Na África Ocidental, não muito longe do equador, em uma área localizada no território do estado do Gabão, os cientistas fizeram uma descoberta surpreendente. Aconteceu no início dos anos 70 do século passado, mas até agora os representantes da comunidade científica não chegaram a um consenso - o que foi encontrado?
Depósitos de minério de urânio são um fenômeno comum, embora bastante raro. No entanto, a mina de urânio descoberta no Gabão acabou por não ser apenas um depósito de um mineral valioso, funcionou como ... um verdadeiro reator nuclear! Seis zonas de urânio foram descobertas, nas quais ocorreu uma verdadeira reação de fissão de urânio!

Estudos mostraram que o reator foi lançado há cerca de 1900 milhões de anos e funcionou no modo de ebulição lenta por várias centenas de milhares de anos.
O conteúdo do isótopo de urânio U-235 nas zonas de reatores da anomalia africana é praticamente o mesmo que nos reatores nucleares modernos construídos pelo homem. A água subterrânea foi usada como moderador.
As opiniões dos representantes da ciência sobre o fenômeno foram divididas. A maioria dos especialistas ficou do lado da teoria, segundo a qual o reator nuclear no Gabão começou a funcionar espontaneamente devido a uma coincidência acidental das condições necessárias para tal partida.
No entanto, nem todos ficaram satisfeitos com essa suposição. E havia boas razões para isso. Muitas coisas diziam que o reator no Gabão, embora não tenha partes externamente semelhantes às criações de seres pensantes, ainda é um produto de seres inteligentes.
Vamos dar uma olhada em alguns fatos. A atividade tectônica na área em que o reator foi encontrado foi excepcionalmente alta para o período de sua operação. No entanto, estudos mostraram que o menor deslocamento nas camadas do solo levaria necessariamente ao desligamento do reator. Mas como o reator funcionou por mais de cem milênios, isso não aconteceu. Quem ou o que congelou a tectônica durante o período de operação do reator? Talvez tenha sido feito por aqueles que o lançaram? Mais distante. Como já mencionado, as águas subterrâneas foram usadas como moderadoras. Para garantir o funcionamento constante do reator, alguém tinha que regular a potência fornecida por ele, pois se estivesse em excesso, a água fervia e o reator parava. Esses e alguns outros pontos sugerem que o reator no Gabão é uma coisa de origem artificial. Mas quem na terra possuía tal tecnologia há dois bilhões de anos?
Goste ou não, a resposta é simples, embora um tanto banal. Isso só poderia ser feito a partir de . É bem possível que tenham vindo até nós da região central da Galáxia, onde as estrelas são muito mais velhas que o Sol e seus planetas são mais velhos. Nesses mundos, a vida teve a oportunidade de se originar muito antes, numa época em que a Terra ainda não era um mundo muito confortável.
Por que os alienígenas precisavam criar um reator nuclear estacionário de alta potência? Quem sabe... Talvez eles tenham equipado uma "estação de recarga espacial" na Terra, ou talvez...
Há uma hipótese de que civilizações altamente desenvolvidas em um certo estágio de seu desenvolvimento "se apadrinham" da vida emergente em outros planetas. E eles até ajudam a transformar mundos sem vida em habitáveis. Talvez aqueles que construíram o milagre africano pertencessem a isso? Talvez eles tenham usado a energia do reator para terraformação? Os cientistas ainda discutem como surgiu a atmosfera da Terra, tão rica em oxigênio. Uma das hipóteses é a hipótese da eletrólise das águas dos oceanos. E a eletrólise, como você sabe, requer muita eletricidade. Então, talvez os alienígenas tenham criado o reator do Gabão para isso? Se assim for, então aparentemente não é o único. É muito possível que algum dia outros como ele sejam encontrados.
Seja como for, o milagre gabonês faz-nos pensar. Pense e procure respostas.

Korol A. Yu. - aluno da turma 121 SNIEiP (Instituto Nacional de Energia Nuclear e Indústria de Sevastopol.)
Chefe - Ph.D. , Professor Associado do Departamento de YaPPU SNYaEiP Vah I.V., st. Repina 14 m² cinquenta

Em Oklo (uma mina de urânio no estado do Gabão, perto do equador, na África Ocidental), um reator nuclear natural funcionou há 1.900 milhões de anos. Seis zonas de "reator" foram identificadas, em cada uma das quais foram encontrados sinais de uma reação de fissão. Restos de decaimentos de actinídeos indicam que o reator operou em modo de ebulição lenta por centenas de milhares de anos.

