Природний ядерний реактор
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Три тисячних частки відсотка – здавалося б, що за величина… Однак, звернувши на неї увагу, французькі вчені зуміли зробити надзвичайно цікаве відкриття. 0,7202 відсотка – саме стільки урану-235 міститься завжди в природному урані. Всюди – на Землі і навіть на Місяці. І саме уран-235 – основний матеріал, що ділиться в ядерних реакторах. Щоб приготувати робоче паливо, здобуту уранову руду збагачують спеціальними методами.
Одного разу на заводі у французькому місті Пьерлате, де виробляють збагачення урану, виявили, що концентрація урану-235 становить не 0,7202, а всього лише 0,7171 відсотка. Випадкова помилка? Або, може бути, ця партія урану, перш ніж потрапити на завод, піддалася якійсь обробці? Французькі вчені ретельно обстежили зразки з усіх інших партій урану і з’ясували, що руда з пониженим вмістом урану-235 надходить з одного і того ж джерела – з рудника Окло в Південно-Східному Габоні (Центральна Африка). Геологічні і мінералогічні дослідження в шахтах рудника показали, що вже в самих пластах концентрація урану-235 помітно нижче норми: в середньому для п’ятисот тонн урану, добутого в Окло, вона становить 0,62 відсотка. А в найбільш багатих ураном пластах ще нижче – до 0,3 відсотка.
Тут-то і виникла ця гіпотеза. Знижений вміст урану-235, припустили вчені, можна пояснити його вигоранням в результаті ланцюгової реакції поділу. Вік уранових пластів в Окло – майже два мільярди років. Кількість атомів урану-235 зменшується наполовину за 700 мільйонів років. Значить, в ті далекі часи концентрація його складала цілих 3 відсотки. Велика щільність атомів урану в порівняно невеликому обсязі, відсутність мінералів, що сильно поглинають нейтрони, і багато інших властивостей середовища – все це склалося в унікальний комплекс умов, сприятливих для зародження і розвитку ядерної ланцюгової реакції. Так 1800 мільйонів років тому виник своєрідний природний реактор, багато в чому подібний нинішнім енергетичним реакторам, створеним людьми.
Запустивши реактор, природа подбала і про те, щоб ланцюгова реакція не переросла в атомний вибух.
У реакторі Окло роль поглинача вдало зіграли деякі природні мінерали. І, крім того, концентрація урану-235 виявилася все-таки трохи нижче критичної. В результаті реактор Окло успішно пропрацював тисячу століть, виділяючи в рік близько 10 тисяч мегават енергії.
Виникло припущення, що подібне явище могло статися не тільки в Окло, але й в інших багатих уранових родовищах, наприклад в Південній Америці.
І ще одна думка: а що, якщо і зараз десь в не дуже глибоких надрах Землі «розводить пари» новий атомний реактор? Чи не перестарається Природа, створюючи надто сприятливі для ланцюгової реакції і вкрай несприятливі для людства умови в яких-небудь ще невідомих уранових покладах?
Ні, не загрожує Землі доля Фаетона! За мільйони років еволюції природна концентрація урану-235 в земній корі знизилася настільки, що вже ніколи ні в яких уранових пластах ланцюгова реакція сама по собі не почнеться.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.