დასავლეთ აფრიკაში, ეკვატორიდან არც თუ ისე შორს, გაბონის შტატის ტერიტორიაზე მდებარე ტერიტორიაზე, მეცნიერებმა საოცარი აღმოჩენა გააკეთეს. ეს მოხდა გასული საუკუნის 70-იანი წლების დასაწყისში, მაგრამ ჯერჯერობით სამეცნიერო საზოგადოების წარმომადგენლები ვერ მივიდნენ კონსენსუსამდე - რა იყო ეს ნაპოვნი?
ურანის მადნის საბადოები ჩვეულებრივი მოვლენაა, თუმცა საკმაოდ იშვიათია. თუმცა, გაბონში აღმოჩენილი ურანის მაღარო აღმოჩნდა არა მხოლოდ ძვირფასი მინერალის საბადო, ის მუშაობდა როგორც ... ნამდვილი ბირთვული რეაქტორი! აღმოაჩინეს ექვსი ურანის ზონა, რომლებშიც მოხდა ურანის დაშლის ნამდვილი რეაქცია!

კვლევებმა აჩვენა, რომ რეაქტორი ამოქმედდა დაახლოებით 1900 მილიონი წლის წინ და მუშაობდა ნელი დუღილის რეჟიმში რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში.
ურანის იზოტოპ U-235-ის შემცველობა აფრიკის ანომალიის რეაქტორულ ზონებში პრაქტიკულად იგივეა, რაც ადამიანის მიერ აშენებულ თანამედროვე ბირთვულ რეაქტორებში. მოდერატორად მიწისქვეშა წყალი გამოიყენებოდა.
ფენომენის შესახებ მეცნიერების წარმომადგენლების მოსაზრებები გაიყო. ექსპერტთა უმრავლესობამ მხარი დაუჭირა თეორიას, რომლის თანახმად, გაბონის ატომური რეაქტორი სპონტანურად ამოქმედდა ასეთი დაწყებისთვის აუცილებელი პირობების შემთხვევითი დამთხვევის გამო.
თუმცა, ყველა არ დაკმაყოფილდა ამ ვარაუდით. და იყო კარგი მიზეზები ამისთვის. ბევრმა თქვა, რომ გაბონის რეაქტორი, თუმცა მას არ აქვს გარეგნულად მსგავსი ნაწილები მოაზროვნე არსებების ქმნილებებთან, მაინც გონიერი არსებების პროდუქტია.
მოდით შევხედოთ რამდენიმე ფაქტს. ტექტონიკური აქტივობა იმ ტერიტორიაზე, სადაც რეაქტორი აღმოაჩინეს, უჩვეულოდ მაღალი იყო მისი ექსპლუატაციის პერიოდისთვის. თუმცა, კვლევებმა აჩვენა, რომ ნიადაგის ფენების ოდნავი ცვლილება აუცილებლად გამოიწვევს რეაქტორის გათიშვას. მაგრამ მას შემდეგ, რაც რეაქტორი მუშაობდა ას ათასწლეულზე მეტი ხნის განმავლობაში, ეს არ მოხდა. ვინ ან რამ გაყინა ტექტონიკა რეაქტორის მუშაობის პერიოდში? იქნებ ეს გააკეთეს მათ, ვინც დაიწყო? Უფრო. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მოდერატორად მიწისქვეშა წყლები გამოიყენებოდა. რეაქტორის მუდმივი მუშაობის უზრუნველსაყოფად, ვინმეს უნდა დაერეგულირებინა მის მიერ გაცემული სიმძლავრე, რადგან თუ ის ჭარბი იქნებოდა, წყალი ადუღდებოდა და რეაქტორი გაჩერდებოდა. ეს და რამდენიმე სხვა პუნქტი ვარაუდობს, რომ გაბონის რეაქტორი ხელოვნური წარმოშობის ნივთია. მაგრამ ვინ ფლობდა დედამიწაზე ასეთ ტექნოლოგიას ორი მილიარდი წლის წინ?
მოგვწონს თუ არა, პასუხი მარტივია, თუმცა გარკვეულწილად ბანალური. ამის გაკეთება მხოლოდ დან შეიძლებოდა. სავსებით შესაძლებელია, რომ ისინი ჩვენთან მოვიდნენ გალაქტიკის ცენტრალური რეგიონიდან, სადაც ვარსკვლავები მზეზე ბევრად ძველია და მათი პლანეტები უფრო ძველია. იმ სამყაროებში სიცოცხლეს ჰქონდა შესაძლებლობა წარმოშობილიყო გაცილებით ადრე, იმ დროს, როდესაც დედამიწა ჯერ კიდევ არ იყო ძალიან კომფორტული სამყარო.
რატომ დასჭირდათ უცხოპლანეტელებს სტაციონარული მაღალი სიმძლავრის ბირთვული რეაქტორის შექმნა? ვინ იცის... იქნებ „კოსმოსის დამტენი სადგური“ აღჭურვათ დედამიწაზე, ან იქნებ...
არსებობს ჰიპოთეზა, რომ მაღალგანვითარებული ცივილიზაციები მათი განვითარების გარკვეულ ეტაპზე „მფარველობენ“ სხვა პლანეტებზე გაჩენილ სიცოცხლეს. მათ კი ხელი აქვთ უსიცოცხლო სამყაროების საცხოვრებლად გადაქცევაში. იქნებ სწორედ ასეთებს ეკუთვნოდნენ ისინი, ვინც ააგეს აფრიკული სასწაული? იქნებ მათ გამოიყენეს რეაქტორის ენერგია ტერაფორმირებისთვის? მეცნიერები დღემდე კამათობენ, თუ როგორ წარმოიქმნა ჟანგბადით მდიდარი დედამიწის ატმოსფერო. ერთ-ერთი ვარაუდი არის ოკეანეების წყლების ელექტროლიზის ჰიპოთეზა. ელექტროლიზი კი, მოგეხსენებათ, დიდ ელექტროენერგიას მოითხოვს. იქნებ ამისთვის უცხოპლანეტელებმა შექმნეს გაბონის რეაქტორი? თუ ასეა, მაშინ აშკარად არ არის ერთადერთი. ძალიან შესაძლებელია, ოდესღაც მისნაირი სხვაც აღმოჩნდეს.
როგორც არ უნდა იყოს, გაბონის სასწაული გვაფიქრებინებს. დაფიქრდით და მოძებნეთ პასუხები.

