Самый древний ядерный реактор на Земле возрастом 2 млрд лет: его не должно существовать

Фото: Getty Images

В 1972 году физики неожиданно обнаружили нечто странное в куске урановой руды: в отличие от любого другого фрагмента урана, этот кусок руды имел аномальный изотопный состав, что делало его совершенно уникальным. Ученые долго не могли понять в чем дело, а затем пришли к выводу: эта порода подвергалась собственному делению в какой-то момент далекого прошлого. Простыми словами, это был крохотный ядерный реактор, пишет IFLScience.

Уран — чрезвычайно важный ресурс в современном мире, поскольку является ключом ко многим ядерным реакторам. Этот тяжелый металл, как известно, встречается в природе на большей части мира и также распространен в земной коре, как олово, вольфрам и молибден. Как и другие элементы, уран имеет несколько изотопных форм, которые различаются по количеству нейтронов в ядре.

По словам ученых, природный уран, добываемый из земли, имеет два изотопа — уран-238 (U-238) и уран-235 (U-235). Последний делает уран столь важным для ядерной энергетики — это делящийся материал, что означает, что он способен поддерживать ядерную цепную реакцию и производить поразительное количество энергии.

Увы, U-235 составляет лишь крошечную часть природного урана — лишь 0,720%. Такое количество урана является довольно стандартным: простыми словами, образец, собранный в воде, любой точки земной коры и даже Луны будет содержать 0,720 процента U-235.

Исключением является руда, найденная в 1972 году — этот образец был совершенно иным. По словам ученых, образец был добыт на урановом месторождении в Окло, Габон. Как позже выяснилось, он содержал меньшую долю U-235 — всего 0,717 процента. Это казалось невероятно загадочным, поскольку не вписывалось в правила.

Изначально ученые считали, что руда могла быть подвергнута искусственному делению — например, в каком-либо ядерном реакторе. При делении ядра урана бомбардируются нейтронами, которые заставляют их расщепляться на два или более маленькие ядра — отсюда и происходит термин "расщепление атома".

Во время этого процесса выделяется большое количество энергии в виде тепла, а также дополнительные нейтроны, которые в определенных условиях, могут сталкиваться с другими ядрами урана, вызывая новые реакции деления — ядерная цепная реакция.

В результате этого процесса содержание U-235 в уране снизилось бы из-за реакции. Однако дальнейшие исследования показали, что образец был полностью природного происхождения и все же подвергался делению. Ситуация осложнилась.

Дальнейший анализ показал, что руда из Окло на самом деле является примером урана, подвергшегося делению в естественных условиях более 2 миллиардов лет назад. Условия для этого маловероятного события должны были быть особенно благоприятными:

• во-первых, месторождение в Габоне должно было обладатькритической массой, необходимой для инициирования реакции — месторождение соответствовало этому требованию;
• во-вторых, должно было существовать нечто, замедляющее нейтронную активность во время реакции — считается, что в древнем Окло было достаточно воды, способной замедлить нейтроны.

Отметим, что нет убедительных доказательств того, что это был единственный случай подобной естественной реакции на Земле. Однако он единственный, который был обнаружен человеком.

Карпова Рада
Журналист ARDinform