Πως η φύση ανέπτυξε ένα πυρηνικό αυτορυθμιζόμενο αντιδραστήρα

«Θέλουμε οι άνθρωποι να μάθουν για τη φυσική ραδιενέργεια, να τους ενημερώσουμε για το γεγονός ότι η ραδιενέργεια είναι παντού γύρω μας, ότι είναι φυσική και ότι σε χαμηλά επίπεδα δεν είναι επικίνδυνη». Ludovic Ferrière, Επιμελητής της Rock Collection, Μουσείο Φυσικής Ιστορίας, Βιέννη, Αυστρία.

Αυτή η ανακάλυψη έχει αλλάξει την ιστορία και τη γνώση μας για πολλά πράγματα.Ο μοναδικός γνωστός φυσικός πυρηνικός αντιδραστήρας της Γης ηλικίας δύο δισεκατομμυρίων ετών.

Το 1972, μια αξιοσημείωτη ανακάλυψη στο Oklo της Γκαμπόν, συγκλόνισε τον επιστημονικό κόσμο: ένας φυσικός πυρηνικός αντιδραστήρας υπολογίζεται ότι είναι ηλικίας 2 δισεκατομμυρίων ετών. Πριν οι άνθρωποι σχεδιάσουν τη σημερινή πυρηνική ενέργεια, η φύση ανέπτυξε μια διαρκή αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης σε έναν κόσμο προσεκτικά σχεδιασμένο. 

Αυτή η τοποθεσία, η οποία είναι διαφορετική από τις σύγχρονες φυσικές, βοηθά τους ξένους να ανακαλύψουν τη συναρπαστική και μυστηριώδη ιστορία του πλανήτη μας.

Τα κοιτάσματα ουρανίου της Γκαμπόν

Έτσι, η ανακάλυψη ξεκίνησε όταν επιστήμονες στη Γαλλία συνειδητοποίησαν ότι υπήρχε κάτι περίεργο στα δείγματα ουρανίου που εξορύσσονταν στο Oklo. Κανονικά, το φυσικό ουράνιο έχει το 0,72% του ισοτόπου ουρανίου-235 (U-235), το οποίο αναζητείται στη διαδικασία πυρηνικής σχάσης. Ωστόσο, τα δείγματα Oklo είχαν ελαφρώς χαμηλότερη ισοτοπική συγκέντρωση, ίση με 0,717%. Αν και αρκετά λεπτή, αυτή η διαφορά σήμαινε κάτι σαν επανάσταση για αυτούς.

Για να συμβεί αυτό χρειάζονταν συγκεκριμένες προϋποθέσεις. Η συγκέντρωση του U-235 στο φυσικό ουράνιο έμοιαζε με 3% πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια, καθώς διασπάται πολύ πιο γρήγορα από το ουράνιο-238. Τέλος, το νερό παίζει το ρόλο του συντονιστή νετρονίων για να τα επιβραδύνει και να ελέγχει την αλυσιδωτή αντίδραση στα υπόγεια ύδατα. Έτσι, τα κοιτάσματα ουρανίου, η παροχή νερού και η γεωλογία παρήγαγαν έναν φυσικό αντιδραστήρα που λειτουργούσε για αρκετές χιλιάδες χρόνια περιστασιακά.

Πώς αυτός ο αρχαίος αντιδραστήρας αυτορυθμιζόταν για χιλιετίες στο Όκλο

Όπως πολλοί σημερινοί αντιδραστήρες ελαφρού νερού, η λειτουργία Okel ήταν επίσης ένας αντιδραστήρας αλυσίδας σταθερής κατάστασης. Τα νετρόνια επιβραδύνθηκαν ρίχνοντας νερό στα κοιτάσματα ουρανίου, προκαλώντας σχάση. Πρέπει να θερμανθεί πριν το νερό αντιδράσει με το τριοξείδιο του θείου για να σχηματίσει θειικό οξύ. Δηλαδή, καθώς το νερό θερμαινόταν, εξατμίστηκε και η αντίδραση σταμάτησε. Η περιοχή πλημμύρισε επανειλημμένα, στη συνέχεια εξατμίστηκε όταν η περιοχή έγινε κρύα και το νερό επέστρεψε στην περιοχή. Αυτή η διαδικασία αυτορρύθμισης συνεχίστηκε για χιλιετίες.

