გამოცანა, რომელიც საინტერესო აზრებს იწვევს!

ბირთვული საცავი არის ადგილი, სადაც ინახება დახარჯული ბირთვული საწვავი; უამრავი ასეთი ადგილია მიმოფანტული მთელ დედამიწაზე. ყველა მათგანი აშენდა ბოლო ათწლეულებისუსაფრთხოდ დამალვა საშიში ქვეპროდუქტებიატომური ელექტროსადგურების საქმიანობა.

მაგრამ კაცობრიობას არაფერი აქვს საერთო ერთ-ერთ სამარხთან: უცნობია ვინ ააშენა იგი და როდისაც - მეცნიერები გულდასმით ადგენენ მის ასაკს 1,8 მილიარდ წელს.

ოკლოს ფენომენი

1972 წელს, ოკლოში (აფრიკა, გაბონი) განვითარებულ ურანის საბადოზე, ცნობისმოყვარე ლაბორანტმა შენიშნა, რომ U-235-ის პროცენტული მადანი სტანდარტზე 0,003%-ით დაბალი იყო. გადახრის აშკარა უმნიშვნელობის მიუხედავად, მეცნიერებისთვის ეს გადაუდებელი იყო. ყველა ხმელეთის ურანის საბადოებში და მთვარიდან მიწოდებულ ნიმუშებშიც კი, ურანის შემცველობა მადნებში ყოველთვის არის 0,7202%, რა მიზეზით იყო ოკლოს მაღაროებიდან 0,7171% ან უფრო ნაკლები მადნის შემცველობა?

ყველაზე მეტად მეცნიერებს გაუგებარი აშინებს, ამიტომ 1975 წელს გაბონის დედაქალაქ ლიბრევილში ა. სამეცნიერო კონფერენცია, სადაც ატომის მეცნიერები ფენომენის ახსნას ეძებდნენ.

ხანგრძლივი დებატების შემდეგ, მათ გადაწყვიტეს ოკლოს ველი დედამიწაზე ერთადერთ ბუნებრივ ბირთვულ რეაქტორად ჩაეთვალათ. ბუნებრივი რეაქტორი, რომელიც წარმოიშვა 1,8 მილიარდი წლის წინ და იწვა 500 ათასი წლის განმავლობაში, დაიწვა, მადანი არის დაშლის პროდუქტი. ყველამ შვებით ამოისუნთქა - დედამიწაზე ერთი საიდუმლო იყო ნაკლები.

ალტერნატიული თვალსაზრისი

მაგრამ კონფერენციის ყველა მონაწილემ არ მიიღო ასეთი გადაწყვეტილება. არაერთმა მეცნიერმა მას უწოდა შორსმჭვრეტელი, არა საფუძვლიანი. ისინი ეყრდნობოდნენ დიდი ენრიკო ფერმის აზრს, მსოფლიოში პირველი ბირთვული რეაქტორის შემქმნელს, რომელიც ყოველთვის ამტკიცებდა, რომ ჯაჭვური რეაქციაშეიძლება იყოს მხოლოდ ხელოვნური - ძალიან ბევრი ფაქტორი უნდა ემთხვეოდეს შემთხვევით. ნებისმიერი მათემატიკოსი იტყვის, რომ ამის ალბათობა იმდენად მცირეა, რომ შეიძლება ცალსახად გაუტოლდეს ნულს.

მაგრამ თუ ეს მოულოდნელად მოხდა და ვარსკვლავები, როგორც ამბობენ, შეიკრიბნენ, მაშინ თვითმართული ბირთვული რეაქცია 500 ათასი წლის განმავლობაში ... ატომურ ელექტროსადგურზე, რამდენიმე ადამიანი აკონტროლებს რეაქტორის მუშაობას საათის გარშემო, მუდმივად ცვლის მას. მუშაობის რეჟიმები, რაც ხელს უშლის რეაქტორის გაჩერებას ან აფეთქებას. ოდნავი შეცდომა - და მიიღეთ ჩერნობილი ან ფუკუშიმა. და ოკლოში, ნახევარი მილიონი წლის განმავლობაში, ყველაფერი თავისთავად მუშაობდა?

ყველაზე სტაბილური ვერსია

ვინც არ ეთანხმება გაბონის მაღაროში ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის ვერსიას, წამოაყენა თავისი თეორია, რომლის მიხედვითაც ოკლოს რეაქტორი არის გონების ქმნილება. თუმცა გაბონის მაღარო ნაკლებად ჰგავს ბირთვული რეაქტორიმაღალტექნოლოგიური ცივილიზაციის მიერ აშენებული. თუმცა, ალტერნატივები ამას არ ამტკიცებენ. მათი აზრით, გაბონის მაღარო იყო დახარჯული ბირთვული საწვავის განკარგვის ადგილი.

ამ მიზნით შერჩეული და მშვენივრად მომზადდა ადგილი: ნახევარი მილიონი წლის მანძილზე ბაზალტის „სარკოფაგიდან“ არც ერთი გრამი. რადიოაქტიური ნივთიერებაარ შედიოდა გარემოში.

თეორია, რომლითაც ოკლოს მაღარო არის ბირთვული საცავი ტექნიკური წერტილიხედვა ბევრად უფრო შესაფერისია, ვიდრე "ბუნებრივი რეაქტორის" ვერსია. მაგრამ რამდენიმე კითხვის დახურვის შემდეგ ის ახალს სვამს. ბოლოს და ბოლოს, თუ არსებობდა საცავი დახარჯული ბირთვული საწვავით, მაშინ იყო რეაქტორიც, საიდანაც ეს ნარჩენები მოჰქონდათ. სად მიდის? და სად გაქრა ცივილიზაცია, რომელმაც სამარხი ააშენა?

დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის შესახებ გამოკითხვა მეცნიერებს აღელვებს დიდი დრო. არის უზარმაზარი თანხა სხვადასხვა თეორიები, რომელმაც, სავარაუდოდ, უნდა გასცეს პასუხი ამ რთულ კითხვაზე. მაგალითად, თანამდებობის პირის ოპოზიციაში მეცნიერული თეორიარომელიც მიიჩნევს დარვინის იდეას სახეობების განვითარების შესახებ ყველაზე გონივრულ და მართებულად, არის რელიგიური დოქტრინა ადამიანის არაფრისგან, უმაღლესი არსების შექმნის შესახებ, რომელსაც ჩვეულებრივ ღმერთს უწოდებენ. ასევე შიგნით ბოლო დროსუფრო და უფრო მეტი მეცნიერი მიდის იმ დასკვნამდე, რომ სიცოცხლე ჩვენს პლანეტაზე წარმოიშვა წყალობით უცხო ცივილიზაციებირომლებიც ეწვივნენ ჩვენს მზის სისტემას. და ეს უკანასკნელი ვარაუდი არ წარმოიშვა მოულოდნელად. ყოველწლიურად მთელი გლობუსიიპოვნეთ სხვადასხვა არტეფაქტები, რომლებიც ადასტურებენ ჩვენს პლანეტაზე უფრო მოწინავე არსებების არსებობას.

იდუმალი მაღარო აფრიკაში

ოკლოს რეგიონი გაბონი სახალხო რესპუბლიკა, არის ურანის მადნების ერთ-ერთი უდიდესი საბადო ჩვენს პლანეტაზე. უნდა აღინიშნოს, რომ მაღაროს მიმდებარე ტერიტორიაზე მცხოვრები ტომების მითოლოგიაში არსებობს უამრავი სხვადასხვა ლეგენდა, რომელიც დაკავშირებულია ამ კლდის წარმონაქმნთან. მათი უმეტესობა შეიძლება შემცირდეს იმ აზრამდე, რომ ოდესღაც ღმერთები ეძებდნენ განძს კლდეებში, რაც მათ უძლეველს გახდის. უნდა აღინიშნოს, რომ მსგავსი მითები მსოფლიოს მრავალ ხალხში გვხვდება. ამიტომ, არ არის უცნაური, რომ 1972 წლის მოვლენებამდე ეს უცნაური ისტორიებიმეცნიერებს სათანადო ყურადღება არ მიუქცევიათ.