კოროლ ა.იუ. - 121 SNYaEiP კლასის სტუდენტი (სევასტოპოლის ბირთვული ენერგიისა და მრეწველობის ეროვნული ინსტიტუტი.)
ხელმძღვანელი - დოქტორი. , YaPPU SRNYaEiP კათედრის ასოცირებული პროფესორი ვახ ი.ვ., ქ. რეპინა 14 კვ. ორმოცდაათი

ოკლოში (ურანის მაღარო გაბონის შტატში, ეკვატორის მახლობლად, 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, ბუნებრივი ურანის ჯგუფის ფიზიკური პარამეტრების რუტინული გაზომვების დროს, რომელიც ჩავიდა საფრანგეთის ქალაქ პიერელატში გამდიდრების ქარხანაში აფრიკული ოკლოს საბადოდან (ურანის მაღარო გაბონში, შტატი, რომელიც მდებარეობს ეკვატორთან ახლოს. დასავლეთ აფრიკა), აღმოჩნდა, რომ იზოტოპი U - 235 შემომავალ ბუნებრივ ურანში სტანდარტზე ნაკლებია. აღმოჩნდა, რომ ურანი შეიცავს 0,7171% U - 235. ბუნებრივი ურანის ნორმალური ღირებულებაა 0,7202%
U - 235. ურანის ყველა მინერალში, დედამიწის ყველა ქვასა და ბუნებრივ წყალში, ასევე მთვარის ნიმუშებში ეს თანაფარდობა შესრულებულია. ოკლოს ველი ჯერჯერობით ერთადერთი შემთხვევაა ბუნებაში დაფიქსირებული, 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 მაღაროში 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 წყალსაცავში მიწისქვეშა წყლების მასობრივი წილი არის დაახლოებით 6% და თუ ბუნებრივი ურანი გამდიდრებულია 3% 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 რეაქტორის ზონებშია ნაპოვნი. აქტინიდების დაშლის ნარჩენები მიუთითებს იმაზე, რომ რეაქტორი ასობით ათასი წლის განმავლობაში მუშაობდა ნელი 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 ატომურ 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, რომელმაც თიხა წაიღო და ურანი ერთ მასად აქცია. როგორც კი ურანით გამდიდრებულმა ფენების მასამ და სისქემ კრიტიკულ ზომებს მიაღწია, მათში წარმოიქმნა ჯაჭვური რეაქცია და ინსტალაციამ დაიწყო მუშაობა. რეაქტორის მუშაობის შედეგად წარმოიქმნა დაახლოებით 6 ტონა დაშლის პროდუქტი და 2,5 ტონა პლუტონიუმი. რადიოაქტიური ნარჩენების უმეტესობა რჩება ურანიტის მინერალის კრისტალურ სტრუქტურაში, რომელიც გვხვდება ოკლოს მადნების სხეულში. ელემენტები, რომლებიც ვერ შეაღწევენ ურანიტის გისოსებს ძალიან დიდი ან ძალიან მცირე იონური რადიუსის გამო, დიფუზირდება ან ირეცხება. ოკლოს რეაქტორებიდან 1900 მილიონი წლის განმავლობაში, 30-ზე მეტი დაშლის პროდუქტიდან ნახევარი მაინც იყო მიბმული მადნებში, 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. წყალში მაღალი ხსნადობის მქონეები გაიტაცეს. 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, ვიდრე მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგური, რომელიც 1954 წელს ელექტროენერგიით უზრუნველყოფდა მოსკოვის მახლობლად მდებარე ქალაქ ობნინსკს. მაგრამ ბუნებრივი რეაქტორის ენერგია არ დაიხარჯა: ზოგიერთი ჰიპოთეზის თანახმად, ეს იყო რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა, რომელიც ენერგიას აწვდიდა დათბობას დედამიწას.
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 მიუთითებს ორგანული ნივთიერებების ევოლუციის უფრო მაღალ ხარისხზე, როდესაც ოკლოს რეაქტორს ვუახლოვდებით. მას შეეძლო გავლენა მოეხდინა უჯრედული ორგანიზმების მუტაციების სიხშირეზე, რომლებიც მოხვდნენ რადიაციის გაზრდილი დონის ზონაში, რამაც გამოიწვია ადამიანის წინაპრების გამოჩენა. ნებისმიერ შემთხვევაში, დედამიწაზე სიცოცხლე წარმოიშვა და ევოლუციის გრძელი გზა გაიარა ბუნებრივი რადიაციული ფონის დონეზე, რაც გახდა აუცილებელი ელემენტი ბიოლოგიური სისტემების განვითარებაში.
ბირთვული რეაქტორის შექმნა არის ინოვაცია, რომლითაც ხალხი ამაყობს. თურმე მისი შექმნა დიდი ხანია დაფიქსირებულია ბუნების პატენტებში. ბირთვული რეაქტორის დაპროექტების შედეგად, სამეცნიერო და ტექნიკური აზროვნების შედევრი, ადამიანი, ფაქტობრივად, აღმოჩნდა ბუნების იმიტატორი, რომელმაც შექმნა ამ ტიპის დანადგარები მრავალი მილიონი წლის წინ.

ორი მილიარდი წლის წინ, ჩვენი პლანეტის ერთ-ერთ ადგილას, გეოლოგიური პირობები საოცარი გზით განვითარდა, შემთხვევით და სპონტანურად ჩამოყალიბდა თერმობირთვული რეაქტორი. ის სტაბილურად მუშაობდა მილიონი წლის განმავლობაში და მისი რადიოაქტიური ნარჩენები, ისევ ბუნებრივი გზით, არავის საფრთხის გარეშე, ინახებოდა ბუნებაში მთელი მისი გაჩერებიდან გასული. კარგი იქნებოდა იმის გაგება, როგორ გააკეთა ეს, არა?

ბირთვული დაშლის რეაქცია (სწრაფი მითითება)

სანამ დავიწყებთ ისტორიას იმის შესახებ, თუ როგორ მოხდა ეს, მოდით სწრაფად გავიხსენოთ რა არის დაშლის რეაქცია. ეს ხდება მაშინ, როდესაც მძიმე ბირთვული ბირთვი იშლება მსუბუქ ელემენტებად და თავისუფალ ფრაგმენტებად, ათავისუფლებს უზარმაზარ ენერგიას. აღნიშნული ფრაგმენტები მცირე და მსუბუქი ატომური ბირთვებია. ისინი არასტაბილურია და, შესაბამისად, უკიდურესად რადიოაქტიური. ისინი შეადგენენ სახიფათო ნარჩენების ძირითად ნაწილს ატომური ენერგეტიკის ინდუსტრიაში.

გარდა ამისა, გამოიყოფა მიმოფანტული ნეიტრონები, რომლებსაც შეუძლიათ მეზობელი მძიმე ბირთვების აგზნება დაყოფის მდგომარეობამდე. ასე რომ, ფაქტობრივად, ხდება ჯაჭვური რეაქცია, რომლის კონტროლიც შესაძლებელია იმავე ატომურ ელექტროსადგურებზე, რაც უზრუნველყოფს ენერგიით მოსახლეობისა და ეკონომიკის საჭიროებებს. უკონტროლო რეაქცია შეიძლება იყოს კატასტროფულად დამანგრეველი. ამიტომ, როდესაც ადამიანები აშენებენ ატომურ რეაქტორს, მათ უწევთ ბევრი იმუშაონ და მიიღონ ბევრი სიფრთხილის ზომები თერმობირთვული რეაქციის დასაწყებად.

უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა გააკეთოთ მძიმე ელემენტის გაყოფა - ჩვეულებრივ, ამ მიზნით ურანი გამოიყენება. ბუნებაში ის ძირითადად სამი იზოტოპის სახით გვხვდება. მათგან ყველაზე გავრცელებულია ურანი-238. ის პლანეტის ბევრ ადგილას გვხვდება - ხმელეთზე და ოკეანეებშიც კი. თუმცა, თავისთავად, მას არ შეუძლია გაყოფა, რადგან საკმაოდ სტაბილურია. მეორეს მხრივ, ურანი-235-ს აქვს არასტაბილურობა, რომელიც ჩვენ გვჭირდება, მაგრამ მისი წილი ბუნებაში მხოლოდ 1 პროცენტია. ამიტომ, მოპოვების შემდეგ ხდება ურანის გამდიდრება - ურანი-235-ის წილი მთლიან მასაში 3%-მდეა მიყვანილი.

მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის - უსაფრთხოების მიზეზების გამო, შერწყმის რეაქტორს სჭირდება ნეიტრონების მოდერატორი, რათა ისინი დარჩეს კონტროლის ქვეშ და არ გამოიწვიონ უკონტროლო რეაქცია. რეაქტორების უმეტესობა წყალს ამ მიზნით იყენებს. გარდა ამისა, ამ სტრუქტურების საკონტროლო ღეროები დამზადებულია მასალებისგან, რომლებიც ასევე შთანთქავენ ნეიტრონებს, როგორიცაა ვერცხლი. წყალი, გარდა მისი ძირითადი ფუნქციისა, აგრილებს რეაქტორს. ეს ტექნოლოგიის გამარტივებული აღწერაა, მაგრამ მისგანაც კი ჩანს, რამდენად რთულია იგი. კაცობრიობის საუკეთესო გონებამ ათწლეულები დახარჯა ამის გასახსენებლად. შემდეგ კი გავარკვიეთ, რომ ზუსტად იგივე შექმნა ბუნებამ და შემთხვევით. არის ამაში რაღაც წარმოუდგენელი, არა?

გაბონი ბირთვული რეაქტორების სამშობლოა

თუმცა, აქ უნდა გვახსოვდეს, რომ ორი მილიარდი წლის წინ გაცილებით მეტი ურანი-235 იყო. იმ მიზეზით, რომ ის ბევრად უფრო სწრაფად იშლება, ვიდრე ურანი-238. გაბონში, რაიონში, რომელსაც ოკლო ეძახიან, მისი კონცენტრაცია საკმარისი იყო სპონტანური თერმობირთვული რეაქციის დასაწყებად. სავარაუდოდ, ამ ადგილას იყო მოდერატორის სწორი რაოდენობა - სავარაუდოდ წყალი, რომლის წყალობითაც მთელი საქმე არ დასრულებულა უზარმაზარი აფეთქებით. ასევე ამ გარემოში არ არსებობდა ნეიტრონის შთამნთქმელი მასალები, რის შედეგადაც დაშლის რეაქცია დიდხანს ინარჩუნებდა თავს.

ეს არის ერთადერთი ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი, რომელიც ცნობილია მეცნიერებისთვის. მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ის ყოველთვის ასეთი უნიკალური იყო. სხვები შესაძლოა დედამიწის ქერქში ღრმად გადასულიყვნენ ტექტონიკური ფილების მოძრაობის შედეგად ან გაქრეს ეროზიის გამო. ასევე შესაძლებელია, რომ ისინი უბრალოდ ჯერ არ არიან ნაპოვნი. სხვათა შორის, გაბონის ეს ბუნებრივი ფენომენი ასევე დღემდე არ შემორჩენილა - ის მთლიანად დამუშავებულია მაღაროელების მიერ. ამის წყალობით მათ შეიტყვეს მის შესახებ - ისინი ღრმად ჩავიდნენ დედამიწაში ურანის გასამდიდრებლად, შემდეგ კი ზედაპირზე დაბრუნდნენ, თავები გაოცებულები იხეხავდნენ და ცდილობდნენ გადაეჭრათ დილემა - „ან ვიღაცამ მოიპარა თითქმის 200 კილოგრამი. აქედან ურანი-235, ან ეს არის ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი, რომელმაც ის უკვე მთლიანად დამწვარია“. სწორი პასუხი არის მეორე „ან“-ის შემდეგ, თუ ვინმემ არ მიჰყვა პრეზენტაციის თემას.

რატომ არის გაბონის რეაქტორი ასე მნიშვნელოვანი მეცნიერებისთვის?

მიუხედავად ამისა, ის ძალიან მნიშვნელოვანი ობიექტია მეცნიერებისთვის. იმ მიზეზით, რომ იგი მუშაობდა გარემოსთვის ზიანის გარეშე დაახლოებით მილიონი წლის განმავლობაში. არც ერთი გრამი ნარჩენი არ გასულა ბუნებაში, არაფერი დაზარალებულა! ეს უკიდურესად უჩვეულოა, რადგან ურანის დაშლის ქვეპროდუქტები უკიდურესად საშიშია. ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვიცით რა ვუყოთ მათ. ერთ-ერთი მათგანია ცეზიუმი. არის სხვა ელემენტებიც, რომლებსაც შეუძლიათ უშუალოდ ზიანი მიაყენონ ადამიანის ჯანმრთელობას, მაგრამ ჩერნობილისა და ფუკუშიმას ნანგრევები ჩერნობილისა და ფუკუშიმას ნანგრევები სწორედ ცეზიუმის გამო იქნება საშიშროება დიდი ხნის განმავლობაში.

გაბონის ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი

მეცნიერებმა, რომლებმაც ცოტა ხნის წინ გამოიკვლიეს ოკლოში არსებული მაღაროები, დაადგინეს, რომ ამ ბუნებრივ რეაქტორში ცეზიუმი შეიწოვება და აკავშირებს სხვა ელემენტს - რუთენიუმს. ის ბუნებით ძალიან იშვიათია და ჩვენ არ შეგვიძლია მისი გამოყენება სამრეწველო მასშტაბით ბირთვული ნარჩენების გასანეიტრალებლად. მაგრამ იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს რეაქტორი, გვაძლევს იმედს, რომ ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ მსგავსი რამ და დავაღწიოთ თავი კაცობრიობის ამ დიდი ხნის პრობლემას.

A. Yu. Shukoliukov
ქიმია და ცხოვრება No6, 1980, გვ. 20-24

ეს ამბავი დიდი ხნის ნაწინასწარმეტყველები აღმოჩენაზეა, რომელსაც დიდი ხანი ელოდებოდნენ და თითქმის სასოწარკვეთილი ელოდნენ. მიუხედავად ამისა, როდესაც აღმოჩენა გაკეთდა, გაირკვა, რომ ურანის დაშლის ჯაჭვური რეაქცია, რომელიც ითვლებოდა ადამიანის გონების ძალის ერთ-ერთ უმაღლეს გამოვლინებად, ოდესღაც შეიძლება გაგრძელებულიყო და გაგრძელებულიყო ადამიანის ჩარევის გარეშე. . ამ აღმოჩენის შესახებ, ოკლოს ფენომენის შესახებ, დაახლოებით შვიდი წლის წინ ისინი ბევრს წერდნენ და არა ყოველთვის სწორად. დროთა განმავლობაში ვნებები ჩაცხრა და ამ ფენომენის შესახებ ინფორმაცია ცოტა ხნის წინ გაიზარდა ...