Em maio - junho de 1972, durante medições de rotina dos parâmetros físicos de um lote de urânio natural que chegou à usina de enriquecimento na cidade francesa de Pierrelate a partir do depósito africano Oklo (uma mina de urânio no Gabão, estado localizado próximo ao equador em África Ocidental), verificou-se que o isótopo U-235 no urânio natural que entra é inferior ao padrão. Verificou-se que o urânio contém 0,7171% U - 235. O valor normal para o urânio natural é 0,7202%
U - 235. Em todos os minerais de urânio, em todas as rochas e águas naturais da Terra, bem como em amostras lunares, esta proporção é cumprida. O depósito de Oklo é até agora o único caso registrado na natureza em que essa constância foi violada. A diferença foi insignificante - apenas 0,003%, mas atraiu a atenção dos tecnólogos. Suspeitava-se de sabotagem ou roubo de material cindível, ou seja, U - 235. No entanto, descobriu-se que o desvio no conteúdo de U-235 foi rastreado até a fonte de minério de urânio. Lá, algumas amostras apresentaram menos de 0,44% de U-235. As amostras foram coletadas em toda a mina e mostraram diminuições sistemáticas de U-235 em alguns veios. Esses veios de minério tinham mais de 0,5 metro de espessura.
A sugestão de que o U-235 "queimado", como acontece nos fornos das usinas nucleares, a princípio soou como uma piada, embora houvesse boas razões para isso. Os cálculos mostraram que, se a fração mássica da água subterrânea no reservatório for de cerca de 6% e se o urânio natural for enriquecido com 3% de U-235, então, nessas condições, um reator nuclear natural pode começar a funcionar.
Uma vez que a mina está localizada numa zona tropical e bastante próxima da superfície, é muito provável a existência de uma quantidade suficiente de água subterrânea. A proporção de isótopos de urânio no minério era incomum. U-235 e U-238 são isótopos radioativos com diferentes meias-vidas. U-235 tem uma meia-vida de 700 milhões de anos, e U-238 decai com meia-vida de 4,5 bilhões.A abundância isotópica de U-235 está na natureza em processo de mudança lenta. Por exemplo, 400 milhões de anos atrás o urânio natural deveria conter 1% de U-235, 1900 milhões de anos atrás era 3%, ou seja, a quantidade necessária para a "criticidade" do veio de minério de urânio. Acredita-se que foi quando o reator Oklo estava em estado de operação. Seis zonas de "reator" foram identificadas, em cada uma das quais foram encontrados sinais de uma reação de fissão. Por exemplo, o tório do decaimento do U-236 e o ​​bismuto do decaimento do U-237 só foram encontrados nas zonas do reator no campo de Oklo. Resíduos do decaimento de actinídeos indicam que o reator está operando em modo de ebulição lenta há centenas de milhares de anos. Os reatores eram autorregulados, pois muita energia levaria à ebulição completa da água e ao desligamento do reator.
Como a natureza conseguiu criar as condições para uma reação nuclear em cadeia? Primeiro, no delta do antigo rio, formou-se uma camada de arenito rica em minério de urânio, que repousava sobre um forte leito de basalto. Depois de outro terremoto, comum naquela época violenta, a fundação de basalto do futuro reator afundou vários quilômetros, puxando o veio de urânio com ele. A veia rachou, a água subterrânea penetrou nas rachaduras. Então outro cataclismo elevou toda a "instalação" ao nível atual. Em fornos nucleares de usinas nucleares, o combustível está localizado em massas compactas dentro do moderador - um reator heterogêneo. Foi o que aconteceu em Oklo. A água serviu de moderador. As "lentes" de argila apareceram no minério, onde a concentração de urânio natural aumentou dos habituais 0,5% para 40%. Como esses pedaços compactos de urânio foram formados não é precisamente estabelecido. Talvez eles tenham sido criados por águas de infiltração que levaram argila e urânio reunidos em uma única massa. Assim que a massa e a espessura das camadas enriquecidas com urânio atingiram dimensões críticas, surgiu uma reação em cadeia nelas e a instalação começou a funcionar. Como resultado da operação do reator, formaram-se cerca de 6 toneladas de produtos de fissão e 2,5 toneladas de plutônio. A maior parte dos resíduos radioativos permanece dentro da estrutura cristalina do mineral uranito, que se encontra no corpo dos minérios de Oklo. Elementos que não podem penetrar na rede de uranito devido ao raio iônico muito grande ou muito pequeno se difundem ou lixiviam. Nos 1.900 milhões de anos desde os reatores de Oklo, pelo menos metade dos mais de 30 produtos de fissão foram ligados ao minério, apesar da abundância de água subterrânea neste depósito. Os produtos de fissão associados incluem os elementos: La, Ce, Pr, Nd, Eu, Sm, Gd, Y, Zr, Ru, Rh, Pd, Ni, Ag. Alguma migração parcial de Pb foi detectada e a migração de Pu foi limitada a menos de 10 metros. Apenas metais com valência 1 ou 2, ou seja, aqueles com alta solubilidade em água foram levados. Como esperado, quase nenhum Pb, Cs, Ba e Cd permaneceu no local. Os isótopos desses elementos têm meias-vidas relativamente curtas de dezenas de anos ou menos, de modo que decaem para um estado não radioativo antes que possam migrar para longe no solo. De maior interesse do ponto de vista dos problemas de longo prazo da proteção ambiental são as questões da migração do plutônio. Este nuclídeo está efetivamente ligado por quase 2 milhões de anos. Como o plutônio agora quase completamente decai para U-235, sua estabilidade é evidenciada pela ausência de excesso de U-235 não apenas fora da zona do reator, mas também fora dos grãos de uranito, onde o plutônio foi formado durante a operação do reator.
Essa natureza única existiu por cerca de 600 mil anos e produziu aproximadamente 13.000.000 kW. hora de energia. Sua potência média é de apenas 25 kW: 200 vezes menor que a da primeira usina nuclear do mundo, que em 1954 fornecia eletricidade à cidade de Obninsk, perto de Moscou. Mas a energia do reator natural não foi desperdiçada: de acordo com algumas hipóteses, foi o decaimento de elementos radioativos que forneceram energia para o aquecimento da Terra.
Talvez a energia de reatores nucleares semelhantes tenha sido adicionada aqui. Quantos estão escondidos no subsolo? E o reator daquele Oklo naquela época certamente não foi exceção. Existem hipóteses de que o trabalho de tais reatores "estimulou" o desenvolvimento dos seres vivos na Terra, que a origem da vida está associada à influência da radioatividade. Os dados indicam um maior grau de evolução da matéria orgânica à medida que nos aproximamos do reator Oklo. Poderia muito bem ter influenciado a frequência de mutações de organismos unicelulares que caíram na zona de aumento dos níveis de radiação, o que levou ao aparecimento de ancestrais humanos. De qualquer forma, a vida na Terra surgiu e percorreu um longo caminho de evolução ao nível da radiação natural de fundo, que se tornou um elemento necessário no desenvolvimento dos sistemas biológicos.
A criação de um reator nuclear é uma inovação da qual as pessoas se orgulham. Acontece que sua criação foi registrada há muito tempo nas patentes da natureza. Tendo projetado um reator nuclear, uma obra-prima do pensamento científico e técnico, uma pessoa, de fato, acabou sendo um imitador da natureza, que criou instalações desse tipo há muitos milhões de anos.