1972 წელს ხდება მოვლენა, რომელიც გვაიძულებს გადავხედოთ ამ ადგილისადმი ჩვენს დამოკიდებულებას და სერიოზულად მივიღოთ ადგილობრივების ლეგენდები. დაახლოებით 45 წლის წინ ნადავლი ურანის საბადოსაიტს აკონტროლებდა საფრანგეთის მთავრობა. ვარაუდობდნენ, რომ ურანის მადნების საბადოები რამდენიმე მილიონ ტონას შეადგენდა. თუმცა, რა იყო მეცნიერთა გაკვირვება, როდესაც ცნობილი გახდა, რომ მაღარო ნახევრად ცარიელი იყო.

ლოგიკური იყო ვივარაუდოთ, რომ უცნობმა პირებმა შეძლეს საშიში იზოტოპის მოპოვება, როგორც ქვეყნის მთავრობის, ასევე პარიზიდან კურატორების ნებართვის გარეშე. თუმცა ჩატარების კვალი მსგავსი ნამუშევრებიმაღაროს ტერიტორიაზე არ არის ნაპოვნი. ამ მოვლენამ ფართო რეზონანსი გამოიწვია საზოგადოებაში, რადგან დაკარგული იზოტოპის დასამზადებლად შესაძლებელი იყო უზარმაზარი თანხა ბირთვული იარაღები. სასწრაფოდ შეიქმნა სპეციალური კომისია ამ იდუმალი შემთხვევის გამოსაძიებლად.

ამას მოჰყვა საბადოს უფრო დეტალური შესწავლა. გამოძიების დროს დადგინდა, რომ რეალურად ამ მაღაროში საშიში იზოტოპის კონცენტრაცია ისეთივე დაბალია, როგორც ბირთვული რეაქტორის საწვავში, რომელიც უკვე გამოიყენებოდა.

მნიშვნელოვანი რაოდენობის ექსპერიმენტებისა და კვლევების შემდეგ ცნობილი გახდა, რომ ამ ადგილას ბირთვული რეაქციები მოხდა ასი ათასზე მეტი წლის წინ.

თანამედროვე მეცნიერებაში არ არსებობს პრეცედენტები, როდესაც ურანის მოწესრიგება შეიძლებოდა მოლეკულური ფრაგმენტაციის პროცესის ხელოვნურად დაწყების გარეშე, ე.ი. გარე დახმარების გარეშე.

ყველაზე ლოგიკური ვარიანტი შეიძლება ჩანდეს, რომ ათასობით წლის წინ, გონიერმა არსებებმა შეძლეს დაეწყოთ ურანის ბირთვების დამსხვრევის პროცესი. ამას ადასტურებს ის ფაქტი, რომ მკვლევარებმა ამ საბადოში აღმოაჩინეს დახარჯული ურანი და მისი გრძელვადიანი დაშლის პროდუქტები.

შესაძლებელია თუ არა ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი?

ამ უნიკალური აღმოჩენისთანავე, სხვადასხვა სამეცნიერო წრეებში ამ ფენომენის შესახებ კამათი წარმოიშვა. გაბონის შტატის დედაქალაქ ქალაქ ლიბრევილში მხოლოდ 3 წლის შემდეგ, სამეცნიერო სიმპოზიუმი, რომელმაც შეკრიბა მეცნიერები მთელი მსოფლიოდან, რათა ბოლო მოეღო ამ რთულ დავას.

უნდა აღინიშნოს, რომ მოსაზრებები დიდი სიმრავლეზოგიერთმა მკვლევარმაც კი აღიარა, რომ ბოლოს და ბოლოს კაცობრიობამ შეძლო ეპოვნა არამიწიერი ინტელექტის არსებობის მტკიცებულება, რომ ეს ბუნებრივი მოვლენასხვა არაფერი, თუ არა გიგანტური ბირთვული რეაქტორი, რომელიც შექმნეს და გამოიყენეს უცხოპლანეტელებმა საკუთარი საჭიროებისთვის. რა თქმა უნდა, ასეთ გაბედულ თეორიებს მხარდაჭერა არ ჰქონია უფრო კონსერვატიულ სამეცნიერო წრეებში.

ამ სამეცნიერო შეხვედრაზე დამსწრე მკვლევართა უმეტესობა მივიდა დასკვნამდე, რომ ოკლოს ფენომენი ერთადერთი ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორია მსოფლიოში, რომელიც ბუნებრივად დაიწყო ჩვენს წელთაღრიცხვამდე 200000-100000 წლებში.

ამ დასკვნამდე მეცნიერები კვლევის შედეგად მივიდნენ ამერიკელი ფიზიკოსი- ბირთვული ინჟინერი ნოტანელ ბარკლოუ. სხვადასხვა გზით Სამეცნიერო გამოკვლევამან შეძლო შეექმნა მოდელი, თუ როგორ ქიმიური რეაქციებიამ ადგილას. ამ მაღაროს გულში არის სქელი ბაზალტის ფილა, რომელმაც დაიწყო რადიოაქტიური ქვიშის შეგროვება მის ზედაპირზე. ამ საკმაოდ სეისმურად არასტაბილურ რეგიონში მიწისძვრების შედეგად რამდენიმე ასეული მეტრის ქვეშ ჩამოვარდა ბაზალტის ფილა მასზე დაგროვილი რადიოაქტიური ქვიშით. მიწისქვეშ დაცემით, ბაზალტის ფილა მონოლითად არ დარჩენილა, ზოგან დაბზარულია, მიწისქვეშა წყლებიგაჟონა მრავალჯერადი ბზარებიდან და შექმნა პირობები რეაქციების წარმოქმნისთვის. იმის გათვალისწინებით, რომ ამ ადგილას ნიადაგი ექსკლუზიურად თიხაა, აღმოჩნდება, რომ რეაქციისთვის საჭირო ნივთიერებები ბუნებრივი ქოქოსის მსგავსი აღმოჩნდა, რომელიც გახდა ძალიან ბუნებრივი რეაქტორი.

დროთა განმავლობაში, როგორც პროცესები სეისმური აქტივობა მიწის ფირფიტებიამ რეგიონში ოდნავ შემცირდა, დაიწყო წარმოქმნილ მიწისქვეშა ლაგუნებში ურანის დაგროვების პროცესი. თანამედროვე მეცნიერების აზრით, ზოგიერთ შემთხვევაში, ურანის პროცენტი ასეთ ლინზაში შეიძლება მიაღწიოს 40-65 პროცენტს. სულნივთიერებები. კრიტიკული მასის შეყვანის პროცესი თანდათან გაიზარდა და მხოლოდ წყალმა, როგორც ბუნებრივმა კატალიზატორმა, არ დაუშვა აფეთქება, მაგრამ დაიწყო ატომის დაშლის პროცესი. ამრიგად, ბუნებრივმა რექტორმა დაიწყო მუშაობა. შემდგომში რაღაც სტიქიამ გამოიწვია ურანის იზოტოპის უბრალოდ დაწვა, რამაც ბოლო მოუღო ყველაფერს. ბუნებრივი პროცესიურანის დაშლა. დაშლის მკვეთრი შეწყვეტის შედეგად ნივთიერების მთელი დარჩენილი ნაწილი გაათანაბრა; შესაძლოა ამ ადგილას ადგილობრივი ბირთვული აფეთქება მოხდა.

