Первый ядерный реактор на Земле появился два миллиарда лет назад: как это возможно

Первый ядерный реактор на Земле появился задолго до того, как люди начали создавать подобные объекты. На самом деле нас опередила природа и создала ядерный реактор еще тогда, когда на планете доминировали микробы, сообщает IFLScience.

В мае 1972 года физик на заводе по переработке ядерного топлива в Пьерлатте, Франция, проводил анализ образцов урана и заметил нечто необычное. В обычных месторождениях урановой руды обнаруживаются три различных изотопа: уран 238, уран 234 и уран 235. Из них уран 238 является наиболее распространенным, а уран 234 — самым редким.

Изотоп 235 составляет только в 0,72% в месторождениях урана. Но он же является самым востребованным, поскольку если его удастся обогатить более чем на 3% его можно использовать для создания устойчивой ядерной реакции.

В образцах из месторождений Окло в Габоне, Африка, изотоп 235 составил 0,717%. Разница может показаться не такой и большой, но она существенна.

«Весь природный уран сегодня содержит 0,720% U-235. Если бы вы извлекли его из земной коры, или из пород с Луны, или из метеоритов, то именно это вы бы и обнаружили. Но этот кусок породы из Окло содержал всего 0,717%», - объясняет Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ).

Продолжая исследования, ученые обнаружили, что другие месторождения в этом районе содержали еще меньше изотопа, около 0,4%, что вызвало еще больше вопросов. Сначала ученые предположили, что эти месторождения прошли через устойчивую реакцию ядерного деления. Но дальнейший анализ показал, что уран прошел через естественную ядерную реакцию деления более двух миллиардов лет назад.

Ученые провели предварительное исследование в 1972 году и выяснили, что дефицит 235U в Окло может быть вызван либо изотопным фракционированием, либо естественной цепной реакцией.

«Цепная реакция вскоре была подтверждена анализами, которые показали аномальное содержание редкоземельных изотопов из-за деления и спектр криптона-ксенона, типичный для деления 235U», - объяснили в Геологической службе США.

Крайне маловероятно, что подобные реакции могут произойти в настоящее время, поскольку концентрация урана 235 в этом регионе гораздо ниже. Кроме того, регион должен быть наполнен грунтовыми водами, так же, как вода используется в современных ядерных реакторах для замедления нейтронов, образующихся при делении. Поскольку вода нагревалась и выходила в виде пара, нейтроны не замедлялись и выходили без дальнейшей реакции, останавливая деление, прежде чем вода остывала и просачивалась в отложения достаточно, чтобы начать процесс снова.

По словам ученых, спустя несколько тысяч лет реакций первый в мире ядерный реактор остановился.

Ранее Лаборатория экспериментальной музеологии (EM+) EPFL представила 3D-визуализацию, которая позволяет увидеть, что происходит внутри термоядерного реактора.