Há dois bilhões de anos, em um dos lugares do nosso planeta, as condições geológicas se desenvolveram de forma surpreendente, formando acidental e espontaneamente um reator termonuclear. Funcionou de forma estável por um milhão de anos, e seus resíduos radioativos, novamente de forma natural, sem ameaçar ninguém, foram armazenados na natureza todo o tempo que passou desde sua parada. Seria bom entender como ele fez isso, não é?

Reação de fissão nuclear (referência rápida)

Antes de começarmos a história de como isso aconteceu, vamos relembrar rapidamente o que é uma reação de fissão. Ocorre quando um núcleo nuclear pesado se desfaz em elementos mais leves e fragmentos livres, liberando uma enorme quantidade de energia. Os fragmentos mencionados são núcleos atômicos pequenos e leves. Eles são instáveis ​​e, portanto, extremamente radioativos. Eles compõem a maior parte dos resíduos perigosos na indústria de energia nuclear.

Além disso, são liberados nêutrons dispersos, capazes de excitar núcleos pesados ​​vizinhos ao estado de fissão. Então, de fato, ocorre uma reação em cadeia, que pode ser controlada nas mesmas usinas nucleares, fornecendo energia para as necessidades da população e da economia. Uma reação descontrolada pode ser catastroficamente destrutiva. Portanto, quando as pessoas constroem um reator nuclear, elas precisam trabalhar duro e tomar muitas precauções para iniciar uma reação termonuclear.

Antes de tudo, você precisa fazer a divisão do elemento pesado - geralmente o urânio é usado para essa finalidade. Na natureza, é encontrado principalmente na forma de três isótopos. O mais comum deles é o urânio-238. Ele pode ser encontrado em muitos lugares do planeta - em terra e até nos oceanos. No entanto, por si só, não é capaz de divisão, pois é bastante estável. Por outro lado, o urânio-235 tem a instabilidade de que precisamos, mas sua participação na natureza é de apenas 1%. Portanto, após a mineração, o urânio é enriquecido - a participação de urânio-235 na massa total é de 3%.

Mas isso não é tudo - por razões de segurança, um reator de fusão precisa de um moderador para nêutrons para que eles permaneçam sob controle e não causem uma reação descontrolada. A maioria dos reatores usa água para esse fim. Além disso, as hastes de controle dessas estruturas são feitas de materiais que também absorvem nêutrons, como a prata. A água, além de sua função principal, resfria o reator. Esta é uma descrição simplificada da tecnologia, mas mesmo a partir dela fica claro o quão complexa ela é. As melhores mentes da humanidade passaram décadas para trazê-lo à mente. E então descobrimos que exatamente a mesma coisa foi criada pela natureza e por acidente. Há algo incrível nisso, não há?

Gabão é o berço dos reatores nucleares

No entanto, aqui devemos lembrar que há dois bilhões de anos havia muito mais urânio-235. Pela razão de que decai muito mais rápido que o urânio-238. No Gabão, em uma área chamada Oklo, sua concentração foi suficiente para iniciar uma reação termonuclear espontânea. Presumivelmente, neste lugar havia a quantidade certa de moderador - provavelmente água, graças à qual a coisa toda não terminou com uma enorme explosão. Também neste ambiente não havia materiais absorventes de nêutrons, pelo que a reação de fissão se manteve por muito tempo.