მკვლევარების უახლესი გამოთვლებით, მიწისქვეშა რეაქტორის სიმძლავრე იყო დაახლოებით 100 კვტ, ხოლო აფეთქების სიმძლავრე, რომელმაც შეაჩერა მთელი კარგად დამკვიდრებული პროცესი, იყო 10-20 კტ.

ბირთვული საცავი?

თუმცა, არსებობს სხვა თეორიები ამ ურანის საბადოსთან დაკავშირებით. ბევრი მკვლევარი არ არის მიდრეკილი მიიღოს ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის ვარაუდი. მათი აზრით, მეცნიერების წინაშე დგას უძველესი ბირთვული სამარხის მაგალითი.

მეცნიერები ამ დასკვნამდე მივიდნენ მას შემდეგ, რაც დადასტურდა, რომ ბირთვული რეაქცია არ შეიძლება მოხდეს რაიმეს გათვალისწინებით ბუნებრივი ანომალიებიან ფენომენები. ურანის დაშლა ხდება ექსკლუზიურად ქ აშენებული გარემოდა ხელოვნურად. ამ ფაქტიდან გამომდინარე, ექსპერტების უმეტესობა დარწმუნებულია, რომ ოკლო არის საშიში ნარჩენების პირველი საცავი კაცობრიობის ისტორიაში.

მაღაროს მდებარეობა უფრო ჰგავს დახარჯული იზოტოპის დამარხვის მცდელობას და უნდა აღინიშნოს, რომ მისთვის ადგილი თითქმის იდეალურადაა შერჩეული. ვთქვათ, დახარჯული ურანის სარკოფაგი ბაზალტის ფილაში იყო შემოსაზღვრული. მსგავსი ტექნოლოგიები გამოიყენება თანამედროვე მეცნიერებასახიფათო ნარჩენების შესანახად, მხოლოდ იმის გამო სტიქიური უბედურებებიდა რეგიონში არასტაბილური სეისმური ვითარება, სარკოფაგი აფეთქდა და ნარჩენები ზედაპირზე გაჟონა. გეოლოგიურმა კვლევამ აიღო ამ ადგილას გაზრდილი რადიოაქტიური ფონი ურანის მადნების საბადოებისთვის.

თეორია დამაჯერებლად ჩანს და აქვს არსებობის უფლება, თუმცა მასზე დაყრდნობით ჩნდება სხვა ლოგიკური კითხვა. რომელმა ცივილიზაციამ შეძლო ატომური რეაქტორის შექმნა 100 000 წელზე მეტი ხნის წინ და შემდეგ შეეცადა დაეღწია დახარჯული მასალები დედამიწის სიღრმეში მათი შენახვით?

შესაძლოა მეცნიერებმა მეტი ყურადღება მიაქციონ იმ ხალხების მითებსა და ლეგენდებს, რომლებიც თავდაპირველად ცხოვრობდნენ. მოცემული ტერიტორია. ეს არის ორალის გაშიფვრაში ხალხური ტრადიციადა დევს პასუხი კითხვაზე, რომელიც ეხება იდუმალ ნამს, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს და განაახლოს ბირთვული ენერგია. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ადგილობრივები დარწმუნებულნი არიან, რომ ღმერთები ოდესღაც ბინადრობდნენ ამ ადგილას და მათ ძალას საზღვარი არ ჰქონდა.

ზოგიერთი ისტორიკოსი, რომელიც ცდილობს განიხილოს კაცობრიობის ისტორია, უარყოფს სხვადასხვა კონსერვატიულ დოგმებს, ამბობს, რომ ჩვენი ცივილიზაცია არ არის პირველი, ვინც დაეუფლა ტექნოლოგიას და მიაღწია წარმოუდგენელ განვითარებას.

კაცობრიობა სულ უფრო და უფრო აწყდება სხვადასხვა იდუმალი არტეფაქტები, რომლებიც არ ჯდება კანონიკურში ისტორიული კონცეფციადა გვაფიქრებინებს, რომ ისტორია სპირალურად მოძრაობს. ყოველივე ამის შემდეგ, ჯერ კიდევ ჩვენს ცივილიზაციამდე არსებობდნენ ძლიერი ხალხები, რომლებმაც შეძლეს მიღწევა უპრეცედენტო ძალამაგრამ შემდეგ გაანადგურეს თავი. აუცილებელია ეცადოს, რომ დღევანდელ ცივილიზაციას მსგავსი ბედი არ შეექმნას.

დაკავშირებული ბმულები არ მოიძებნა



ბევრი რამ, რაც ბუნებამ შემოგვთავაზა, თავისთავად უფრო სრულყოფილია და ამაზე უფრო ადვილიარის გაკეთებას გეგმავს ადამიანი, ამიტომ მკვლევარები სწავლობენ, პირველ რიგში, რას გვთავაზობს ბუნება.

მაგრამ რაც ამ სტატიაში იქნება განხილული, ყველაფერი პირიქით მოხდა.

1942 წლის 2 დეკემბერი მეცნიერთა გუნდი ჩიკაგოს უნივერსიტეტიხელმძღვანელობით ნობელის ლაურეატიენრიკო ფერმიმ შექმნა პირველი ხელოვნური ბირთვული რეაქტორი. ეს მიღწევა საიდუმლოდ ინახებოდა მეორე მსოფლიო ომის დროს, ეგრეთ წოდებული "მანჰეტენის პროექტის" ფარგლებში ატომური ბომბის შესაქმნელად.

ადამიანის მიერ დაშლის რეაქტორის შექმნიდან თხუთმეტი წლის შემდეგ, მეცნიერებმა დაიწყეს ფიქრი თავად ბუნების მიერ შექმნილი ბირთვული რეაქტორის არსებობის შესაძლებლობაზე. პირველი ოფიციალური პუბლიკაცია ამ თემაზე იყო იაპონელი პროფესორის პოლ კუროდას მიერ (1956 წ.), რომელმაც დაადგინა დეტალური მოთხოვნები ბუნებაში არსებული ნებისმიერი სარწმუნო ბუნებრივი რეაქტორისთვის.

მეცნიერმა ეს ფენომენი დეტალურად აღწერა და მისი აღწერა დღემდე საუკეთესოდ (კლასიკურად) ითვლება ბირთვულ ფიზიკაში:

1. ბუნებრივი რეაქტორის ფორმირების სავარაუდო ასაკობრივი დიაპაზონი
2. მასში ურანის საჭირო კონცენტრაცია
3. მასში ურანის იზოტოპების საჭირო თანაფარდობა არის 235 U / 238 U

მიუხედავად საგულდაგულო ​​კვლევისა, პოლ კუროდამ ვერ იპოვა თავისი მოდელისთვის ბუნებრივი რეაქტორის მაგალითი პლანეტაზე არსებული ურანის მადნის საბადოებს შორის.

მცირე, მაგრამ კრიტიკული დეტალი, რომელიც მეცნიერმა შეუმჩნეველი გამოტოვა, არის წყლის მონაწილეობის შესაძლებლობა, როგორც ჯაჭვური რეაქციის მოდერატორი. მან ასევე ვერ გააცნობიერა, რომ გარკვეული საბადოები შეიძლება იყოს ისეთი ფოროვანი, რომ შეინარჩუნონ საჭირო თანხაწყალი, რათა შეანელოს ნეიტრონები და ხელი შეუწყოს რეაქციას.

მეცნიერები ამტკიცებდნენ, რომ მხოლოდ ადამიანს შეუძლია ბირთვული რეაქტორის შექმნა, მაგრამ ბუნება უფრო დახვეწილი აღმოჩნდა.

ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი 1972 წლის 2 ივნისს აღმოაჩინა ფრანგმა ანალიტიკოსმა ბუჟიგესმა სამხრეთ-აღმოსავლეთ გაბონში, დასავლეთ აფრიკაში, ზუსტად ურანის საბადოს სხეულში.

და ასე მოხდა აღმოჩენა.

235U/238U იზოტოპური თანაფარდობის რუტინული სპექტრომეტრიული კვლევების დროს ოკლოს საბადოში ფრანგული ურანის გამამდიდრებელი ქარხნის Pierrelatt-ის ლაბორატორიაში, ქიმიკოსმა აღმოაჩინა უმნიშვნელო გადახრა (0,00717, ნორმასთან შედარებით 0,00720).

ბუნება ხასიათდება სხვადასხვა ელემენტების იზოტოპური შემადგენლობის სტაბილურობით. ასეა მთელ პლანეტაზე. ბუნებაში, რა თქმა უნდა, ხდება იზოტოპების დაშლის პროცესები, მაგრამ მძიმე ელემენტებიეს არ არის ტიპიური, რადგან მათ მასებში განსხვავება არასაკმარისია ამ იზოტოპების დაშლისათვის ნებისმიერი გეოგრაფიის დროს. ქიმიური პროცესები. მაგრამ ოკლოს საბადოში ურანის იზოტოპური შემადგენლობა არადამახასიათებელი იყო. ეს მცირე განსხვავება საკმარისი იყო მეცნიერების დაინტერესებისთვის.

მაშინვე გამოჩნდა სხვადასხვა ჰიპოთეზამიზეზების შესახებ უცნაური ფენომენი. ზოგიერთი ამტკიცებდა, რომ საბადო დაბინძურებული იყო დახარჯული უცხო საწვავით. კოსმოსური ხომალდისხვები მიიჩნევდნენ, რომ ეს არის ბირთვული ნარჩენების სამარხი, რომელიც ჩვენ უძველესი დროიდან მივიღეთ მაღალგანვითარებული ცივილიზაციები. თუმცა, დეტალურმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ურანის იზოტოპების ასეთი უჩვეულო თანაფარდობა ბუნებრივად ჩამოყალიბდა.

აი, ამ „ბუნების საოცრების“ იმიტირებული ისტორია.

რეაქტორი ამოქმედდა დაახლოებით ორი მილიარდი წლის წინ პროტეროზოიკის პერიოდში. პროტეროზოიკი გულუხვია აღმოჩენებით. სწორედ პროტეროზოურში შეიქმნა ცოცხალი მატერიის არსებობისა და დედამიწაზე სიცოცხლის განვითარების ძირითადი პრინციპები. Პირველი მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმებიდა დაიწყო სანაპირო წყლების განვითარება, დედამიწის ატმოსფეროში თავისუფალი ჟანგბადის რაოდენობამ მიაღწია 1%-ს და გაჩნდა წინაპირობები სიცოცხლის სწრაფი აყვავებისთვის, მოხდა გადასვლა მარტივი გაყოფასქესობრივი რეპროდუქციისთვის.

ახლა კი, დედამიწისთვის ასეთ მნიშვნელოვან დროს, ჩნდება ჩვენი "ბირთვული ბუნებრივი ფენომენი".

და მაინც, გასაკვირია, რომ სხვა მსგავსი რეაქტორი მსოფლიოში არ არის ნაპოვნი. მართალია, ზოგიერთი ცნობით, მსგავსი რეაქტორის კვალი აღმოაჩინეს ავსტრალიაში. ეს მხოლოდ იმით შეიძლება აიხსნას, რომ შორეულ კამბრიული პერიოდიაფრიკა და ავსტრალია ერთი იყო. კიდევ ერთი გაქვავებული რეაქტორის ზონა აღმოაჩინეს გაბონში, მაგრამ ურანის სხვა საბადოში ბანგომბეში, ოკლოს სამხრეთ-აღმოსავლეთით 35 კილომეტრში.

დედამიწაზე ცნობილია იმავე ასაკის ურანის საბადოები, რომლებშიც, თუმცა მსგავსი არაფერი მომხდარა. აქ არის მხოლოდ ყველაზე ცნობილი მათგანი: ეშმაკის ხვრელი და რაინე მეისი ნევადაში, პენია ბლანკა მექსიკაში, ბოქსის კანიონი აიდაჰოში, კაიმაკლი თურქეთში, შოვეს მღვიმე საფრანგეთში, სიგარის ტბა კანადაში და ოუენსის ტბა კალიფორნიაში.

როგორც ჩანს, აფრიკაში პროტეროზოურში წარმოიშვა მრავალი უნიკალური პირობა, რომელიც აუცილებელი იყო ბუნებრივი რეაქტორის დასაწყებად.

როგორია ასეთი საოცარი პროცესის მექანიზმი?

ალბათ თავიდან გარკვეულ დეპრესიაში, შესაძლოა დელტაში უძველესი მდინარე, წარმოიქმნა ურანის მადნით მდიდარი ქვიშაქვის ფენა, რომელიც ეყრდნობოდა ძლიერ ბაზალტის კალაპოტს. კიდევ ერთი მიწისძვრის შემდეგ, რაც იმ ეპოქაში იყო გავრცელებული, მომავალი რეაქტორის ბაზალტის საძირკველი რამდენიმე კილომეტრში ჩაიძირა და თან ურანის ვენაც გაიყვანა. ვენა გაიბზარა, მიწისქვეშა წყლები ბზარებში შეაღწია. ამ შემთხვევაში, ურანი ადვილად მიგრირებს წყალთან ერთად, რომელიც შეიცავს დიდი რაოდენობით ჟანგბადს, ანუ ჟანგვის გარემოში.

ჟანგბადით გაჯერებული წყალი გზას უვლის კლდის მასას, ასუფთავებს მისგან ურანს, თან მიათრევს და თანდათან მოიხმარს მასში შემავალ ჟანგბადს ორგანული ნივთიერებებისა და შავი რკინის დაჟანგვისთვის. როდესაც ჟანგბადის მარაგი ამოიწურება, ქიმიური გარემო მიწიერი სიღრმეებიჟანგვიდან რედუქციულამდე. ურანის "ხეტიალება" შემდეგ მთავრდება: ის დეპონირებულია კლდეებიგროვდება მრავალი ათასწლეულის განმავლობაში. შემდეგ კიდევ ერთმა კატაკლიზმამ აამაღლა საფუძველი თანამედროვე დონეზე. ამ სქემას მრავალი მეცნიერი მისდევს, მათ შორის, ვინც შემოგვთავაზა.

როგორც კი ურანით გამდიდრებულმა ფენების მასამ და სისქემ კრიტიკულ ზომებს მიაღწია, მათში წარმოიქმნა ჯაჭვური რეაქცია და „ერთეულმა“ დაიწყო მუშაობა.

ორიოდე სიტყვა უნდა ითქვას თავად ჯაჭვურ რეაქციაზე, რომელიც „ბუნებრივ რეაქტორში“ მიმდინარე რთული ქიმიური პროცესების შედეგია. 235 U ბირთვები ყველაზე ადვილად იშლება, რომლებიც, შთანთქავენ ნეიტრონს, იყოფა გაყოფის ორ ფრაგმენტად და გამოყოფს ორ ან სამ ნეიტრონს. გამოდევნილი ნეიტრონები, თავის მხრივ, შეიძლება შეიწოვება სხვა ურანის ბირთვებით, რაც იწვევს დაშლის ესკალაციას.