მცდელობები არასწორი პროდუქტებით

ისინი ამბობენ, რომ 1945 წლის შემოდგომის ერთ-ერთ დღეს, იაპონელი ფიზიკოსი პ. კუროდა, შოკირებული იყო ჰიროშიმაში ნანახით, პირველად დაფიქრდა იმაზე, არ შეიძლებოდა თუ არა ბუნებაში ბირთვული დაშლის ასეთი პროცესი. და თუ ასეა, განა ეს პროცესი არ წარმოქმნის ვულკანების დაუოკებელ ენერგიას, რომელსაც კუროდა სწორედ იმ დროს სწავლობდა?

მის შემდეგ ეს მაცდური იდეა სხვა ფიზიკოსებმა, ქიმიკოსებმა და გეოლოგებმა გაიტაცეს. მაგრამ ტექნოლოგია - ბირთვული ენერგიის რეაქტორები, რომლებიც გამოჩნდა 50-იან წლებში - მუშაობდა სანახაობრივი დასკვნის საწინააღმდეგოდ. არა ის, რომ რეაქტორების თეორია კრძალავდა ასეთ პროცესს - ის ზედმეტად წარმოუდგენლად გამოაცხადა.

და მაინც მათ დაიწყეს კვალის ძებნა მშობლიურ დაშლის ჯაჭვურ რეაქციაში. მაგალითად, ამერიკელმა I. Orr-მა სცადა დამპალ ქვაში ბირთვული „დაწვის“ ნიშნები გამოეჩინა. ამ მინერალის სახელი საერთოდ არ არის მისი უსიამოვნო სუნის მტკიცებულება, სიტყვა ჩამოყალიბებულია ამ მინერალში არსებული ელემენტების ლათინური სახელების პირველი ასოებიდან - თორიუმი, ურანი, წყალბადი (ჰიდროგენიუმი, პირველი ასო ლათინურია " ნაცარი", წაიკითხეთ როგორც "x") და ჟანგბადი (ჟანგბადი). და დასასრული "განათებული" - ბერძნული "ასხმულიდან" - ქვა.

მაგრამ ტუჰოლიტში რაიმე ანომალია არ აღმოჩნდა.

უარყოფითი შედეგიც მიიღეს ურანის ერთ-ერთ ყველაზე ცნობილ მინერალთან, ურანიტ 1-თან მუშაობისას. ვარაუდობენ, რომ ზაირიულ ურანიტში არსებული იშვიათი დედამიწის ელემენტები წარმოიქმნება გაყოფის ჯაჭვურ რეაქციაში. მაგრამ იზოტოპურმა ანალიზმა აჩვენა, რომ ეს მინარევები ყველაზე გავრცელებულია და არა რადიოგენური.

არკანზასის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა სცადეს სტრონციუმის რადიოაქტიური იზოტოპების პოვნა იელოუსტონის ეროვნული პარკის ცხელ წყაროებში. ისინი ასე ამტკიცებდნენ: ამ წყაროების წყალი თბება ენერგიის გარკვეული წყაროთ; თუ ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი მუშაობს სადმე ნაწლავებში, რადიოაქტიური დაშლის ჯაჭვური რეაქციის პროდუქტები, კერძოდ სტრონციუმი-90, აუცილებლად ჩაედინება წყალში. თუმცა, იელოუსტონის წყლებში რადიოაქტიურობის გაზრდის ნიშნები არ ყოფილა ...

სად უნდა ვეძებოთ ბუნებრივი რეაქტორი? პირველი მცდელობები განხორციელდა თითქმის ბრმად, ისეთი მოსაზრებების საფუძველზე, როგორიცაა "ეს შეიძლება იყოს იმიტომ, რომ ...". ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის სერიოზული თეორია ჯერ კიდევ შორს იყო.

თეორიის დასაწყისი

1956 წელს ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა პატარა სტატია, სულ რაღაც ერთი გვერდი. მან მოკლედ გამოიკვეთა ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის თეორია. მისი ავტორი იყო იგივე პ.კუროდა. შენიშვნის მნიშვნელობა მცირდება ნეიტრონების გამრავლების კოეფიციენტის K Ґ გამოთვლამდე. ამ კოეფიციენტის მნიშვნელობა განსაზღვრავს იქნება თუ არა დაშლის ჯაჭვური რეაქცია. რეაქტორშიც და მინდორშიც, ცხადია.

როდესაც ურანის საბადო იქმნება, სამომავლო ჯაჭვურ რეაქციაში შეიძლება იყოს სამი მთავარი „აქტორი“. ეს არის საწვავი - ურანი-235, ნეიტრონების მოდერატორები - წყალი, სილიციუმის და ლითონების ოქსიდები, გრაფიტი (ამ ნივთიერებების მოლეკულებთან შეჯახებით, ნეიტრონები კარგავენ მათ კინეტიკურ ენერგიას და გადაიქცევიან სწრაფიდან ნელებად) და ბოლოს, ნეიტრონის შთამნთქმელი, რომელთა შორისაა ფრაგმენტაციის ელემენტები (მათ შესახებ სპეციალური საუბარი) და, რაც არ უნდა უცნაური იყოს, თავად ურანი. დომინანტური იზოტოპი, ურანი-238, შეიძლება დაიშალოს სწრაფი ნეიტრონებით, მაგრამ საშუალო ენერგიის ნეიტრონები (უფრო ენერგიული ვიდრე ნელი და ნელი ვიდრე სწრაფი) იჭერს მის ბირთვებს და არ იშლება და არ იშლება.

ურანი-235 ბირთვის ყოველი დაშლისას, რომელიც გამოწვეულია ნელ ნეიტრონთან შეჯახებით, იბადება ორი ან სამი ახალი ნეიტრონი. როგორც ჩანს, საბადოში ნეიტრონების რაოდენობა ზვავივით უნდა გაიზარდოს. მაგრამ ყველაფერი ასე მარტივი არ არის. "ახალშობილი" ნეიტრონები სწრაფია. ურანი-235-ის ახალი დაშლის გამოსაწვევად, ისინი უნდა გახდნენ ნელი. სწორედ აქ ელოდება მათ ორი საფრთხე. შენელებით, მათ უნდა გამოტოვონ ენერგეტიკული ინტერვალი, რომლის დროსაც ურანი-238 ძალიან ადვილად რეაგირებს ნეიტრონებთან. ყველას არ მიაღწევს წარმატებას - ზოგიერთი ნეიტრონი თამაშს არ ტოვებს. გადარჩენილი ნელი ნეიტრონები ხდებიან იშვიათი დედამიწის ელემენტების ატომური ბირთვების მსხვერპლნი, რომლებიც ყოველთვის იმყოფებიან ურანის საბადოებში (და ასევე რეაქტორებში).

არა მხოლოდ ისინი - მიმოფანტული ელემენტები - ყველგან არიან. ისინი ასევე წარმოიქმნება ურანის ბირთვების დაშლის დროს - იძულებითი და სპონტანური. და ზოგიერთი დაშლის ელემენტი, როგორიცაა გადოლინიუმი და სამარიუმი, თერმული ნეიტრონების უძლიერესი შთანთქმელია. შედეგად, როგორც წესი, ურანში ჯაჭვური რეაქციისთვის არც ისე ბევრი ნეიტრონი რჩება ...