É o único reator nuclear natural conhecido pela ciência. Mas isso não significa que ele sempre foi tão único. Outros podem ter se movido profundamente na crosta terrestre como resultado do movimento das placas tectônicas ou desaparecido devido à erosão. Também é possível que eles ainda não tenham sido encontrados. A propósito, esse fenômeno natural gabonês também não sobreviveu até hoje - é completamente elaborado pelos mineiros. Foi graças a isso que eles aprenderam sobre ele - eles foram fundo na terra em busca de urânio para enriquecimento e depois voltaram à superfície, coçando a cabeça em perplexidade e tentando resolver o dilema - “Ou alguém roubou quase 200 quilos de urânio-235 daqui, ou este é um reator nuclear natural que já o queimou completamente." A resposta correta é após o segundo "ou" se alguém não seguiu o fio da apresentação.

Por que o reator do Gabão é tão importante para a ciência?

No entanto, é um objeto muito importante para a ciência. Pela razão de que funcionou sem danos ao meio ambiente por cerca de um milhão de anos. Nem um único grama de lixo vazou para a natureza, nada foi afetado! Isso é extremamente incomum, porque os subprodutos da fissão do urânio são extremamente perigosos. Ainda não sabemos o que fazer com eles. Um deles é o césio. Existem outros elementos que podem prejudicar diretamente a saúde humana, mas é por causa do césio que as ruínas de Chernobyl e Fukushima representarão um perigo por muito tempo.

Reator nuclear natural gabonês

Cientistas que recentemente pesquisaram as minas em Oklo descobriram que o césio neste reator natural foi absorvido e ligado por outro elemento - rutênio. É muito raro na natureza e não podemos usá-lo em escala industrial para neutralizar o lixo nuclear. Mas entender como o reator funciona pode nos dar esperança de encontrar algo semelhante e nos livrar desse problema de longa data para a humanidade.

A. Yu. Shukoliukov
Química e Vida No. 6, 1980, p. 20-24

Esta história é sobre uma descoberta que estava prevista há muito tempo, pela qual eles estavam esperando há muito tempo e quase desesperados de esperar. Quando, no entanto, a descoberta foi feita, descobriu-se que a reação em cadeia da fissão do urânio, que era considerada uma das mais altas manifestações do poder da mente humana, outrora podia continuar e continuar sem qualquer intervenção humana. . Sobre essa descoberta, sobre o fenômeno de Oklo, cerca de sete anos atrás eles escreveram muito e nem sempre corretamente. Com o tempo, as paixões diminuíram e as informações sobre esse fenômeno aumentaram recentemente ...

TENTATIVAS COM PRODUTOS ERRADOS

Dizem que em um dos dias de outono de 1945, o físico japonês P. Kuroda, chocado com o que viu em Hiroshima, pensou pela primeira vez se tal processo de fissão nuclear não poderia ocorrer na natureza. E se sim, não é esse processo que gera a energia indomável dos vulcões, que Kuroda estava estudando exatamente naquela época?

Seguindo-o, essa ideia tentadora foi levada por alguns outros físicos, químicos e geólogos. Mas a tecnologia - os reatores de energia nuclear que surgiram na década de 50 - trabalhou contra a conclusão espetacular. Não que a teoria dos reatores proibisse tal processo - ela o declarava muito improvável.

E, no entanto, eles começaram a procurar traços na reação em cadeia de fissão nativa. O americano I. Orr, por exemplo, tentou detectar sinais de "queima" nuclear em pedra podre. O nome deste mineral não é evidência de seu odor desagradável, a palavra é formada pelas primeiras letras dos nomes latinos dos elementos presentes neste mineral - tório, urânio, hidrogênio (hidrogênio, a primeira letra é o latim " cinzas", lido como "x") e oxigênio (oxigênio). E o final "iluminado" - do grego "lançado" - uma pedra.

Mas nenhuma anomalia foi encontrada na tuholite.

Um resultado negativo também foi obtido ao trabalhar com um dos mais famosos minerais de urânio, a uraninita 1 . Tem sido sugerido que os elementos de terras raras presentes no uraninito zairense se formaram em uma reação em cadeia de fissão. Mas a análise isotópica mostrou que essa impureza é a mais comum, não radiogênica.

Pesquisadores da Universidade do Arkansas tentaram encontrar isótopos radioativos de estrôncio nas fontes termais do Parque Nacional de Yellowstone. Eles argumentaram o seguinte: a água dessas fontes é aquecida por uma determinada fonte de energia; se um reator nuclear natural estiver operando em algum lugar nas entranhas, os produtos radioativos da reação em cadeia da fissão, em particular o estrôncio-90, inevitavelmente se infiltrarão na água. No entanto, não houve sinais de aumento da radioatividade nas águas de Yellowstone ...

Onde procurar um reator natural? As primeiras tentativas foram feitas quase às cegas, baseadas em considerações como "isso pode ser porque...". Uma teoria séria de um reator nuclear natural ainda estava longe.

