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外媒:非洲有个二十亿年老的核反应炉! 简直超乎想像!

二十亿年前,一部分的非洲铀沈淀物自发性地进行核分裂。这个自然核反应炉分布在16个地方,科学家推测这个自然核反应炉已经在遥远的过去运作了至少五十万年。这很惊人,与这个巨大的自然核反应炉比较,我们今日的现代核反应炉在设计上和功能上都比不过它。

这个自然核反应炉分布在16个地方。科学人杂志刊载的内容指出:“这确实令人惊叹,超过一打的自然核反应炉真的存在,他们在极长的时间里保持了适度的输出功率。”

这个发现非常出色,研究人员说:“这个在1972年时被发现,位于西非加彭奥克洛( Oklo)的自然核反应炉可说是自1942年来,在反应炉物理领域中最重大的发现,也就是说是自恩里科·费米( Enrico Fermi)与他的团队在成就“人工自给分裂链”后,此领域中最重要的发现。

无论我们何时听到“核反应炉”这个词,我们会想到一个人工制造的结构。但是,这个例子却不是。这个核反应炉事实上位于我们的地壳中某地区的自然铀里,就在西非加彭奥克洛。

铀自然地有放射能,奥克洛是让核反应发生的完美地区。事实上,奥克洛是唯一一个全地球已知的有自然核反应炉的地点,由16处组成,科学家说“自给”核分裂在大约17亿年前发生,那时平均约有100千瓦的热能。奥克洛的铀矿沉积物是唯一已知的自然核反应炉的存在地点,但是这是如何发生的呢?为什么地球上的其他地方没有自然核反应炉呢?

根据报告,这个自然核反应炉在这样的状况下产生:富含铀的矿物沉积物被地下水淹没,这些水扮演中子缓和剂的角色,接着核链反应发生。核分裂产生的热使地下水蒸发,使反应变慢或停止。在矿物沉积物冷却后,地下水又复苏,反应又重新开始,每三小时一次循环。这个核分裂反应循环一直继续,持续一段极长时间,直到可分裂材料减少,无法再支撑连锁反应。

1972年,当法国科学家在加彭开采铀矿,测试铀含量时候,他们发现了这个超出想像的发现。铀矿是由三种铀的同位素组成的,每一种都含有不同数量的中子。包含铀-238、铀-234、铀-235。

铀-235是起学家最感兴趣的,因为它可以支撑核链反应。令人惊讶的是,这个核反应会产生钸这个副产品,而且这个核反应本身会被缓和下来。这在原子科学中被认为是“圣杯”。能缓和反应表示一旦这个反应被启动,它就可以以平衡的方式来控制输出功率,以及有可以预防灾难性爆炸、一次性能量释放的负载量。

奥克洛,有二十亿年历史的核反应炉。

他们同时发现,水被用来缓和反应,和现代的核反应炉使用铅镉轴来防止反应器到达临界状态而爆炸的作用一样。当然,在奥克洛的一切都是自然的。总之,大自然在所有方面都是如此神奇。

但是,为什么这部分的沉积物在核链反应开始后没有马上爆炸并毁灭自己呢?是什么机制提供了必须的自我调整?这些反应是稳定地发生还是时有时无呢?

 

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