გამრავლების ფაქტორი K Ґ არის ნეიტრონების დარჩენილი შეფარდება მათ საწყის რიცხვთან. თუ K Ґ =1, ჯაჭვური რეაქცია სტაბილურად მიმდინარეობს ურანის საბადოში, თუ K Ґ > 1, საბადო უნდა განადგურდეს, გაიფანტოს ან თუნდაც აფეთქდეს. როდის K Ґ რა არის საჭირო ამისათვის? ჯერ ერთი, ანაბარი უძველესი უნდა იყოს. ახლა ურანის იზოტოპების ბუნებრივ ნარევში ურანი-235-ის კონცენტრაცია მხოლოდ 0,7%-ია. ეს არ იყო ბევრად მეტი, ვიდრე 500 მილიონი და მილიარდი წლის წინ. მაშასადამე, 1 მილიარდ წელზე მცირე საბადოზე არ შეიძლება დაიწყოს ჯაჭვური რეაქცია, მიუხედავად ურანის მთლიანი კონცენტრაციისა ან მოდერატორი წყლისა. ურანი-235-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით 700 მილიონი წელია. რაც უფრო შორს იყო საუკუნეების სიღრმეში, მით უფრო დიდი იყო ურანი-235 იზოტოპის კონცენტრაცია. ორი მილიარდი წლის წინ იყო 3,7%, 3 მილიარდი წელი - 8,4%, 4 მილიარდი წელი - იმდენივე, რამდენიც 19,2%! სწორედ მაშინ, მილიარდობით წლის წინ, ურანის უძველესი საბადოები საკმარისად მდიდარი იყო, თითქმის მზად იყო "გადასაღები".

საბადოს სიძველე აუცილებელი, მაგრამ არა საკმარისი პირობაა ბუნებრივი რეაქტორების მუშაობისთვის. კიდევ ერთი, ასევე აუცილებელი პირობაა აქ დიდი რაოდენობით წყლის არსებობა. წყალი, განსაკუთრებით მძიმე წყალი, არის საუკეთესო ნეიტრონული მოდერატორი. შემთხვევითი არ არის, რომ ურანის კრიტიკული მასა (93,5% 235 U) წყალხსნარში ერთ კილოგრამზე ნაკლებია, ხოლო მყარ მდგომარეობაში, ბურთის სახით სპეციალური ნეიტრონული რეფლექტორით, არის 18-დან 23-მდე. კგ. წყლის სულ მცირე 15-20% უნდა ყოფილიყო უძველესი ურანის მადნის შემადგენლობაში, რის გამოც მასში ურანის დაშლის ჯაჭვური რეაქცია ატყდა.

მაგრამ ესეც არ არის საკმარისი. აუცილებელია, რომ საბადოში ურანი იყოს არანაკლებ 10-20%. სხვა გარემოებებში ბუნებრივი ჯაჭვური რეაქცია არ შეიძლებოდა დაწყებულიყო. ჩვენ დაუყოვნებლივ აღვნიშნავთ, რომ მადნები ახლა მდიდრად ითვლება, რომელშიც 0,5-დან 1,0%-მდე ურანია; 1% -ზე მეტი - ძალიან მდიდარი ...

მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. აუცილებელია, რომ ანაბარი არ იყოს ძალიან მცირე. მაგალითად, მუშტის ზომის მადნის ნაჭერში - ყველაზე ძველ, ყველაზე კონცენტრირებულ (როგორც ურანში, ასევე წყალში) - ჯაჭვური რეაქცია ვერ დაიწყება. ძალიან ბევრი ნეიტრონი გაფრინდება ასეთი ნაწილიდან და არ ექნება დრო ჯაჭვურ რეაქციაში შესვლისთვის. გამოთვალეს, რომ საბადოების ზომა, რომლებიც შეიძლება გახდეს ბუნებრივი რეაქტორები, უნდა იყოს მინიმუმ რამდენიმე კუბური მეტრი.

ასე რომ, იმისთვის, რომ საბადოში "არაწარმოებულმა" ბირთვულმა რეაქტორმა თავისით იმუშაოს, აუცილებელია ოთხივე სავალდებულო პირობა ერთდროულად დაკმაყოფილდეს. ამას პროფესორ კუროდას მიერ ჩამოყალიბებული თეორია განაპირობებდა. ახლა ურანის საბადოებში ბუნებრივი რეაქტორების ძიებამ შეიძლება გარკვეული მიზანდასახულობა შეიძინოს.

არა იქ, სადაც თქვენ ეძებდით

ჩხრეკა ჩატარდა აშშ-ში და სსრკ-ში. ამერიკელებმა ჩაატარეს ურანის ყველაზე ზუსტი იზოტოპური ანალიზები, იმ იმედით, რომ აღმოაჩენდნენ ურანი-235-ის მცირე „დაწვას“. 1963 წლისთვის აშშ-ს ატომური ენერგიის კომისიას უკვე ჰქონდა ინფორმაცია რამდენიმე ასეული ურანის საბადოების იზოტოპური შემადგენლობის შესახებ. შეისწავლეს ღრმა და ზედაპირული, უძველესი და ახალგაზრდა, მდიდარი და ღარიბი ურანის საბადოები. სამოცდაათიან წლებში ეს მონაცემები გამოქვეყნდა. ჯაჭვური რეაქციის კვალი არ აღმოჩნდა...

სსრკ-ში სხვა მეთოდს იყენებდნენ ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორის მოსაძებნად. ურანი-235 ბირთვის ყოველი ასეული დაშლიდან ექვსი იწვევს ქსენონის იზოტოპების წარმოქმნას. ეს ნიშნავს, რომ ჯაჭვური რეაქციის დროს ქსენონი უნდა დაგროვდეს ურანის საბადოებში. ქსენონის კონცენტრაციის სიჭარბე (10-15 გ/გ-ზე მეტი) და მისი იზოტოპური შემადგენლობის ცვლილებები ურანის მადნში მიუთითებს ბუნებრივ რეაქტორზე. საბჭოთა მასის სპექტრომეტრების მგრძნობელობამ შესაძლებელი გახადა უმცირესი გადახრების გამოვლენა. გამოკვლეული იქნა ურანის ბევრი „საეჭვო“ საბადო - მაგრამ არც ერთს არ აჩვენა ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორების ნიშნები.

აღმოჩნდა, რომ ბუნებრივი ჯაჭვური რეაქციის თეორიული შესაძლებლობა არასოდეს იქცა რეალობად. ეს დასკვნა მიღწეული იქნა 1970 წელს. და მხოლოდ ორი წლის შემდეგ, ფრანგი ექსპერტები შემთხვევით წააწყდნენ ბუნებრივ ბირთვულ რეაქტორს. ასე იყო.