Τα κοιτάσματα ουρανίου ήταν αρκετά μεγάλα και συγκεντρωμένα σε αρκετούς αριθμούς για να σχηματίσουν μια κρίσιμη μάζα. Όλοι οι άλλοι αναλογικοί δυνητικοί φυσικοί αντιδραστήρες μπορεί να έχουν διαβρωθεί ή υποβιβαστεί γρήγορα, αλλά η συγκεκριμένη γεωλογία της Γκαμπόν έχει διατηρήσει αυτό το φαινόμενο. Ο αντιδραστήρας πρέπει να σταματήσει τη λειτουργία του: αυτό συνέβη φυσικά αφού ο αντιδραστήρας δεν μπορούσε πλέον να επεξεργαστεί τη σχάση , ή με άλλα λόγια, μετά τη χρήση του U-235.

Ουσιαστικά, αυτή η ανακάλυψη επέστησε την προσοχή στην πιθανή ύπαρξη αρχαίων αντιδραστήρων και παρείχε στοιχεία που έδειχναν πώς η φύση μπορεί να σχηματίσει περίπλοκα συστήματα παρόμοια με την ανώτερη τεχνολογία που είναι διαθέσιμη στον άνθρωπο. Είναι πραγματικά υπέροχο να γνωρίζουμε ότι οι δυνάμεις της Γης διαθέτουν τέτοια εκπληκτική δυναμική σε όλη την ιστορία του πλανήτη.

Αυτό το αρχαίο θαύμα θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη διάθεση των πυρηνικών αποβλήτων

Η ανακάλυψη του Oklo έχει βαθιά φιλοσοφική σημασία. Πρώτον, ως πηγή παρατεταμένης πυρηνικής σχάσης, παρέχει πληροφορίες σχετικά με το πώς συμβαίνουν τέτοιες διεργασίες ανεξάρτητα από την ανθρώπινη παρέμβαση. Αυτό βοήθησε σημαντικά στον εξορθολογισμό των μοντέλων πυρηνικών αντιδράσεων και οδήγησε σε βελτιωμένη ασφάλεια των αντιδραστήρων.

Επιπλέον, αυτή η τοποθεσία έχει επίσης αναλυθεί σχετικά με τον πιθανό ρόλο της στη διάθεση πυρηνικών αποβλήτων. Ωστόσο, μετά από δισεκατομμύρια χρόνια ραδιενεργής αποσύνθεσης, τα προϊόντα σχάσης από τον αντιδραστήρα Oklo δεν διαδόθηκαν από τα κοιτάσματα. Μαθαίνοντας από αυτό το φυσικό παράδειγμα περιορισμού ραδιενεργών ουσιών, μπορούν να αντληθούν διδάγματα από τις κατευθυντήριες γραμμές για το χειρισμό και τη διάθεση των σύγχρονων πυρηνικών αποβλήτων.

Σήμερα, αυτή η γνώση από τον αντιδραστήρα Oklo βρίσκεται σε μουσεία και αναλύεται από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο. Για παράδειγμα, το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Βιέννη έχει δημιουργήσει κομμάτια του αρχαίου αντιδραστήρα και προσφέρει στους ανθρώπους τη δυνατότητα να αναλογιστούν αυτό το θαύμα. Τα περισσότερα από αυτά τα δείγματα περιέχουν χαμηλά επίπεδα ραδιενέργειας και με τις σωστές προφυλάξεις, τα δείγματα μπορούν εύκολα να χειριστούν - και αντιπροσωπεύουν κομμάτια της Γης από εκατομμύρια χρόνια πριν.

Τα φυσικά φαινόμενα παρουσιάζουν μια ισχυρή περίπτωση μέσω του φυσικού αντιδραστήρα της σειράς Oklo. Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν ότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, η γη σχημάτισε έναν πυρηνικό αντιδραστήρα σε ένα περιβάλλον τόσο ακριβές που ανταγωνίζεται τις ανθρώπινες κατασκευές. Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο άλλαξε σε μεγάλο βαθμό τις γνώσεις μας για την πυρηνική σχάση, αλλά έκανε τους ανθρώπους να συνειδητοποιήσουν την πραγματική δύναμη της φύσης.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα ecoticias

https://www.iaea.org/newscenter/news/meet-oklo-the-earths-two-billion-year-old-only-known-natural-nuclear-reactor

https://www.ecoticias.com/en/nuclear-discovery-ancient-fission/9798/