1972年5月，在法国的一座铀浓缩厂，科学家们检测了来自西非加蓬的铀矿石，发现这些铀矿石中铀的同位素比例发生了变化，从而发现了一个天然的核反应堆，大约在17亿年前开始反应，一直持续数十万年，平均产生约100千瓦的能量。为了了解天然核反应堆是如何产生的，有必要先谈谈核反应的历史和科学。
核电站如何利用核能发电
在一个典型的核反应堆中，大量的U-235被浓缩，然后用中子轰击；U-235与中子的每次碰撞，都会产生两个以上的自由中子，同时释放出能量。只要有足够的铀235，那些多余的中子就会引起额外的连锁反应，称为链式反应！核反应的过程呈指数增长，产生更多的能量。核电站利用受控的链式反应产生稳定的能量并将其转化为电能。
铀-235是如何来的
从地下开采铀矿时，这三种同位素按相对比例组成。为了裂变，矿石中铀235的含量必须从0.7%增加到5%左右。这个过程称为铀浓缩。在典型的铀浓缩方案中，铀首先转化为气体六氟化铀(UF-6)，然后除以其重量（U-234和U-235比U-238轻）。在浓缩过程中，重铀被分离出来，剩余的U-235浓度用于核裂变。
加蓬核反应堆
关于加蓬反应堆的工作原理有两种理论，但它们都假设了连锁反应的循环，关闭、冷却、重启，持续数千年，直到裂变材料耗尽时完全停止。
一种理论认为，铀被地下水覆盖，从而减慢了中子的速度并提供了支持链式反应的环境。产生的能量最终将地下水加热至沸腾，随后水蒸发。随着地下水的消失，反应停止。最终，水渗回铀洞，反应过程不断重复，直到U-238的浓度太低而无法支持进一步的反应。
第二种不被普遍接受的说法是，燃烧的反应堆释放出某些稀土元素，如钐、钆、镝等，这些元素吸收了部分中子，停止了连锁反应，过了一会儿，反应再次进行，中子再次被吸收，反应缓慢停止，直到U-238的浓度不再支持核反应。
奥克洛核反应堆的证据
那么我们怎么知道西非加蓬奥克洛曾经发生过核反应呢？有几个原因。
首先，1972年在法国进行初步调查时，发现该地点的U-235浓度远低于通常在自然界观察到的浓度；发现了相似的浓度。其次，法国人还在该地点发现了其他同位素的差异，包括钕和钌，两者都与U-235裂变一致。第三，在2004年的一项研究中，华盛顿大学的物理学家调查了该地点，发现化石中通过核裂变产生了大量的锆、铈和锶。第四，美国学者还发现，奥克矿床中含有迄今为止裂变产生的氙和氪浓度最高的矿床。Oklo反应堆的教训
我们的裂变反应堆通常会产生大量有毒废物。如何处理核废料一直是我们头疼的问题，但是从奥克洛反应堆，我们发现大自然可以安全地处理这些核废料。据华盛顿大学的研究人员称，天然反应堆安全地将有毒废物（Xe和kr85）困在了复合磷酸铝中，并达到了临界状态！这为我们未来处理核废料提供了一种思路。
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