08.16 來說說17億年前的核反應堆,早有科學家預言它會出現

1960年,核物理學家黑田和夫(Kuroda, P.K.)發表《地球早期歷史上的核裂變》論文,推測地球上應該存在天然的核反應堆,這篇論文發在著名科學期刊《自然》上。另外,有證據表明,這位日裔美籍核物理學家,曾在二戰後悄悄將製造原子彈的技術文件偷運回日本。

來說說17億年前的核反應堆,早有科學家預言它會出現

黑田和夫在論文中嘗試給出了在何種自然條件下,地球上有可能會出現天然的核反應堆。可能連他自己都未想到,還真的能找到,畢竟可能出現過不代表一定會出現,其次就算出現過,也不代表就真的能找到。

但就在1972年,這事兒還就成真了,弗朗西斯·佩蘭在分析來自加蓬的鈾礦石時,發現了核自持反應存在的痕跡,於是他前往加蓬地區考察,果真發現了天然核反應堆。並且,也證明了黑田和夫的猜想基本正確。

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這個事兒可就名聲大多了,要從1972年法國從非洲加蓬奧克洛(Oklo)的鈾礦說起。通常自然界中,核燃料鈾235含量為0.72%,可這批鈾礦的鈾235,僅有0.717%(其實區別不大),懷疑是使用過。

研究人員在加蓬共發現了16處史前核反應堆,它們從17億年前(另有說法稱是20億年)開始裂變,斷斷續續持續了幾十萬年,而那會兒地球上只有單細胞生物藍青藻,所以有人懷疑是人造反應堆也不是沒有道理。

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確實,人工核反應堆裡鈾235的濃度必須富集到3%,還需要有水作為中子減速劑,使中子速度降低,提高核反應的效率,同時作為冷卻劑帶走反應熱量。

而在奧克洛,自然條件使得天然核反應堆正好得以發生。首先是存在富集的核燃料,估計17億年前鈾235的含量約為3.1%,滿足反應的臨界值;其次,當地鈾礦共生高含水岩層,是天然減速劑。

正是這種得天獨厚的條件造就了這個純天然核反應礦藏。


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