运转了万年的非洲“天然”核反应堆同位素奥克罗核废料核裂变

2006年第12期《环球科学》杂志报导,非洲加蓬共和国富含铀矿,由于自己不能提炼,将其出口到法国。1972年5月,法国一座核燃料处理厂的一名工人在对一块采自非洲加蓬奥克罗的铀矿石进行常规分析时,发现了一个奇怪的现象,这批铀矿石已经被提炼过利用过。常规的含铀量是0.72%,即使在月球上也无一例外。这批的含铀量不到0.3%。他们觉得很奇怪,就派出科学家去考察。1975年的国际原子能委员会上的会议公布了成果。

科学家一致认为,这是一个古老的大型核反应堆。布局也十分合理完整。整个核反应堆共分为6个区域,大约共500吨铀矿石。法国的科学家对整个矿区进行地毯式搜索。在不同的地方发现了核裂变的产物和TRU废物。迷惑的点在于,天然的铀不可能使核反应堆超过临界点,除非在有石墨和重水的情况下。然而在奥克罗附近地区显然不具备这个条件。

目前的研究表明这个核反应堆有几公里,出功率估计为100 千瓦,对周围环境的热干扰却被局限在周围40米以内,核反应产生的废料,并不会扩散。这样合理的布局,现代的科技水平远远达不到。这样的处理手段简直就是教科书级别的。这个反应堆是什么时候建成的呢?20亿年前,运转了50万年。这个“天然”的核反应堆实际上是一个谜,因为科学家发现这整座山就是原料。实际上核反应所需要的原料都是很少的,比如原子弹,一架飞机就可以运走,而里面真正核原料的部分是极少的。核反应堆也是如此。它的构造就像一个井,原料放在底下。现在的原子能发电站或者核反应堆,都是很庞大的系统,里面有计算机控制的系统,还有冷却系统等。像那么小的一点点燃料,就需要相当多的设备、那么多人去维持运转。那么奥克罗这么大的一座矿山,它运转了五十万年,究竟是什么样的技术能够使它安全的运转?这是一个极其难以理解的问题。

科学家假设把地下水的活动作为调节机制:当温度达到某个临界点时,水会被煮沸蒸发掉。水在核链式反应中起到了中子慢化剂的作用,如果水不见了,核链式反应就会暂时停止。只有当温度下降,足够的地下水再次渗入之后,反应区域才会继续开始发生裂变。流经奥克罗矿脉的地下水不仅充当着中子慢化剂的角色,还不时会被蒸发殆尽,形成保护这些天然反应堆不至于自我摧毁的调节机制。在这方面,这种调节机制十分有效,只要一个小小地方,水渗进去不均匀的话,就会引发一场大爆炸。然而数十万年间没有发生一次熔毁或爆炸事件。这就已经十分神奇。在奥克罗矿脉,远古核反应堆产生的多种危险的核废料都成功地被隔离于地下,在核废料处置和基础物理研究方面,给现代科学家们提供了全新的思路,科学家想知道裂变的各种产物如何从这些天然核反应堆中迁移出来。

自从现代核能发电问世以来,核电站都是是将其产生的大量对环境造成污染的核废料,放射性氙135、氪85和其他惰性气体,都被释放到大气之中。而20亿年前的天然核反应堆却利用磷酸铝矿物俘获和储存这些气体废料达几十亿年之久。

不可思议的还有微观尺度上创造出类似的铀浓缩装置,在奥克罗反应堆遗迹中,氙同位素的构成比例出现异常。核裂变一定会产生氙136和氙134,但在奥克罗矿石中,这两种同位素似乎缺失严重,而其他较轻的氙同位素含量则变化不大,而且大量分布在根本不含铀元素的磷酸铝颗粒中。至今仍无法解释磷酸铝颗粒中混合在一起的氙同位素比例。

这一切只是大自然鬼斧神工的巧合,还是20亿年前就已经存在高度发达的史前文明,这一切只能交给时间和科学。如果是前者,只能说这一切太精秒了,中间哪怕只有一个微不足道的错误,就足以引发一场毁天灭地的灾难。幸运的是,并没有发生。

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