COMEÇOS DA TEORIA

Em 1956, um pequeno artigo, de apenas uma página, foi publicado na revista Nature. Ele esboçou brevemente a teoria de um reator nuclear natural. Seu autor foi o mesmo P. Kuroda. O significado da nota é reduzido ao cálculo do fator de multiplicação de nêutrons K Ґ . O valor deste coeficiente determina se deve ou não ser uma reação em cadeia de fissão. Tanto no reator quanto no campo, obviamente.

Quando um depósito de urânio é formado, pode haver três "atores" principais na futura reação em cadeia. São combustíveis - urânio-235, moderadores de nêutrons - água, óxidos de silício e metais, grafite (ao colidir com as moléculas dessas substâncias, os nêutrons desperdiçam sua energia cinética e passam de rápidos para lentos) e, finalmente, absorvedores de nêutrons, entre os quais estão os elementos de fragmentação (uma conversa especial sobre eles) e, curiosamente, o próprio urânio. O isótopo predominante, urânio-238, pode ser fissionado por nêutrons rápidos, mas nêutrons de energia média (mais energéticos que os lentos e mais lentos que os rápidos) capturam seus núcleos e não se decompõem ou se dividem.

A cada fissão do núcleo de urânio-235, causada pela colisão com um nêutron lento, nascem dois ou três novos nêutrons. Parece que o número de nêutrons no depósito deve crescer como uma avalanche. Mas nem tudo é tão simples. Os nêutrons "recém-nascidos" são rápidos. Para causar uma nova fissão do urânio-235, eles devem se tornar lentos. É aqui que dois perigos os espreitam. Desacelerando, eles deveriam, por assim dizer, pular o intervalo de energia no qual o urânio-238 reage muito prontamente com os nêutrons. Nem todo mundo consegue - alguns dos nêutrons estão fora do jogo. Os nêutrons lentos sobreviventes tornam-se vítimas de núcleos atômicos de elementos de terras raras, sempre presentes em depósitos de urânio (e reatores também).

Não são apenas - elementos dispersos - onipresentes. Eles também são formados durante a fissão de núcleos de urânio - forçado e espontâneo. E alguns elementos de fissão, como gadolínio e samário, estão entre os mais fortes absorvedores de nêutrons térmicos. Como resultado, como regra, não restam tantos nêutrons para uma reação em cadeia no urânio ...

O fator de multiplicação K Ґ é a razão entre o restante dos nêutrons e seu número inicial. Se K Ґ = 1, uma reação em cadeia ocorre de forma constante no depósito de urânio, se K Ґ > 1, o depósito deve se autodestruir, dissipar ou até mesmo explodir. Quando K Ґ O que é necessário para isso? Em primeiro lugar, o depósito deve ser antigo. Agora, em uma mistura natural de isótopos de urânio, a concentração de urânio-235 é de apenas 0,7%. Não foi muito mais do que 500 milhões e um bilhão de anos atrás. Portanto, em nenhum depósito com menos de 1 bilhão de anos poderia começar uma reação em cadeia, independentemente da concentração total de urânio ou água moderadora. A meia-vida do urânio-235 é de cerca de 700 milhões de anos. Quanto mais longe nas profundezas dos séculos, maior era a concentração do isótopo de urânio-235. Dois bilhões de anos atrás era 3,7%, 3 bilhões de anos - 8,4%, 4 bilhões de anos - tanto quanto 19,2%! Foi quando, bilhões de anos atrás, os depósitos mais antigos de urânio eram ricos o suficiente, prontos para "explodir" praticamente.

A antiguidade do depósito é condição necessária, mas não suficiente para o funcionamento dos reatores naturais. Outra condição também necessária é a presença de água aqui em grande quantidade. A água, especialmente a água pesada, é o melhor moderador de nêutrons. Não é por acaso que a massa crítica de urânio (93,5% 235 U) em uma solução aquosa é inferior a um quilograma e, no estado sólido, na forma de uma bola com um refletor de nêutrons especial, é de 18 a 23 kg. Pelo menos 15-20% da água tinha que estar na composição do minério de urânio antigo, de modo que uma reação em cadeia de fissão de urânio eclodiu nele.

Mas mesmo isso não é suficiente. É necessário que o urânio no minério não fosse inferior a 10-20%. Sob outras circunstâncias, a reação em cadeia natural não poderia ter começado. Observamos desde já que os minérios passaram a ser considerados ricos, nos quais de 0,5 a 1,0% de urânio; mais de 1% - muito rico ...

Mas isso não é tudo. É necessário que o depósito não fosse muito pequeno. Por exemplo, em um pedaço de minério do tamanho de um punho - o mais antigo, o mais concentrado (tanto em urânio quanto em água) - uma reação em cadeia não poderia começar. Muitos nêutrons voariam de tal pedaço, não tendo tempo para entrar em uma reação em cadeia. Calculou-se que o tamanho dos depósitos que poderiam se tornar reatores naturais deveria ser de pelo menos alguns metros cúbicos.

Assim, para que um reator nuclear "não fabricado" funcione sozinho no depósito, é necessário que todas as quatro condições obrigatórias sejam atendidas simultaneamente. Isso foi estipulado pela teoria formulada pelo professor Kuroda. Agora a busca por reatores naturais em depósitos de urânio poderia adquirir certa finalidade.