1972 წლის ივნისში საფრანგეთის ატომური ენერგიის კომისიის ერთ-ერთ ლაბორატორიაში მომზადდა ბუნებრივი ურანის სტანდარტული ხსნარი. გაზომეს მისი იზოტოპური შემადგენლობა: ურანი-235 აღმოჩნდა 0,7171% ნაცვლად 0,7202%. მცირე განსხვავება! მაგრამ ლაბორატორიაში ისინი მიჩვეულნი არიან ზუსტად იმუშაონ. ჩვენ შევამოწმეთ შედეგი - გაიმეორა. ჩვენ გამოვიკვლიეთ ურანის კიდევ ერთი პრეპარატი - ურანი-235-ის დეფიციტი კიდევ უფრო დიდია! მომდევნო ექვსი კვირის განმავლობაში, სასწრაფოდ იქნა გაანალიზებული დამატებითი 350 ნიმუში და აღმოჩნდა, რომ რან-235-ში ამოწურული ურანის მადანი მიეწოდებოდა საფრანგეთს გაბონის ოკლოს ურანის საბადოდან.

მოეწყო გამოძიება - გაირკვა, რომ წელიწადნახევარში მაღაროდან მიიღეს 700 ტონა გაუფუჭებული ურანი, ხოლო საფრანგეთის ატომურ სადგურებში მიწოდებულ ნედლეულში ურანი-235-ის მთლიანმა დეფიციტმა შეადგინა 200 კგ! მათ აშკარად იყენებდნენ ბუნებით ბირთვულ საწვავად...

ფრანგმა მკვლევარებმა (რ. ბოდიუმ, მ. ნელი და სხვები) სასწრაფოდ გამოაქვეყნეს შეტყობინება, რომ მათ აღმოაჩინეს ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი. შემდეგ, ბევრ ჟურნალში წარმოდგენილი იყო უჩვეულო ოკლოს საბადოს ყოვლისმომცველი კვლევის შედეგები.

ოკლოს ფენომენს ორი საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენცია მიეძღვნა. ყველა შეთანხმდა საერთო აზრზე: ეს მართლაც ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორია, რომელიც დამოუკიდებლად მუშაობდა აფრიკის ცენტრში, როცა დედამიწაზე ადამიანის წინაპრები არ არსებობდნენ.

ᲠᲝᲒᲝᲠ ᲛᲝᲮᲓᲐ?

2 მილიარდი 600 მილიონი წლის წინ, დღევანდელი გაბონისა და მისი მეზობელი აფრიკული სახელმწიფოების ტერიტორიაზე, წარმოიქმნა უზარმაზარი გრანიტის ფილა მრავალი ათეული კილომეტრის სიგრძით. (ეს თარიღი, ისევე როგორც სხვები, რომლებიც განხილული იქნება, განისაზღვრა რადიოაქტიური საათების გამოყენებით - არგონის დაგროვებით კალიუმიდან, სტრონციუმი - რუბიდიუმიდან, ტყვია - ურანიდან.)

მომდევნო 500 მილიონი წლის განმავლობაში ეს ბლოკი დაინგრა, გადაიქცა ქვიშასა და თიხად. ისინი გარეცხეს მდინარეებმა და ორგანული ნივთიერებებით გაჯერებული ნალექების სახით, ფენებად დასახლდნენ უძველესი უზარმაზარი მდინარის დელტაში. ათობით მილიონი წლის განმავლობაში, ნალექის სისქე იმდენად გაიზარდა, რომ ქვედა ფენები რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზე იყო. მათში ჩაედინა მიწისქვეშა წყალი, რომელშიც იხსნება მარილები, მათ შორის ზოგიერთი ურანილის მარილი (UO 2 2+ ion). ორგანული ნივთიერებებით გაჯერებულ ფენებში არსებობდა პირობები ექვსვალენტური ურანის ოთხვალენტობამდე დაყვანისთვის, რომელიც ნალექი იყო. თანდათანობით, ათასობით ტონა ურანი დასახლდა ათობით მეტრის ზომის მადნის „ლინზების“ სახით. ურანის შემცველობამ მადანში მიაღწია 30, 40, 50%-ს და განაგრძო ზრდა.

ურანი-235-ის იზოტოპური კონცენტრაცია მაშინ იყო 4,1%. და რაღაც მომენტში, ჯაჭვური რეაქციის დასაწყებად აუცილებელი ოთხივე პირობა, რომლებიც ზემოთ არის აღწერილი, დაკმაყოფილდა. და - ბუნებრივმა რეაქტორმა გამოიმუშავა. ნეიტრონის ნაკადი გაიზარდა ასობით მილიონი ჯერ. ამან გამოიწვია არა მხოლოდ ურანი-235-ის დაწვა, არამედ ოკლოს საბადო აღმოჩნდა მრავალი იზოტოპური ანომალიის კრებული.

ურან-235-თან ერთად ყველა იზოტოპი, რომელიც ადვილად ურთიერთქმედებს ნეიტრონებთან, „დაიწვა“. იგი დასრულდა სამარიუმის რეაქციის ზონაში - და დაკარგა იზოტოპი 149 სმ. თუ სამარიუმის იზოტოპების ბუნებრივ ნარევში ეს არის 14%, მაშინ ბუნებრივი რეაქტორის ადგილზე ის მხოლოდ 0,2%-ია. იგივე ბედი ეწია 151 Eu, 157 Gd და იშვიათი დედამიწის ელემენტების სხვა იზოტოპებს.

მაგრამ ენერგიისა და მატერიის კონსერვაციის კანონები ასევე მოქმედებს ბუნებრივ ბირთვულ რეაქტორში. არაფერი არ იქცევა არაფერში. „მკვდარმა“ ატომებმა შვა ახლები. ურანი-235-ის დაშლა - ეს ფიზიკიდან ვიცით - სხვა არაფერია, თუ არა სხვადასხვა ატომური ბირთვების ფრაგმენტების წარმოქმნა 70-დან 170-მდე მასის რიცხვებით. ელემენტების ცხრილის კარგი მესამედი - თუთიიდან ლუტეტიუმამდე მიიღება როგორც ურანის ბირთვების დაშლის შედეგი. ჯაჭვური რეაქციის ზონაში ბინადრობს ქიმიური ელემენტები ფანტასტიკურად დამახინჯებული იზოტოპური შემადგენლობით. მაგალითად, ოკლოს რუთენიუმს აქვს სამჯერ მეტი ბირთვი 99 მასობრივი რიცხვით, ვიდრე ბუნებრივ რუთენიუმში, ცირკონიუმში 96 Zr იზოტოპის შემცველობა ხუთჯერ იზრდება. "დამწვარი" 149Sm გადაიქცა 150 Sm-ად, ერთ-ერთ სინჯში კი ეს უკანასკნელი 1300-ჯერ მეტი აღმოჩნდა ვიდრე უნდა ყოფილიყო. ანალოგიურად, 152 Gd და 154 Gd იზოტოპების კონცენტრაცია გაიზარდა 100-ჯერ.

ყველა ეს იზოტოპური ანომალია თავისთავად საინტერესოა, მაგრამ მათ ბევრი რამ გამოავლინეს ბუნებრივი რეაქტორის შესახებაც. მაგალითად, რამდენ ხანს მუშაობდა. ბუნებრივი რეაქტორის მუშაობის დროს წარმოქმნილი ზოგიერთი იზოტოპი, რა თქმა უნდა, რადიოაქტიური იყო. ისინი დღემდე ვერ გადარჩნენ, დაიშალნენ. მაგრამ იმ დროის განმავლობაში, როდესაც რადიოაქტიური იზოტოპები რეაქციის ზონაში იმყოფებოდნენ, ზოგიერთი მათგანი რეაგირებდა ნეიტრონებთან. ასეთი რეაქციების და რადიოაქტიური იზოტოპების დაშლის პროდუქტების რაოდენობის საფუძველზე, ნეიტრონების დოზის ცოდნით, ჩვენ გამოვთვალეთ ბუნებრივი რეაქტორის მუშაობის ხანგრძლივობა. აღმოჩნდა, რომ იგი მუშაობდა დაახლოებით 500 ათასი წლის განმავლობაში.

