Найдавніший ядерний реактор на Землі віком 2 млрд років: його не повинно існувати

У 1972 році фізики несподівано виявили щось дивне в шматку уранової руди: на відміну від будь-якого іншого фрагмента урану, цей шматок руди мав аномальний ізотопний склад, що робило його абсолютно унікальним. Вчені довго не могли зрозуміти в чому справа, а потім дійшли висновку: ця порода піддавалася власному поділу в якийсь момент далекого минулого. Простими словами, це був крихітний ядерний реактор, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Уран — надзвичайно важливий ресурс у сучасному світі, оскільки є ключем до багатьох ядерних реакторів. Цей важкий метал, як відомо, трапляється в природі на більшій частині світу і також поширений у земній корі, як олово, вольфрам і молібден. Як і інші елементи, уран має кілька ізотопних форм, які різняться за кількістю нейтронів у ядрі.

За словами вчених, природний уран, що видобувається із землі, має два ізотопи — уран-238 (U-238) і уран-235 (U-235). Останній робить уран настільки важливим для ядерної енергетики — це матеріал, що ділиться, а це означає, що він здатний підтримувати ядерну ланцюгову реакцію і виробляти дивовижну кількість енергії.

На жаль, U-235 становить лише крихітну частину природного урану — лише 0,720%. Така кількість урану є доволі стандартною: простими словами, зразок, зібраний у воді, з будь-якої точки земної кори та навіть Місяця міститиме 0,720 відсотка U-235.

Винятком є руда, знайдена 1972 року — цей зразок був зовсім іншим. За словами вчених, зразок був видобутий на урановому родовищі в Окло, Габон. Як пізніше з'ясувалося, він містив меншу частку U-235 — лише 0,717 відсотка. Це здавалося неймовірно загадковим, оскільки не вписувалося в правила.

Спочатку вчені вважали, що руда могла бути піддана штучному поділу — наприклад, у якомусь ядерному реакторі. Під час поділу ядра урану бомбардуються нейтронами, які змушують їх розщеплюватися на два або більш маленькі ядра — звідси й походить термін "розщеплення атома".

Під час цього процесу виділяється велика кількість енергії у вигляді тепла, а також додаткові нейтрони, які, за певних умов, можуть стикатися з іншими ядрами урану, спричиняючи нові реакції поділу — ядерна ланцюгова реакція.

У результаті цього процесу вміст U-235 в урані знизився б через реакцію. Однак подальші дослідження показали, що зразок був повністю природного походження і все ж таки зазнавав поділу. Ситуація ускладнилася.

Подальший аналіз показав, що руда з Окло насправді є прикладом урану, який зазнав поділу в природних умовах понад 2 мільярди років тому. Умови для цієї малоймовірної події повинні були бути особливо сприятливими:

• по-перше, родовище в Габоні мало мати критичну масу, необхідну для ініціювання реакції — родовище відповідало цій вимозі;
• по-друге, мало існувати щось, що сповільнює нейтронну активність під час реакції — вважається, що в стародавньому Окло було достатньо води, здатної сповільнити нейтрони.

Зазначимо, що немає переконливих доказів того, що це був єдиний випадок подібної природної реакції на Землі. Однак він єдиний, який був виявлений людиною.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що китайські вчені зробили прорив у ядерній енергетиці.

Раніше Фокус писав про те, що найбільший у світі термоядерний реактор почав свою роботу.