NÃO ONDE VOCÊ ESTAVA PROCURANDO

As buscas foram realizadas nos EUA e na URSS. Os americanos realizaram as análises isotópicas mais precisas de urânio, esperando detectar pelo menos uma leve "queima" de urânio-235. Em 1963, a Comissão de Energia Atômica dos EUA já tinha informações sobre a composição isotópica de várias centenas de depósitos de urânio. Depósitos de urânio profundos e superficiais, antigos e jovens, ricos e pobres foram estudados. Nos anos setenta, esses dados foram publicados. Não foram encontrados vestígios de uma reação em cadeia...

Na URSS, um método diferente foi usado para procurar um reator nuclear natural. De cada cem fissões de núcleos de urânio-235, seis levam à formação de isótopos de xenônio. Isso significa que durante uma reação em cadeia, o xenônio deve se acumular nos depósitos de urânio. Um excesso de concentração de xenônio (acima de 10-15 g/g) e mudanças em sua composição isotópica no minério de urânio indicariam um reator natural. A sensibilidade dos espectrômetros de massa soviéticos tornou possível detectar os menores desvios. Muitos depósitos de urânio "suspeitos" foram investigados - mas nenhum mostrou sinais de reatores nucleares naturais.

Descobriu-se que a possibilidade teórica de uma reação em cadeia natural nunca se tornou realidade. Essa conclusão foi alcançada em 1970. E apenas dois anos depois, especialistas franceses acidentalmente tropeçaram em um reator nuclear natural. Foi assim.

Em junho de 1972, uma solução padrão de urânio natural foi preparada em um dos laboratórios da Comissão Francesa de Energia Atômica. Eles mediram sua composição isotópica: o urânio-235 acabou sendo 0,7171% em vez de 0,7202%. Pouca diferença! Mas no laboratório eles estão acostumados a trabalhar com precisão. Verificamos o resultado - ele se repetiu. Investigamos outra preparação de urânio - a deficiência de urânio-235 é ainda maior! Nas seis semanas seguintes, mais 350 amostras foram analisadas com urgência e descobriu-se que o minério de urânio esgotado em ran-235 estava sendo entregue à França a partir do depósito de urânio Oklo, no Gabão.

Uma investigação foi organizada - descobriu-se que em um ano e meio, 700 toneladas de urânio empobrecido foram recebidas da mina, e a escassez total de urânio-235 nas matérias-primas fornecidas às usinas nucleares francesas foi de 200 kg! Eles foram obviamente usados ​​como combustível nuclear pela própria natureza...

Pesquisadores franceses (R. Bodiu, M. Nelli e outros) publicaram com urgência uma mensagem de que haviam descoberto um reator nuclear natural. Então, em muitos jornais, os resultados de um estudo abrangente do depósito incomum de Oklo foram apresentados.

Duas conferências científicas internacionais foram dedicadas ao fenômeno Oklo. Todos concordaram em uma opinião comum: este é de fato um reator nuclear natural que funcionou no centro da África por conta própria, quando não havia ancestrais humanos na Terra.

COMO ISSO ACONTECEU?

Há 2 bilhões e 600 milhões de anos, no território do atual Gabão e de seus estados africanos vizinhos, formou-se uma enorme laje de granito com dezenas de quilômetros de extensão. (Esta data, assim como outras que serão discutidas, foi determinada usando relógios radioativos - pelo acúmulo de argônio de potássio, estrôncio - de rubídio, chumbo - de urânio.)

Ao longo dos próximos 500 milhões de anos, este bloco entrou em colapso, transformando-se em areia e argila. Eles foram levados pelos rios e, na forma de sedimentos saturados de matéria orgânica, se estabeleceram em camadas no delta de um antigo rio enorme. Ao longo de dezenas de milhões de anos, a espessura dos sedimentos aumentou tanto que as camadas inferiores estavam a uma profundidade de vários quilômetros. A água subterrânea escoou através deles, nos quais os sais foram dissolvidos, incluindo alguns sais de uranila (íon UO 2 2+). Em camadas saturadas com matéria orgânica, havia condições para a redução do urânio hexavalente a tetravalente, que precipitou. Gradualmente, muitos milhares de toneladas de urânio se estabeleceram na forma de "lentes" de minério de dezenas de metros de tamanho. O teor de urânio no minério chegou a 30, 40, 50% e continuou crescendo.

A concentração isotópica de urânio-235 era então de 4,1%. E em algum momento, todas as quatro condições necessárias para o início de uma reação em cadeia, descritas acima, foram atendidas. E - o reator natural ganhou. O fluxo de nêutrons aumentou centenas de milhões de vezes. Isso levou não apenas à queima de urânio-235, o depósito de Oklo acabou sendo uma coleção de muitas anomalias de isótopos.