და ნეიტრონების დოზა ასევე ცნობილი იყო იზოტოპებიდან, მათი დამწვრობის ან დაგროვების შედეგად; საკმაოდ ზუსტად არის ცნობილი ფრაგმენტაციის ელემენტების ნეიტრონებთან ურთიერთქმედების ალბათობა. ბუნებრივ რეაქტორში ნეიტრონების დოზები ძალიან შთამბეჭდავი იყო - დაახლოებით 10 21 ნეიტრონი კვადრატულ სანტიმეტრზე, ანუ ათასობითჯერ მეტი ვიდრე ლაბორატორიებში გამოყენებული ნეიტრონების გააქტიურების ქიმიური ანალიზისთვის. მადნის ყოველი კუბური სანტიმეტრი ყოველ წამში ასი მილიონი ნეიტრონით იბომბებოდა!

იზოტოპის დამწვრობის მიხედვით გამოითვალა აგრეთვე ბუნებრივ რეაქტორში გამოთავისუფლებული ენერგია - 10 11 კვტ.სთ. ეს ენერგია საკმარისი იყო იმისთვის, რომ ოკლოს საბადოს ტემპერატურა 400-600°C-ს მიაღწია. ატომურ აფეთქებამდე, ცხადია, ის შორს იყო, რეაქტორი არ ყიდულობდა. ეს ალბათ იმიტომ ხდება, რომ ოკლოს ბუნებრივი რეაქტორი თვითრეგულირებადი იყო. როდესაც ნეიტრონის გამრავლების კოეფიციენტი ერთიანობას მიუახლოვდა, ტემპერატურა გაიზარდა და წყალი, ნეიტრონის მოდერატორი, დატოვა რეაქციის ზონა. რეაქტორი გაჩერდა, გაცივდა და წყალმა კვლავ გაჯერდა მადანი - ჯაჭვური რეაქცია კვლავ განახლდა.

ეს ყველაფერი მანამ გრძელდებოდა, სანამ წყალი თავისუფლად შედიოდა მადნებში. მაგრამ ერთ დღეს წყლის რეჟიმი შეიცვალა და რეაქტორი სამუდამოდ გაჩერდა. ორი მილიარდი წლის განმავლობაში, დედამიწის შინაგანი ძალები გადაინაცვლეს, გაანადგურეს, 45 ° -იანი მადნის ფენების კუთხით აღზარდეს და ზედაპირზე ამოიყვანეს. ბუნებრივი რეაქტორი, როგორც მუდმივი ყინვის ფენაში გაყინული მამონტი, მისი თავდაპირველი სახით თანამედროვე მკვლევართა წინაშე გამოჩნდა.

თუმცა, არც ისე ორიგინალური. რეაქტორის მუშაობის დროს წარმოქმნილი ზოგიერთი იზოტოპი გაქრა რეაქციის ზონიდან. მაგალითად, ოკლოს საბადოში ნაპოვნი ბარიუმი, სტრონციუმი და რუბიდიუმი იზოტოპური შემადგენლობით თითქმის ნორმალური აღმოჩნდა. მაგრამ ჯაჭვურ რეაქციას უნდა გამოეწვია უზარმაზარი ანომალიები ამ ელემენტების შემადგენლობაში. იყო ანომალიები, მაგრამ ასევე იყო ბარიუმი, სტრონციუმი და მით უმეტეს, რუბიდიუმი - ქიმიურად აქტიური და, შესაბამისად, გეოქიმიურად მოძრავი ელემენტები. „ანომალიური“ იზოტოპები გამორეცხეს რეაქციის ზონიდან და მათ ადგილას ნორმალური იზოტოპები მოვიდა მიმდებარე ქანებიდან.

ტელურიუმი, რუთენიუმი და ცირკონიუმი ასევე გადავიდა, თუმცა არც ისე მნიშვნელოვნად. ორი მილიარდი წელი უსულო ბუნებისთვისაც კი დიდი დროა. მაგრამ იშვიათი დედამიწის ელემენტები - ურანი-235-ის დაშლის პროდუქტები და განსაკუთრებით თავად ურანი - მყარად იყო დაცული რეაქციის ზონაში.

მაგრამ ის, რაც ჯერ კიდევ აუხსნელია, არის ოკლოს ველის უნიკალურობის მიზეზები. შორეულ წარსულში, ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორები ძველ კლდეებში საკმაოდ ხშირად უნდა გაჩენილიყო. მაგრამ ისინი არ არიან ნაპოვნი. იქნებ გაჩნდნენ, მაგრამ რატომღაც თვითგანადგურდნენ, აფეთქდნენ და ოკლოს ველი ერთადერთია, რომელიც სასწაულებრივად გადარჩა? ამ კითხვაზე პასუხი ჯერ არ არის. შესაძლოა, სადმე სხვაგან არის ბუნებრივი რეაქტორები და ისინი სათანადოდ უნდა ვეძებოთ...

1 ძველ საცნობარო წიგნებში, ურანიტის შემადგენლობა გამოხატულია ფორმულით UO 2, მაგრამ ეს არის იდეალიზებული ფორმულა. ფაქტობრივად, ურანიტში, ურანის ყოველ ატომზე არის 2,17-დან 2,92 ჟანგბადის ატომი.

ადამიანის უცხო წარმოშობის შესახებ ერთ-ერთი ჰიპოთეზა ამბობს, რომ ძველ დროში მზის სისტემას ეწვია რასის ექსპედიცია გალაქტიკის ცენტრალური რეგიონიდან, სადაც ვარსკვლავები და პლანეტები ბევრად უფრო ძველია და, შესაბამისად, იქ სიცოცხლე გაცილებით ადრე წარმოიშვა. .

ჯერ კოსმოსური მოგზაურები დასახლდნენ ფაეთონზე, რომელიც ოდესღაც მარსსა და იუპიტერს შორის მდებარეობდა, მაგრამ იქ ბირთვული ომი წამოიწყეს და პლანეტა მოკვდა. ამ ცივილიზაციის ნარჩენები მარსზე დასახლდნენ, მაგრამ იქაც ატომურმა ენერგიამ მოკლა მოსახლეობის უმეტესობა. შემდეგ დარჩენილი კოლონისტები ჩამოვიდნენ დედამიწაზე, გახდნენ ჩვენი შორეული წინაპრები.