ასეთი თვითშენარჩუნებული რეაქცია კონტროლირებადია, რითაც ისარგებლეს ადამიანებმა, რომლებმაც შექმნეს ბირთვული დაშლის რეაქტორი. მასში კონტროლი ხორციელდება საკონტროლო ღეროების საშუალებით (დამზადებული მასალებისგან, რომლებიც კარგად შთანთქავენ ნეიტრონებს, მაგალითად, კადმიუმს), რომლებიც დაშვებულია „ცხელ ზონაში“. თავის რეაქტორში ენრიკო ფერმი სწორედ ასეთ კადმიუმის ფირფიტებს იყენებდა დასარეგულირებლად ბირთვული რეაქცია. ოკლოს რეაქტორს არავინ მართავდა ამ ტერმინის ჩვეულებრივი გაგებით.

ჯაჭვურ რეაქციას თან ახლავს გათავისუფლება დიდი რიცხვისიცხე, ასე რომ, ჯერ კიდევ გაურკვეველი იყო, რატომ არ აფეთქდა გაბონის ბუნებრივი რეაქტორები და რეაქციები თვითრეგულირებადი იყო.

ახლა მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ მათ იციან პასუხი. ვაშინგტონის უნივერსიტეტის მკვლევარები თვლიან, რომ აფეთქებები არ მომხდარა მთის არსებობის გამო წყლის წყაროები. სხვადასხვა ხელოვნურ რეაქტორებში გრაფიტი გამოიყენება როგორც მოდერატორი, რომელიც აუცილებელია გამოსხივებული ნეიტრონების შთანთქმისთვის და ჯაჭვური რეაქციის შესანარჩუნებლად, ხოლო ოკლოში წყალი ასრულებდა რეაქციის მოდერატორის როლს. როდესაც წყალი ბუნებრივ რეაქტორში შევიდა, ის ადუღდა და აორთქლდა, რის შედეგადაც ჯაჭვური რეაქცია ცოტა ხნით შეჩერდა. დაახლოებით ორსაათნახევარი დასჭირდა რეაქტორის გაგრილებას და წყლის დაგროვებას და ხანგრძლივობას აქტიური პერიოდი Nature-ის მიხედვით დაახლოებით 30 წუთი იყო.

როდესაც კლდე გაცივდა, წყალი კვლავ შემოიჭრა და დაიწყო ბირთვული რეაქცია. ასე რომ, ციმციმებს, შემდეგ ქრებიან, რეაქტორი, რომლის სიმძლავრე იყო დაახლოებით 25 კვტ (რაც 200-ჯერ ნაკლებია პირველზე. ატომური ელექტროსადგური), მუშაობდა დაახლოებით 500 ათასი წლის განმავლობაში.

ოკლოში, ისევე როგორც დანარჩენ დედამიწაზე და ში მზის სისტემაზოგადად, ორი მილიარდი წლის წინ, ურანის საბადოში 235 U იზოტოპის ფარდობითი სიმრავლე იყო 3000 მილიონ ატომზე. დღეისათვის დედამიწაზე ბირთვული რეაქტორის ბუნებრივი გზით ფორმირება აღარ არის შესაძლებელი, ვინაიდან ბუნებრივ ურანში 235 U დეფიციტია.

უფრო მეტია მთელი ხაზიპირობები, რომელთა შესრულება სავალდებულოა ბუნებრივი გახლეჩვის რეაქციის დასაწყებად:

1. მაღალი მთლიანი კონცენტრაციაურანი
2. ნეიტრონის შთანთქმის დაბალი კონცენტრაცია
3. შემნელებელი მაღალი კონცენტრაცია
4. მინიმალური ან კრიტიკული მასადაშლის რეაქციის დასაწყებად

გარდა იმისა, რომ ბუნებამ დაიწყო ბუნებრივი რეაქტორის მექანიზმი, არ შეიძლება არ ინერვიულოთ შემდეგი, ალბათ ყველაზე "გადაუდებელი" კითხვაზე მსოფლიო ეკოლოგიისთვის: რა დაემართა ბუნებრივი ატომური "ელექტროსადგურის" ნარჩენებს?

მუშაობის შედეგად ბუნებრივი რეაქტორიჩამოყალიბდა დაახლოებით ექვსი ტონა დაშლის პროდუქტი და 2,5 ტონა პლუტონიუმი. ნაყარი რადიოაქტიური ნარჩენები"დამარხულია" ოკლოს მადნების სხეულში აღმოჩენილი ურანიტის მინერალის კრისტალურ სტრუქტურაში.

შეუფერებელი ზომები იონური რადიუსიელემენტები, რომლებსაც არ შეუძლიათ შეაღწიონ ურანიტის გისოსში, ან შეაღწიონ ერთმანეთს ან ირეცხება.

Oaklin-ის რეაქტორმა კაცობრიობას „უთხრა“ ბირთვული ნარჩენების დამარხვის შესახებ, რათა ეს სამარხი უვნებელი ყოფილიყო. გარემო. არსებობს მტკიცებულება, რომ ას მეტრზე მეტ სიღრმეზე, თავისუფალი ჟანგბადის არარსებობის პირობებში, ბირთვული სამარხების თითქმის ყველა პროდუქტი არ სცილდება მადნის სხეულების საზღვრებს. დაფიქსირებულია მხოლოდ ისეთი ელემენტების მოძრაობა, როგორიცაა იოდი ან ცეზიუმი. ეს შესაძლებელს ხდის მათ შორის ანალოგიის დახატვას ბუნებრივი პროცესებიდა ტექნოლოგიური.

პლუტონიუმის მიგრაციის პრობლემა გარემოსდამცველთა ყველაზე დიდ ყურადღებას იპყრობს. ცნობილია, რომ პლუტონიუმი თითქმის მთლიანად იშლება 235 U-მდე, ამიტომ მისი მუდმივი რაოდენობა შეიძლება მიუთითებდეს იმაზე, რომ არ არის ჭარბი ურანი არა მხოლოდ რეაქტორის გარეთ, არამედ ურანიტის გრანულების გარეთაც, სადაც პლუტონიუმი წარმოიქმნა რეაქტორის მოქმედების დროს.

პლუტონიუმი საკმაოდ უცხო ელემენტია ბიოსფეროსთვის და ის მწირი კონცენტრაციით გვხვდება. საბადოში ურანის ზოგიერთ საბადოებთან ერთად, სადაც ის შემდგომში იშლება, ზოგიერთი პლუტონიუმი წარმოიქმნება ურანისგან ნეიტრონებთან ურთიერთქმედების შედეგად. კოსმოსური წარმოშობა. მცირე რაოდენობით, ურანი ბუნებაში შეიძლება იყოს სხვადასხვა კონცენტრაციით სრულიად განსხვავებული ბუნებრივი გარემო- გრანიტებში, ფოსფორიტებში, აპატიტებში, ზღვის წყალი, ნიადაგი და ა.შ.

AT ამ მომენტშიოკლო არის აქტიური ურანის საბადო. ის მადნის სხეულები, რომლებიც მდებარეობს ზედაპირთან ახლოს, მოიპოვება კარიერის მეთოდით, ხოლო ისინი, რომლებიც სიღრმეშია, მოიპოვება სამთო სამუშაოებით.

ჩვიდმეტი ცნობილი ნამარხი რეაქტორიდან ცხრა მთლიანად ჩამარხულია (მიუწვდომელია).
რეაქტორის ზონა 15 არის ერთადერთი რეაქტორი, რომელიც ხელმისაწვდომია რეაქტორის შახტის გვირაბის მეშვეობით. ნამარხი რეაქტორი 15-ის ნაშთები აშკარად ჩანს ღია ნაცრისფერ-მოყვითალო ფერადი კლდის სახით, რომელიც ძირითადად ურანის ოქსიდისგან შედგება.

