Oklo: Singurul reactor nuclear natural de pe Pamant este o minune atomica veche de 2 miliarde de ani

Cu mult inainte ca oamenii sa conceptualizeze energia nucleara, natura isi proiectase deja propriul reactor. O minune geologica, o camera subterana in care minereul de uraniu, scaldat in apa, s-a aprins spontan, creand singurul reactor nuclear natural al Pamantului, in mina de uraniu Oklo, relateaza Interesting Engineering.

In adancurile Gabonului, Africa de Vest, in urma cu aproximativ 2 miliarde de ani, o serie de conditii naturale rare si precise s-au intrunit pentru a crea ceea ce oamenii de stiinta recunosc astazi drept singurul reactor nuclear natural cunoscut al Pamantului. Aceasta descoperire ofera o privire rara asupra vastelor capacitati ale naturii, imbogatind intelegerea noastra despre fizica nucleara si potentialitatile energiei nucleare naturale.

Povestea incepe in 1972, cand fizicianul Francis Perrin, care lucra la o fabrica de procesare a combustibilului nuclear din Franta, a intalnit o anomalie uluitoare. Un esantion de minereu de uraniu provenit dintr-o mina din Gabon a prezentat un raport izotopic neobisnuit de uraniu-235 (U-235), care a sfidat intelegerea stiintifica existenta.

Uraniul natural contine de obicei 0,720% U-235, dar aceasta proba speciala contine doar 0,717%. Desi aparent mica, aceasta diferenta a fost suficient de semnificativa pentru a ridica sprancene si a determina investigatii suplimentare. Ceea ce a urmat a fost o serie de analize care aveau sa duca la o revelatie revolutionara.

Suspiciunea initiala a fost ca uraniul ar fi putut suferi o forma de prelucrare artificiala, o practica comuna in productia de energie nucleara. Cu toate acestea, studii suplimentare au confirmat ca minereul era in intregime natural, nefiind semne de interferenta umana. Singura explicatie plauzibila a fost ca aceasta bucata de minereu de uraniu facea parte dintr-un reactor natural de fisiune nucleara, care functionase spontan cu miliarde de ani in urma, cand conditiile de pe Pamant erau drastic diferite.

In centrul acestui fenomen a fost concentratia de uraniu-235 (U-235), un izotop natural fisionabil. Cu aproximativ 2 miliarde de ani in urma, procentul de U-235 din uraniu natural era de aproximativ 3%, semnificativ mai mare decat cel de astazi de 0,720%. Aceasta concentratie ridicata a fost cruciala, deoarece a permis o reactie nucleara sustinuta in lant, ceva care este reprodus cu meticulozitate in procesul de imbogatire a combustibilului pentru reactoarele nucleare contemporane.

Apa a fost la fel de critica la Oklo, actionand ca un moderator de neutroni. In fizica nucleara, un moderator este o substanta care incetineste neutronii eliberati din fisiune, astfel incat acestia sa poata sustine o reactie in lant la o rata controlata.

La Oklo, apa subterana care se infiltreaza in zacamintele de uraniu a servit acestui scop, incetinind neutronii doar suficient pentru a permite fisiunea continua fara supraincalzire si topire, un proces gestionat cu atentie in reactoarele moderne cu sisteme avansate de racire.

Stabilitatea geologica a regiunii a contribuit, de asemenea, la longevitatea reactorului. Configuratia naturala a minereului de uraniu, gresia din jur si absenta activitatii geologice perturbatoare au oferit o matrice stabila care a pastrat integritatea reactorului de-a lungul mileniilor.

Acest lucru contrasteaza cu structurile de izolare si sistemele de siguranta proiectate pentru a izola reactiile si a proteja impotriva interferentelor mediului in reactoarele produse de om.

Descoperirea reactorului Oklo a oferit perspective profunde asupra comportamentului materialelor nucleare in conditii naturale, avand un impact semnificativ in domeniul fizicii nucleare si al stiintei mediului. Una dintre descoperirile interesante de la Oklo a fost rolul compusilor organici gasiti in zacamintele de uraniu.

Aceste materiale organice au ajutat probabil la stabilizarea printr-o serie de reactii chimice a produselor secundare ale fisiunii nucleare, impiedicandu-le sa se disperseze in mediu. Aceasta izolare naturala este asemanatoare cu metodele moderne de gestionare a deseurilor nucleare, in care barierele sintetice si depozitele geologice sunt folosite pentru a izola deseurile radioactive.