Juntamente com o urânio-235, todos os isótopos que interagem facilmente com os nêutrons "queimam". Acabou na zona de reação do samário - e perdeu seu isótopo 149 Sm. Se em uma mistura natural de isótopos de samário é de 14%, no local de um reator natural é de apenas 0,2%. O mesmo destino aconteceu com 151 Eu, 157 Gd e alguns outros isótopos de elementos de terras raras.

Mas as leis de conservação de energia e matéria também se aplicam em um reator nuclear natural. Nada se transforma em nada. Átomos "mortos" deram origem a novos. A fissão do urânio-235 - sabemos disso pela física - nada mais é do que a formação de fragmentos de vários núcleos atômicos com números de massa de 70 a 170. Um bom terço da tabela de elementos - do zinco ao lutécio é obtido como resultado da fissão de núcleos de urânio. A zona de reação em cadeia é habitada por elementos químicos com uma composição isotópica fantasticamente distorcida. O rutênio de Oklo, por exemplo, tem três vezes mais núcleos com número de massa de 99 do que o rutênio natural.No zircônio, o conteúdo do isótopo 96 Zr aumenta cinco vezes. O 149Sm "queimado" se transformou em 150 Sm e, em uma das amostras, o último acabou sendo 1300 vezes mais do que deveria. Da mesma forma, a concentração dos isótopos 152 Gd e 154 Gd aumentou por um fator de 100.

Todas essas anomalias isotópicas são interessantes por si só, mas também revelaram muito sobre o reator natural. Por exemplo, quanto tempo ele trabalhou. Alguns isótopos formados durante a operação de um reator natural, é claro, eram radioativos. Eles não sobreviveram até hoje, eles se desfizeram. Mas durante o tempo em que os isótopos radioativos estavam na zona de reação, alguns deles reagiram com nêutrons. Com base no número de produtos de tais reações e produtos de decaimento de isótopos radioativos, conhecendo a dose de nêutrons, calculamos a duração da operação de um reator natural. Descobriu-se que ele trabalhou por cerca de 500 mil anos.

E a dose de nêutrons também era conhecida a partir de isótopos, de seu esgotamento ou acúmulo; a probabilidade de interação de elementos de fragmentação com nêutrons é conhecida com bastante precisão. As doses de nêutrons em um reator natural eram muito impressionantes - cerca de 10 21 nêutrons por centímetro quadrado, ou seja, milhares de vezes mais do que as usadas em laboratórios para análise química de ativação de nêutrons. Cada centímetro cúbico de minério era bombardeado com cem milhões de nêutrons a cada segundo!

De acordo com a queima do isótopo, a energia liberada no reator natural também foi calculada - 10 11 kWh. Essa energia foi suficiente para que a temperatura do depósito de Oklo atingisse 400-600°C. Antes de uma explosão nuclear, obviamente, estava longe, o reator não estava vendendo. Provavelmente porque o reator natural de Oklo era auto-regulado. Quando o fator de multiplicação de nêutrons se aproximou da unidade, a temperatura aumentou e a água, o moderador de nêutrons, deixou a zona de reação. O reator parou, esfriou e a água voltou a saturar o minério - a reação em cadeia recomeçou.

Tudo isso continuou enquanto a água entrava livremente no minério. Mas um dia o regime hídrico mudou e o reator parou para sempre. Por dois bilhões de anos, as forças do interior da Terra mudaram, esmagaram, criaram em um ângulo de 45 ° camadas de minério e as trouxeram para a superfície. O reator natural, como um mamute congelado em uma camada de permafrost, em sua forma original, apareceu diante de pesquisadores modernos.

No entanto, não muito original. Alguns isótopos formados durante a operação do reator desapareceram da zona de reação. Por exemplo, bário, estrôncio e rubídio, encontrados no depósito de Oklo, revelaram-se quase normais na composição isotópica. Mas a reação em cadeia deveria causar enormes anomalias na composição desses elementos. Havia anomalias, mas também bário e estrôncio, e ainda mais rubídio - elementos quimicamente ativos e, portanto, geoquimicamente móveis. Isótopos "anômalos" foram lavados para fora da zona de reação, e os normais vieram em seu lugar das rochas circundantes.

Telúrio, rutênio e zircônio também migraram, embora não tão significativamente. Dois bilhões de anos é muito tempo, mesmo para a natureza inanimada. Mas os elementos de terras raras - produtos de fissão do urânio-235 e especialmente o próprio urânio - acabaram sendo firmemente preservados na zona de reação.

Mas o que ainda é inexplicável são as razões da singularidade do campo Oklo. No passado distante, reatores nucleares naturais em rochas antigas deveriam ter surgido com bastante frequência. Mas eles não são encontrados. Talvez eles tenham surgido, mas por algum motivo eles se autodestruíram, explodiram, e o campo de Oklo é o único que milagrosamente sobreviveu? Ainda não há resposta para esta pergunta. Talvez existam reatores naturais em algum outro lugar, e eles devem ser procurados adequadamente...

1 Em livros de referência antigos, a composição da uraninita é expressa pela fórmula UO 2 , mas esta é uma fórmula idealizada. De fato, na uraninita, para cada átomo de urânio, existem de 2,17 a 2,92 átomos de oxigênio.

