Перший ядерний реактор на Землі з'явився 2 мільярди років тому: хто його створив?

Задовго до того, як люди побудували свої перші ядерні реактори, природа самостійно створила найперший з них. Це сталося в той час, коли на планеті домінували лише мікроби, пише IFLScience.

У 1972 році на заводі з переробки ядерного пального в П'єрлатті, Франція, один з штатних фізиків проводив аналіз зразків урану. Він помітив дещо дивне в отриманих даних.

Зазвичай у родовищах уранової руди знаходять три різні ізотопи: уран 238, уран 234 і уран 235. Уран 238 є найпоширенішим, а уран 234 — найрідкіснішим.

На долю ізотопу 235 припадає близько 0,72% родовищ урану, і він є найжаданішим. Якщо його збагачувати на більше ніж 3%, тоді ізотоп можна використовувати для створення стабільної ядерної реакції.

У зразках з Окло (Африка) ізотоп 235 склав 0,717% від загальної кількості. На перший погляд, така різниця може здаватися незначною, але вона досить дивна.

"Весь природний уран сьогодні містить лише 0,720% урану 235. Цей же результат ви б отримали, перевіряючи породи з кори Землі, навіть місячної породи або метеоритів. Але шматок породи з Окло містив лише 0,717%", — пояснюють в Міжнародному агентстві з атомної енергії (МАГАТЕ).

Подальші дослідження показали, що в інших родовищах цього регіону містилося ще менше ізотопу, близько 0,4%. Спочатку вчені припускали, що родовище якимось чином пройшло через стабільну реакцію ядерного поділу. Але пізніше вони з'ясували, що уран у цьому місці пройшов через стабільну природну реакцію поділу понад 2 млрд років тому.

"Дослідження показало, що дефіцит 235U в Окло міг виникнути внаслідок ізотопного фракціонування ще в земній корі, або в ході природної ланцюгової реакції. Незабаром аналізи підтвердили, що це була ланцюгова реакція, на яку вказувало аномальне вміст рідкоземельних ізотопів", — йдеться в звіті Геологічної служби США.

У наші дні умов для подібних реакцій майже не залишилося, оскільки в минулому вміст урану 235 на місцевості був значно вищим. Також це місце повинно було бути заповнене ґрунтовими водами для підтримки реакції, зовсім як у сучасних ядерних реакторах для уповільнення нейтронів, що утворюються під час поділу.

Оскільки вода в процесі нагрівалася і випаровувалася, нейтрони не уповільнювалися і "втікали" без подальшої реакції. Поділ зупинялося раніше, ніж вода охолоджувалася і просочувалася в відкладення досить глибоко, щоб знову розпочався процес поділу.

В результаті, через тисячі років, ядерна реакція першого в світі ядерного реактора повільно зупинилася.

Нагадаємо, фізики показали, що відбувається всередині термоядерного реактора. За допомогою вражаючої візуалізації можна побачити, як відбувається термоядерний синтез всередині токамака.