder ist es ein nukleares Endlager?

Viele Experten glauben jedoch nicht an solch fantastische Zufälle. Die Entdecker der Atomenergie haben schon vor langer Zeit bewiesen, dass eine Kernreaktion nur künstlich herbeigeführt werden kann. Die natürliche Umwelt ist zu instabil und chaotisch, um einen solchen Prozess über Millionen und Abermillionen von Jahren zu unterstützen.

Daher sind viele Experten davon überzeugt, dass es sich bei Oklo nicht um einen Kernreaktor handelt, sondern um ein nukleares Endlager. Dieser Ort sieht wirklich eher aus wie eine Deponie für abgebrannten Uranbrennstoff, und die Deponie ist perfekt ausgestattet. Eingebettet in einen „Sarkophag“ aus Basalt wurde Uran Hunderte von Millionen Jahren unterirdisch gelagert, und nur menschliche Eingriffe ließen es an der Oberfläche erscheinen.

Aber da es einen Friedhof gibt, bedeutet das, dass es auch einen Reaktor gab, der Atomenergie erzeugte! Das heißt, jemand, der unseren Planeten vor 1,8 Milliarden Jahren bewohnte, hatte bereits die Technologie der Kernenergie. Wo ist das alles geblieben?

Laut alternativen Historikern ist unsere technokratische Zivilisation keineswegs die erste auf der Erde. Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass es in der Vergangenheit hochentwickelte Zivilisationen gab, die die Kernreaktion zur Energieerzeugung nutzten. Wie die Menschheit heute haben unsere fernen Vorfahren diese Technologie jedoch in eine Waffe verwandelt und sich dann damit umgebracht. Es ist möglich, dass unsere Zukunft auch vorbestimmt ist, und nach ein paar Milliarden Jahren werden die Nachkommen der heutigen Zivilisation auf die von uns hinterlassenen Atommüllhalden stoßen und sich fragen: Woher kommen sie? ..