ეს თეორია შეიძლება დადასტურდეს 45 წლის წინ აფრიკაში გაკეთებულმა გასაოცარმა აღმოჩენამ. 1972 წელს ფრანგული კორპორაცია გაბონის რესპუბლიკაში მდებარე ოკლოს მაღაროდან ურანის მადნის მოპოვებას ახორციელებდა. შემდეგ, მადნის ნიმუშების სტანდარტული ანალიზის დროს, სპეციალისტებმა აღმოაჩინეს ურანი-235-ის შედარებით დიდი დეფიციტი - ამ იზოტოპის 200 კილოგრამზე მეტი დაკარგული იყო. ფრანგებმა მაშინვე ატეხეს განგაში, რადგან დაკარგული რადიოაქტიური ნივთიერება საკმარისი იქნებოდა ერთზე მეტი ატომური ბომბის შესაქმნელად.

თუმცა, შემდგომმა გამოძიებამ აჩვენა, რომ გაბონის მაღაროში ურანი-235-ის კონცენტრაცია ისეთივე დაბალია, როგორც ატომური ელექტროსადგურის რეაქტორიდან დახარჯულ საწვავში. ეს რაღაც ბირთვული რეაქტორია? უჩვეულო ურანის საბადოში მადნის სხეულების ანალიზმა აჩვენა, რომ მათში ბირთვული დაშლა მოხდა ჯერ კიდევ 1,8 მილიარდი წლის წინ. მაგრამ როგორ არის ეს შესაძლებელი ადამიანის ჩარევის გარეშე?

ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორი?

სამი წლის შემდეგ გაბონის დედაქალაქ ლიბრევილში ოკლოს ფენომენისადმი მიძღვნილი სამეცნიერო კონფერენცია გაიმართა. ყველაზე გაბედულმა მეცნიერებმა მაშინ ჩათვალეს, რომ იდუმალი ბირთვული რეაქტორი არის უძველესი რასის საქმიანობის შედეგი, რომელიც ექვემდებარებოდა ბირთვულ ენერგიას. თუმცა, დამსწრეთა უმეტესობა თანხმდება, რომ მაღარო პლანეტაზე ერთადერთი „ბუნებრივი ბირთვული რეაქტორია“. მაგალითად, ის დაიწყო მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში თავისთავად ბუნებრივი პირობების გამო.

ოფიციალური მეცნიერების წარმომადგენლები ვარაუდობენ, რომ რადიოაქტიური მადნით მდიდარი ქვიშაქვის ფენა იყო დეპონირებული მდინარის დელტაში მყარ ბაზალტის კალაპოტზე. ამ რეგიონში ტექტონიკური აქტივობის გამო, ბაზალტის სარდაფი ურანის შემცველი ქვიშაქვებით რამდენიმე კილომეტრში ჩაძირული იყო მიწაში. ქვიშაქვა, სავარაუდოდ, დაბზარულია და მიწისქვეშა წყლები ბზარებში შეაღწია. ბირთვული საწვავი მდებარეობდა მაღაროში კომპაქტურ საბადოებში მოდერატორის შიგნით, რომელიც წყალს ემსახურებოდა. მადნის თიხის „ლინზებში“ ურანის კონცენტრაცია 0,5 პროცენტიდან 40 პროცენტამდე გაიზარდა. ფენების სისქემ და მასამ გარკვეულ მომენტში მიაღწია კრიტიკულ წერტილს, მოხდა ჯაჭვური რეაქცია და „ბუნებრივი რეაქტორი“ დაიწყო მუშაობა.

წყალი, როგორც ბუნებრივი რეგულატორი, შევიდა ბირთვში და დაიწყო ურანის ბირთვების დაშლის ჯაჭვური რეაქცია. ენერგიის გამოყოფამ გამოიწვია წყლის აორთქლება და რეაქცია შეჩერდა. თუმცა, რამდენიმე საათის შემდეგ, როდესაც ბუნების მიერ შექმნილი რეაქტორის ბირთვი გაცივდა, ციკლი განმეორდა. შემდგომში, სავარაუდოდ, მოხდა ახალი სტიქიური უბედურება, რამაც ეს „ინსტალაცია“ თავდაპირველ დონემდე აიყვანა, ან ურანი-235 უბრალოდ დაიწვა. და რეაქტორის მუშაობა შეჩერდა.

მეცნიერებმა გამოთვალეს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ენერგია წარმოიქმნა მიწისქვეშეთში, მისი სიმძლავრე მცირე იყო - არაუმეტეს 100 კილოვატზე, რაც საკმარისი იქნებოდა რამდენიმე ათეული ტოსტერისთვის. თუმცა, შთამბეჭდავია ის ფაქტი, რომ ატომური ენერგიის წარმოქმნა ბუნებაში სპონტანურად მოხდა.

თუ ბირთვული საცავია?

თუმცა, ბევრ ექსპერტს არ სჯერა ასეთი ფანტასტიკური დამთხვევების. ატომური ენერგიის აღმომჩენებმა დიდი ხნის წინ დაამტკიცეს, რომ ბირთვული რეაქციის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ ხელოვნურად. ბუნებრივი გარემო ზედმეტად არასტაბილური და ქაოტურია იმისთვის, რომ ხელი შეუწყოს ასეთ პროცესს მილიონობით და მილიონობით წლის განმავლობაში.

ამიტომ, ბევრი ექსპერტი დარწმუნებულია, რომ ეს არ არის ბირთვული რეაქტორი ოკლოში, არამედ ბირთვული საცავი. ეს ადგილი მართლაც უფრო დახარჯული ურანის საწვავის ნაგავსაყრელს ჰგავს და ნაგავსაყრელი იდეალურად არის აღჭურვილი. ბაზალტის "სარკოფაგში" გაჟღენთილი ურანი ასობით მილიონი წლის განმავლობაში ინახებოდა მიწისქვეშეთში და მხოლოდ ადამიანის ჩარევამ გამოიწვია მისი გამოჩენა ზედაპირზე.

მაგრამ რადგან იქ არის სამარხი, ეს ნიშნავს, რომ იქ იყო რეაქტორიც, რომელიც აწარმოებდა ბირთვულ ენერგიას! ანუ ადამიანს, რომელიც ჩვენს პლანეტაზე 1,8 მილიარდი წლის წინ ბინადრობდა, უკვე ფლობდა ბირთვული ენერგიის ტექნოლოგიას. სად წავიდა ეს ყველაფერი?

ალტერნატიული ისტორიკოსების აზრით, ჩვენი ტექნოკრატიული ცივილიზაცია სულაც არ არის პირველი დედამიწაზე. ყველა საფუძველი არსებობს იმის დასაჯერებლად, რომ წარსულში არსებობდნენ მაღალგანვითარებული ცივილიზაციები, რომლებიც იყენებდნენ ბირთვულ რეაქციას ენერგიის წარმოებისთვის. თუმცა, ისევე როგორც დღევანდელი კაცობრიობა, ჩვენმა შორეულმა წინაპრებმაც გადააქციეს ეს ტექნოლოგია იარაღად, შემდეგ კი ამით თავი მოიკლა. შესაძლებელია, რომ ჩვენი მომავალიც წინასწარ არის განსაზღვრული და ორიოდე მილიარდი წლის შემდეგ, დღევანდელი ცივილიზაციის შთამომავლები ჩვენს მიერ დატოვებულ ბირთვულ ნარჩენებს წააწყდებიან და გაინტერესებთ: საიდან გაჩნდნენ ისინი? ..