Uma das hipóteses sobre a origem alienígena do homem diz que nos tempos antigos o sistema solar foi visitado por uma expedição de uma raça da região central da galáxia, onde as estrelas e os planetas são muito mais antigos e, portanto, a vida se originou ali muito antes .

Primeiro, os viajantes espaciais se estabeleceram em Phaethon, uma vez localizado entre Marte e Júpiter, mas desencadeou uma guerra nuclear lá, e o planeta morreu. Os remanescentes desta civilização se estabeleceram em Marte, mas mesmo lá a energia atômica matou a maior parte da população. Então os colonos restantes chegaram à Terra, tornando-se nossos ancestrais distantes.

Esta teoria pode ser confirmada por uma descoberta surpreendente feita há 45 anos na África. Em 1972, uma empresa francesa estava extraindo minério de urânio da mina Oklo, na República Gabonesa. Então, durante a análise padrão de amostras de minério, os especialistas descobriram uma escassez relativamente grande de urânio-235 - faltavam mais de 200 quilos desse isótopo. Os franceses imediatamente soaram o alarme, porque a substância radioativa que faltava seria suficiente para fazer mais de uma bomba atômica.

No entanto, uma investigação mais aprofundada mostrou que a concentração de urânio-235 na mina gabonesa é tão baixa quanto no combustível usado de um reator de usina nuclear. Isso é algum tipo de reator nuclear? A análise de corpos de minério em um depósito de urânio incomum mostrou que a fissão nuclear ocorreu neles há 1,8 bilhão de anos. Mas como isso é possível sem intervenção humana?

Reator nuclear natural?

Três anos depois, uma conferência científica dedicada ao fenômeno Oklo foi realizada na capital gabonesa de Libreville. Os cientistas mais ousados ​​então consideraram que o misterioso reator nuclear era o resultado das atividades de uma raça antiga, que estava sujeita à energia nuclear. No entanto, a maioria dos presentes concordou que a mina é o único "reator nuclear natural" do planeta. Tipo, começou muitos milhões de anos por si só devido às condições naturais.

Pessoas da ciência oficial sugerem que uma camada de arenito rica em minério radioativo foi depositada em um sólido leito de basalto no delta do rio. Devido à atividade tectônica nesta região, o embasamento de basalto com arenito contendo urânio foi afundado vários quilômetros no solo. O arenito supostamente rachou e a água subterrânea penetrou nas rachaduras. O combustível nuclear estava localizado na mina em depósitos compactos dentro do moderador, que servia de água. Nas "lentes" de argila do minério, a concentração de urânio aumentou de 0,5% para 40%. A espessura e a massa das camadas em um determinado momento atingiram um ponto crítico, ocorreu uma reação em cadeia e o "reator natural" começou a funcionar.

A água, sendo um regulador natural, entrou no núcleo e iniciou uma reação em cadeia de fissão dos núcleos de urânio. As emissões de energia levaram à evaporação da água e a reação parou. No entanto, algumas horas depois, quando o núcleo do reator criado pela natureza esfriou, o ciclo se repetiu. Posteriormente, presumivelmente, ocorreu um novo desastre natural, que elevou essa “instalação” ao seu nível original, ou o urânio-235 simplesmente queimou. E a operação do reator parou.

Os cientistas calcularam que, embora a energia fosse gerada no subsolo, sua potência era pequena - não mais de 100 quilowatts, o que seria suficiente para operar várias dezenas de torradeiras. No entanto, o próprio fato de a geração de energia atômica ocorrer espontaneamente na natureza é impressionante.

Ou é um repositório nuclear?

No entanto, muitos especialistas não acreditam em coincidências tão fantásticas. Os descobridores da energia atômica provaram há muito tempo que uma reação nuclear só pode ser obtida artificialmente. O ambiente natural é muito instável e caótico para suportar tal processo por milhões e milhões de anos.

Portanto, muitos especialistas estão convencidos de que este não é um reator nuclear em Oklo, mas um repositório nuclear. Este lugar realmente se parece mais com um depósito de combustível de urânio gasto, e o depósito está perfeitamente equipado. Emparedado em um “sarcófago” de basalto, o urânio foi armazenado no subsolo por centenas de milhões de anos, e somente a intervenção humana fez com que ele aparecesse na superfície.

Mas como há um cemitério, significa que também havia um reator que produzia energia nuclear! Ou seja, alguém que habitou nosso planeta há 1,8 bilhão de anos já possuía a tecnologia da energia nuclear. Para onde foi tudo isso?

De acordo com historiadores alternativos, nossa civilização tecnocrática não é de forma alguma a primeira na Terra. Há todas as razões para acreditar que no passado existiam civilizações altamente desenvolvidas que usavam a reação nuclear para produzir energia. No entanto, como a humanidade de hoje, nossos ancestrais distantes transformaram essa tecnologia em uma arma e depois se mataram com ela. É possível que nosso futuro também esteja predeterminado e, depois de alguns bilhões de anos, os descendentes da atual civilização se deparem com os lixões nucleares deixados por nós e se perguntem: de onde eles vieram? ..