რეაქტორის ზემოთ ქანებში ღია ფერის ზოლები არის კვარცი, რომელიც კრისტალიზებულია ცხელი მიწისქვეშა წყლის წყაროებიდან, რომლებიც ცირკულირებდნენ რეაქტორის მოქმედების პერიოდში და მისი გადაშენების შემდეგ.

თუმცა, იმ შორეული დროის მოვლენების ალტერნატიულ შეფასებად შეიძლება ასევე აღინიშნოს შემდეგი აზრიდაკავშირებულია ბუნებრივი რეაქტორის მუშაობის შედეგებთან. ვარაუდობენ, რომ ბუნებრივ ბირთვულ რეაქტორს შეუძლია გამოიწვიოს ამ რეგიონში ცოცხალი ორგანიზმების მრავალი მუტაცია, რომელთა აბსოლუტური უმრავლესობა გარდაიცვალა, როგორც სიცოცხლისუნარიანი. ზოგიერთი პალეოანთროპოლოგი თვლის, რომ ეს იყო მაღალი რადიაცია, რამაც გამოიწვია მოულოდნელი მუტაციები აფრიკელ ადამიანთა წინაპრებში, რომლებიც მახლობლად ტრიალებდნენ და მათ ადამიანებად აქციეს (!).

კოროლ ა.იუ. - 121 კლასის სტუდენტი SNNYaEiP (სევასტოპოლი ეროვნული ინსტიტუტი ბირთვული ენერგიადა ინდუსტრია.)
ხელმძღვანელი - დოქტორი. , YaPPU SNYaEiP დეპარტამენტის ასოცირებული პროფესორი ვაჰ ი.ვ., ქ. რეპინა 14 კვ. ორმოცდაათი

ოკლოში (ურანის მაღარო გაბონის შტატში, ეკვატორთან ახლოს, დასავლეთ აფრიკაში) 1900 მილიონი წლის წინ ფუნქციონირებდა ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი. გამოვლინდა ექვსი „რეაქტორის“ ზონა, რომელთაგან თითოეულში აღმოჩენილია დაშლის რეაქციის ნიშნები. აქტინიდის დაშლის ნარჩენები მიუთითებს იმაზე, რომ რეაქტორი ასობით ათასი წლის განმავლობაში მუშაობდა ნელი დუღილის რეჟიმში.

