Древният, естествен ядрен реактор на 2 милиарда години
През май 1972 година техниците във фабриката за обогатяване на уран Трикастин (Centrale Nucléaire du Tricastin) във Франция вършат обезпокоително изобретение. Те откриват, че пратка на уранова руда от рудник Окло в африканската страна Габон съдържа единствено 0,71% от делящия се изотоп Уран-235, вместо 0,72%, които нормално се срещат в природата. Това противоречие, въпреки и малко, е задоволително, с цел да тормози техниците, защото допуска, че някой в Габон може да отклонява U-235 с нечисти цели – евентуално произвеждане на нуклеарно оръжие. По този метод екип от френската Комисия за атомна сила (CEA) неотложно е изпратен в Габон да проверява.
Но макар седмици деликатен разбор, проверяващите не съумяват да намерят никакви доказателства за кражба на уран. Вместо това те откриват, че самата руда е изчерпана, като някои проби имат концентрации на U-235 до 0,44%. Още по-странно, рудата съдържа огромни количества неодим-143, рутений-99 и ксенон 131, 132, 134, 135 и 136 – тъкмо същото систематизиране на изотопите, открити в отработеното гориво от нуклеарни реактори. Разглеждайки тези доказателства, Франсис Перин, някогашен френски висш комисар по атомната сила, стигна до удивителен извод: преди към 2 милиарда години, преди комплицираният живот даже да е еволюирал на земята, рудното тяло на Окло е претърпяло трайна нуклеарна верижна реакция. Екипът на CEA се натъква на нещо невиждано: античен, натурален нуклеарен реактор.
Илюстрация на обстановката в Габон
1. Зони на нуклеарна реакция
2. Пясъчник
3. Уранов пласт
4. Гранит
Теоретичното битие на естествените нуклеарни реактори е предсказано за първи път от японо-американския химик Пол Курода през 1956 година За да се разбере по какъв начин работят, първо е належащо да се разбере работата на изкуствените нуклеарни реактори. Ядрена верижна реакция се инициира, когато атомът на Уран-235 всмуква неутрон, което предизвиква разделяне. Това разделяне освобождава сила, две или повече по-малки ядра, известни като артикули на разделяне, и два или повече свободни неутрона. Ако тези неутрони могат да бъдат ориентирани да индуцират разделяне в други ядра на урана, които от своя страна да произведат свои лични неутрони, които да провокират пък ново разделяне и по този начин нататък, тогава може да се сътвори самоподдържаща се верижна реакция.
Но колкото и да е необичайно самото битие на естествените реактори, още по-странно е какъв брой неповторим е феноменът за Габон. От 17-те известни места на естествени реактори, всички са ситуирани в Окло и на 30 км на югоизток в Бангомбе. Още по-озадачаващо е за какво тези реактори не са се образували по-рано, защото деленето ще бъде даже по-вероятно да се случи, когато концентрацията на U-235 е 30%, в сравнение с когато е била единствено 3%. Както се оказва, отговорът е същата причина, заради която комплицираният живот процъфтява през днешния ден на земята: кислородът. Преди 2,4 милиарда години Земята претърпя събитие, което през днешния ден назоваваме Кислородната злополука – тогава новоразвитите цианобактерии стартират да изпомпват големи количества О2 в атмосферата. Обикновено уранът не е разтворим във вода и по това време е добре разпилян в земната кора, само че повишението на равнищата на О2 води до образуването на разтворими уранови оксиди, които могат да бъдат разтворени от дъжд и подпочвени води и съсредоточени в рудни тела, задоволително плътни, с цел да поддържат верижната реакция.
И въпреки всичко макар рядкостта и научната стойност на реакторите в Окло, от този момент всичките 16 са унищожени от продължителния рандеман на уран в региона. През 1997 година френският академик Франсоа Готие-Лафай написа писмо до вестник Nature, в което моли държавното управление на Габон да резервира последния останал реактор в Багомбе за изследване, аргументирайки, че „ Това находище е не по-малко неповторимо и сигурно по-незаменимо от най-ценната проба от Луната или Марс. “ Всъщност мястото е изключително значимо през днешния ден, защото може да съдържа отговори на един от най-големите проблеми, с които се сблъсква сега нуклеарната промишленост: изхвърлянето на нуклеарни боклуци. Продуктите на разделяне, останали от естествените реактори на Окло като стронций, цезий, ксенон и технеций, са идентични с тези в нуклеарните централи, само че геологията в Окло – шуплест пясъчник, през който дъждът и подпочвените води свободно проникват – е допустимо най-лошата за изхвърляне на нуклеарни боклуци. Докато конвенционалната мисъл допуска, че при тези условия мощно радиоактивните изотопи биха се популяризирали надлъж и нашир в околната среда, анализът сподели, че за 2 милиарда години тези отпадъчни артикули са мигрирали единствено на 2 метра от рудните тела.
В актуалните схеми за депониране на отработеното гориво, като дълбокото вместилище Онкало, което сега се построява във Финландия, горивото се затваря в медни варели, цялостни с олово, обхванати в йонопоглъщаща бентонитова глина, и се погребват на 500 метра дълбочина в твърда непропусклива гробница от гранит. Ако би трябвало да извадим някакви заключения от реакторите в Окло, тогава тези ограничения би трябвало да са повече от задоволителни, с цел да съдържат рисковите артикули на разделяне за най-малко 100 000 години, когато те най-сетне ще се разпаднат до безвредно положение.