1972 წლის მაისში - ივნისში ჩვეულებრივი გაზომვებით ფიზიკური პარამეტრებიბუნებრივი ურანის პარტიები, რომლებიც საფრანგეთის ქალაქ პიერელატში მდებარე გამდიდრების ქარხანაში აფრიკული ოკლოს საბადოდან (ურანის მაღარო გაბონში, შტატი, რომელიც მდებარეობს ეკვატორის მახლობლად). დასავლეთ აფრიკა) აღმოჩნდა, რომ იზოტოპი U - 235 შემომავალ ბუნებრივ ურანში სტანდარტულზე ნაკლებია. აღმოჩნდა, რომ ურანი შეიცავს 0,7171% U-235. ნორმალური ღირებულებაბუნებრივი ურანი 0.7202%
U - 235. ურანის ყველა მინერალში, დედამიწის ყველა კლდეში და ბუნებრივ წყალში, ასევე მთვარის ნიმუშებიეს თანაფარდობა დაკმაყოფილებულია. ოკლოს ველი ჯერჯერობით ერთადერთი შემთხვევაა, რომელიც ბუნებაში დაფიქსირდა, როდესაც ეს მუდმივობა დაირღვა. განსხვავება უმნიშვნელო იყო - მხოლოდ 0,003%, მაგრამ მაინც მიიპყრო ტექნოლოგების ყურადღება. არსებობდა ეჭვი, რომ ადგილი ჰქონდა დივერსიას ან გატეხილი მასალის ქურდობას, ე.ი. U - 235. თუმცა აღმოჩნდა, რომ U-235-ის შემცველობის გადახრა ურანის მადნის წყარომდე იყო მიკვლეული. იქ ზოგიერთმა ნიმუშმა აჩვენა U-235 0.44%-ზე ნაკლები. ნიმუშები აღებული იყო მთელ შახტში და აჩვენა U-235-ის სისტემატური შემცირება ზოგიერთ ვენაში. ამ მადნის ძარღვების სისქე 0,5 მეტრზე მეტი იყო.
ვარაუდი, რომ U-235 "დაიწვა", როგორც ეს ხდება ატომური ელექტროსადგურების ღუმელებში, თავიდან ხუმრობად ჟღერდა, თუმცა ამის კარგი მიზეზები არსებობდა. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ თუ მასობრივი ფრაქციაწყალსაცავში მიწისქვეშა წყლები დაახლოებით 6%-ია, ხოლო თუ ბუნებრივი ურანი გამდიდრებულია 3%-მდე U-235-მდე, მაშინ ამ პირობებში ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი შეიძლება დაიწყოს მუშაობა.
ვინაიდან მაღარო მდებარეობს ტროპიკულ ზონაში და ზედაპირთან საკმაოდ ახლოს, მიწისქვეშა წყლების საკმარისი რაოდენობის არსებობა ძალიან სავარაუდოა. ურანის იზოტოპების თანაფარდობა საბადოში უჩვეულო იყო. U-235 და U-238 არის რადიოაქტიური იზოტოპები, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა ნახევარგამოყოფის პერიოდი. U-235-ს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 700 მილიონი წელი, ხოლო U-238 იშლება 4,5 მილიარდი.U-235-ის იზოტოპური სიმრავლე ბუნებაში ნელ-ნელა იცვლება. მაგალითად, 400 მილიონი წლის წინ ბუნებრივი ურანი უნდა შეიცავდეს 1% U-235, 1900 მილიონი წლის წინ იყო 3%, ე.ი. ურანის მადნის ვენის „კრიტიკულობის“ საჭირო რაოდენობა. ითვლება, რომ ეს იყო მაშინ, როდესაც ოკლოს რეაქტორი მუშაობდა. გამოვლინდა ექვსი „რეაქტორის“ ზონა, რომელთაგან თითოეულში აღმოჩენილია დაშლის რეაქციის ნიშნები. მაგალითად, თორიუმი U-236-ის დაშლისგან და ბისმუტი U-237-ის დაშლისგან მხოლოდ ოკლოს ველზე რეაქტორულ ზონებშია ნაპოვნი. აქტინიდების დაშლის ნარჩენები მიუთითებს იმაზე, რომ რეაქტორი ასობით ათასი წლის განმავლობაში მუშაობდა დუღილის რეჟიმში. რეაქტორები თვითრეგულირებადი იყო, რადგან ზედმეტი სიმძლავრე გამოიწვევდა წყლის სრულ ადუღებას და რეაქტორის გათიშვას.
როგორ მოახერხა ბუნებამ ბირთვული ჯაჭვური რეაქციის პირობების შექმნა? ჯერ უძველესი მდინარის დელტაში წარმოიქმნა ურანის მადნით მდიდარი ქვიშაქვის ფენა, რომელიც ეყრდნობოდა ძლიერ ბაზალტის კალაპოტს. მორიგი მიწისძვრის შემდეგ, გავრცელებული იმ ძალადობრივ დროს, მომავალი რეაქტორის ბაზალტის საძირკველი რამდენიმე კილომეტრში ჩაიძირა და თან ურანის ვენაც გაიყვანა. ვენა გაიბზარა, მიწისქვეშა წყლები ბზარებში შეაღწია. შემდეგ კიდევ ერთმა კატაკლიზმამ მთელი „ინსტალაცია“ ამჟამინდელ დონეზე აიყვანა. ატომური ელექტროსადგურების ბირთვულ ღუმელებში საწვავი განლაგებულია კომპაქტურ მასებში მოდერატორის შიგნით - ჰეტეროგენული რეაქტორი. ასე მოხდა ოკლოში. წყალი ასრულებდა მოდერატორს. თიხის „ლინზები“ გაჩნდა საბადოში, სადაც ბუნებრივი ურანის კონცენტრაცია ჩვეულებრივი 0,5%-დან 40%-მდე გაიზარდა. როგორ წარმოიქმნა ურანის ეს კომპაქტური სიმსივნეები, ზუსტად არ არის დადგენილი. შესაძლოა ისინი შეიქმნა გაჟღენთილი წყლებით, რომლებმაც თიხა წაიღეს და ურანი ერთ მასად აქციეს. ერთხელ მასა და ფენის სისქეურანით გამდიდრებულმა მიაღწია კრიტიკულ ზომას, მათში მოხდა ჯაჭვური რეაქცია და ინსტალაციამ დაიწყო მუშაობა. რეაქტორის მუშაობის შედეგად წარმოიქმნა დაახლოებით 6 ტონა დაშლის პროდუქტი და 2,5 ტონა პლუტონიუმი. რადიოაქტიური ნარჩენების უმეტესი ნაწილი რჩება ურანიტის მინერალის კრისტალურ სტრუქტურაში, რომელიც გვხვდება ოკლოს მადნების სხეულში. ელემენტები, რომლებიც ვერ შეაღწევენ ურანიტის გისოსებს ძალიან დიდი ან ძალიან მცირე იონური რადიუსის გამო, დიფუზობენ ან იშლება. 1900 მილიონი წლის განმავლობაში, რაც გავიდა ოკლოში რეაქტორების ფუნქციონირებიდან, მინიმუმოცდაათზე მეტი დაშლის პროდუქტის ნახევარი იყო შეკრული მადნით, მიუხედავად ამ საბადოში მიწისქვეშა წყლების სიმრავლისა. ასოცირებული დაშლის პროდუქტები მოიცავს ელემენტებს: La, Ce, Pr, Nd, Eu, Sm, Gd, Y, Zr, Ru, Rh, Pd, Ni, Ag. გამოვლინდა ნაწილობრივი Pb მიგრაცია და Pu მიგრაცია შემოიფარგლებოდა 10 მეტრზე ნაკლებ მანძილზე. მხოლოდ ლითონები 1 ან 2 ვალენტობით, ე.ი. ვისაც აქვს მაღალი ხსნადობაწყალში წაიყვანეს. როგორც მოსალოდნელი იყო, თითქმის არ დარჩენილა Pb, Cs, Ba და Cd ადგილზე. ამ ელემენტების იზოტოპებს აქვთ შედარებით მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი ათობით წელი ან ნაკლები, ასე რომ, ისინი იშლება არარადიოაქტიურ მდგომარეობაში, სანამ ნიადაგში შორს მიგრაციას შეძლებენ. გარემოს დაცვის გრძელვადიანი პრობლემების თვალსაზრისით ყველაზე დიდ ინტერესს წარმოადგენს პლუტონიუმის მიგრაციის საკითხები. ეს ნუკლიდი პრაქტიკულად შეკრულია თითქმის 2 მილიონი წლის განმავლობაში. ვინაიდან პლუტონიუმი ამჟამად თითქმის მთლიანად იშლება U-235-მდე, მის სტაბილურობას მოწმობს ჭარბი U-235-ის არარსებობა არა მხოლოდ რეაქტორის ზონის გარეთ, არამედ ურანიტის მარცვლების გარეთაც, სადაც პლუტონიუმი წარმოიქმნა რეაქტორის მუშაობის დროს.
ეს უნიკალური ბუნება არსებობდა დაახლოებით 600 ათასი წლის განმავლობაში და გამოიმუშავა დაახლოებით 13,000,000 კვტ. ენერგიის საათი. მისი საშუალო სიმძლავრე მხოლოდ 25 კვტ-ია: 200-ჯერ ნაკლები მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგურის სიმძლავრეზე, რომელმაც 1954 წელს ელექტროენერგია მიაწოდა მოსკოვის მახლობლად მდებარე ქალაქ ობნინსკს. მაგრამ ბუნებრივი რეაქტორის ენერგია არ დაიხარჯა: ზოგიერთი ჰიპოთეზის თანახმად, ეს იყო რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა, რომელიც ამარაგებდა დედამიწის გამათბობელ ენერგიას.
შესაძლოა, აქ დაემატა მსგავსი ბირთვული რეაქტორების ენერგია. რამდენი იმალება მიწისქვეშეთში? და რეაქტორი იმ ძველ დროში ოკლოში, რა თქმა უნდა, არ იყო გამონაკლისი. არსებობს ჰიპოთეზები, რომ ასეთი რეაქტორების მუშაობამ „აიძულა“ ცოცხალი არსებების განვითარება დედამიწაზე, რომ სიცოცხლის წარმოშობა დაკავშირებულია რადიოაქტიურობის ზემოქმედებასთან. მონაცემები უფრო მეტს აჩვენებს მაღალი ხარისხიორგანული ნივთიერებების ევოლუცია ოკლოს რეაქტორთან მიახლოებისას. მას შეეძლო გავლენა მოეხდინა ზონაში მოხვედრილი უჯრედული ორგანიზმების მუტაციების სიხშირეზე მოწინავე დონერადიაცია, რამაც გამოიწვია ადამიანის წინაპრების გამოჩენა. ნებისმიერ შემთხვევაში, დედამიწაზე სიცოცხლე წარმოიშვა და ევოლუციის გრძელი გზა გაიარა დონეზე ბუნებრივი ფონირადიაცია, რომელიც ბიოლოგიური სისტემების განვითარების აუცილებელ ელემენტად იქცა.
ბირთვული რეაქტორის შექმნა არის ინოვაცია, რომლითაც ხალხი ამაყობს. თურმე მისი შექმნა დიდი ხანია დაფიქსირებულია ბუნების პატენტებში. ბირთვული რეაქტორის დაპროექტების შემდეგ, სამეცნიერო და ტექნიკური აზროვნების შედევრი, ადამიანი, ფაქტობრივად, აღმოჩნდა ბუნების იმიტატორი, რომელმაც შექმნა მსგავსი დანადგარები მრავალი მილიონი წლის წინ.

ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორები არსებობს! ერთ დროს გამოჩენილმა ატომურმა ფიზიკოსმა ენრიკო ფერმიმ პათეტიკურად განაცხადა, რომ მხოლოდ ადამიანს შეუძლია ატომური რეაქტორის შექმნა... თუმცა, როგორც მრავალი ათწლეულის შემდეგ გაირკვა, ის ცდებოდა - ატომურ რეაქტორებსაც აწარმოებს! ისინი არსებობდნენ მრავალი ასეული მილიონი წლის წინ, ბუშტუკებდნენ ბირთვული ჯაჭვური რეაქციებით. ბოლო მათგანი, ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი ოკლო, 1,7 მილიარდი წლის წინ გაქრა, მაგრამ მაინც სუნთქავს რადიაციას.

რატომ, სად, როგორ და რაც მთავარია, რა შედეგები მოჰყვება ამ ბუნებრივი ფენომენის გაჩენას და აქტიურობას?

ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორები შესაძლოა თავად დედა ბუნებამ შექმნას - ამისთვის საკმარისი იქნება ურანი-235 იზოტოპის (235U) აუცილებელი კონცენტრაცია ერთ „ადგილში“ დაგროვდეს. იზოტოპი არის ერთგვარი ქიმიური ელემენტი, რომელიც სხვებისგან განსხვავდება ატომის ბირთვში ნეიტრონების დიდი ან ნაკლები რაოდენობით, პროტონებისა და ელექტრონების რაოდენობა კი მუდმივი რჩება.

მაგალითად, ურანს ყოველთვის აქვს 92 პროტონი და 92 ელექტრონი, თუმცა ნეიტრონების რაოდენობა იცვლება: 238U-ს აქვს 146 ნეიტრონი, 235U-ს აქვს 143, 234U-ს აქვს 142, 233U-ს აქვს 141 და ა.შ. ... ბუნებრივ მინერალებში - დედამიწაზე, სხვა პლანეტებზე და მეტეორიტებში - ძირითადი ნაწილი ყოველთვის არის 238U (99,2739%), ხოლო იზოტოპები 235U და 234U წარმოდგენილია მხოლოდ კვალით - შესაბამისად 0,720% და 0,0057%.

ბირთვული ჯაჭვური რეაქცია იწყება მაშინ, როდესაც ურანი-235 იზოტოპის კონცენტრაცია აღემატება 1%-ს და რაც უფრო ინტენსიურია, მით მეტია. ზუსტად იმის გამო, რომ ურანი-235 იზოტოპი ძალიან მიმოფანტულია ბუნებაში, ითვლებოდა, რომ ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორები ვერ იარსებებდა. სხვათა შორის, ელექტროსადგურების ატომურ რეაქტორებში, როგორც საწვავი და ში ატომური ბომბებიგამოიყენება 235U.

თუმცა, 1972 წელს ქ ურანის მაღაროებიოკლოს მახლობლად, გაბონში, აფრიკაში, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს 16 ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი, რომლებიც მოქმედებდნენ თითქმის 2 მილიარდი წლის წინ... ახლა ისინი უკვე გაჩერდნენ და მათში 235 U კონცენტრაცია უფრო ნაკლებია, ვიდრე უნდა ყოფილიყო "ნორმალურში". ბუნებრივი პირობები — 0,717%.

ამ, თუმცა მწირმა განსხვავებამ, "ნორმალურ" მინერალებთან შედარებით, მეცნიერები მიიყვანა ერთადერთ ლოგიკურ დასკვნამდე - აქ ნამდვილად მოქმედებდნენ ბუნებრივი ატომური რეაქტორები. უფრო მეტიც, დადასტურება იყო ურანი-235 ბირთვების დაშლის პროდუქტების მაღალი კონცენტრაცია, რაც ხელოვნურ რეაქტორებში ხდება. როდესაც ურანი-235-ის ატომი იშლება, ნეიტრონები გამოდიან მისი ბირთვიდან, ეჯახებიან ურანი-238-ის ბირთვს, ისინი აქცევენ მას ურანი-239-ად და ის, თავის მხრივ, კარგავს 2 ელექტრონს, ხდება პლუტონიუმ-239...

სწორედ ამ მექანიზმმა გამოიმუშავა ორ ტონაზე მეტი პლუტონიუმ-239 ოკლოში. მეცნიერებმა გამოთვალეს, რომ ოკლოს ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის "გაშვების" დროს, დაახლოებით 2 მილიარდი წლის წინ (235U-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 6-ჯერ უფრო სწრაფია ვიდრე 238U - 713 მილიონი წელი), 235U-ს წილი 3-ზე მეტი იყო. %, რაც სამრეწველო გამდიდრებული ურანის ტოლფასია.

ბირთვული რეაქციის გასაგრძელებლად აუცილებელი ფაქტორი იყო სწრაფი ნეიტრონების შენელება, რომლებიც გაფრინდნენ ურანი-235-ის ბირთვებიდან. ეს ფაქტორი, როგორც ადამიანის მიერ შექმნილ რეაქტორებში, იყო ჩვეულებრივი წყალი.

რეაქტორმა მუშაობა დაიწყო ოკლოში ურანით მდიდარი ფოროვანი ქანების დატბორვის დროს. მიწისქვეშა წყლებიდა მოქმედებდა როგორც ნეიტრონების მოდერატორი. რეაქციის შედეგად გამოთავისუფლებულმა სიცხემ გამოიწვია წყლის ადუღება და აორთქლება, შენელება და შემდგომში შეჩერება ბირთვული ჯაჭვური რეაქცია.

და მას შემდეგ, რაც მთელი კლდე გაცივდა და ყველა ხანმოკლე იზოტოპი დაიშალა (ეს არის ეგრეთ წოდებული ნეიტრონული შხამები, რომლებსაც შეუძლიათ ნეიტრონების შთანთქმა და რეაქციის შეჩერება), წყლის ორთქლი კონდენსირებულია, დატბორა კლდე და რეაქცია განახლდა.

მეცნიერებმა გამოთვალეს, რომ რეაქტორი "ჩართეს" 30 წუთის განმავლობაში, სანამ წყალი არ აორთქლდებოდა და "გამორთეს" 2,5 საათის განმავლობაში, სანამ ორთქლი არ შედედდებოდა. ეს ციკლური პროცესი თანამედროვე გეიზერებს წააგავდა და რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში გაგრძელდა. ურანის დაშლის პროდუქტების ბირთვების დაშლის დროს, ძირითადად რადიოაქტიური იზოტოპებიწარმოიქმნა იოდი, ქსენონის ხუთი იზოტოპი.

ეს იყო ხუთივე იზოტოპი სხვადასხვა კონცენტრაციით, რომლებიც ნაპოვნი იქნა ბუნებრივი რეაქტორის ასეთ ქანებში. სწორედ ამ კეთილშობილური აირის (ქსენონი არის ძალიან მძიმე და რადიოაქტიური გაზი) იზოტოპების კონცენტრაცია და თანაფარდობა, რამაც შესაძლებელი გახადა დაედგინა სიხშირე, რომლითაც "მუშაობდა ოკლოს" რეაქტორი.

ურანის ატომის ბირთვის დაშლა-235-ე ( დიდი ატომები) იწვევს სწრაფი ნეიტრონების გამოყოფას, რადგან შემდგომი ბირთვული რეაქცია უნდა შეანელოს წყალმა (პატარა მოლეკულები)

ცნობილია, რომ მაღალი რადიაცია საზიანოა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის. მაშასადამე, ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორების არსებობის ადგილებში, ცხადია, იყო „მკვდარი წერტილები“, სადაც სიცოცხლე არ იყო, რადგან დნმ ნადგურდება რადიოაქტიური გზით. მაიონებელი გამოსხივება. მაგრამ ადგილის კიდეზე, სადაც რადიაციის დონე გაცილებით დაბალი იყო, ხშირი იყო მუტაციები, რაც იმას ნიშნავს, რომ ახალი სახეობები მუდმივად ჩნდებოდა.

მეცნიერებმა ჯერ კიდევ არ იციან როგორ დაიწყო სიცოცხლე დედამიწაზე. მათ მხოლოდ ის იციან, რომ ამას მოითხოვდა ძლიერი ენერგეტიკული იმპულსი, რაც ხელს შეუწყობდა პირველი ორგანული პოლიმერების წარმოქმნას. ითვლება, რომ ასეთი იმპულსები შეიძლება იყოს ელვა, ვულკანები, მეტეორიტები და ასტეროიდები, თუმცა, ბოლო წლებიშესთავაზა ამოსავალი წერტილიგანვიხილოთ ჰიპოთეზა, რომ ბუნებრივ ბირთვულ რეაქტორებს შეუძლიათ შექმნან ასეთი იმპულსი. Ვინ იცის …