Природный ядерный реактор. Для всех и обо всем

В опрос, касающийся возникновения жизни на Земле, волнует ученых длительное время. Существует огромное количество различных теорий, которые якобы должны дать ответ на этот непростой вопрос. Так, например, в оппозиции к официальной научной теории, считающей идею Дарвина, про развитие видов наиболее обоснованной и правильной, стоит религиозная доктрина творения человека из ничего, высшим Существом, которого принято называть Бог. Также, в последнее время все больше ученых, приходят к выводу, что жизнь на нашей планете зародилась благодаря инопланетным цивилизациям, которые посещали нашу солнечную систему. И это последнее предположение не возникло на ровном месте. Ежегодно по всему земному шару находят различные артефакты, подтверждающие присутствие более развитых существ на нашей планете.

Загадочный рудник в Африке

Регион Окло Габонской Народной Республики, является одним из наиболее больших месторождений урановых руд на нашей планете. Необходимо отметить, что в мифологии племен, населяющих территории, прилегающей к руднику, существует огромное количество различных легенд, связанных с этим скальным образованием. Большинство из них можно свести к идее о том, что некогда боги искали в скалах какое-то сокровище, которое могло сделать их непобедимыми. Необходимо отметить, что подобные мифы встречаются у многих народов мира. Поэтому и не странно, что до событий 1972 года на эти странные истории ученые не обращали должного внимания.

В 1972 году происходит событие, которое заставляет пересмотреть отношение к этому месту и всерьез отнестись к легендам аборигенов. Примерно 45 лет назад добычу урановой руды на этом месте курировало французское правительство. Предполагалось, что залежи урановых руд исчисляются несколькими миллионами тонн. Однако, каково было удивление ученых, когда стало известно, что рудник наполовину пуст.

Логическим стало предположение, что неизвестные смогли провести добычу опасного изотопа, без разрешения правительства страны, а также кураторов из Парижа. Однако, следов проведение подобных работ на территории рудника найдено не было. Это событие повлекло широкий резонанс в общественности, ведь пропавший изотоп мог бы быть использован для изготовления огромного количества ядерного оружия. В спешном порядке была создана специальная комиссия, которая должна была заниматься расследованием этого загадочного инцидента.

Далее последовали более детальные исследования месторождения. В ходе расследования было установлено, что на самом деле концентрация опасного изотопа в этом руднике настолько низкая, словно в топливе атомного реактора, которое уже было в употреблении.

После значительного количества опытов и исследований стало известно, что ядерные реакции в этом месте происходили более ста тысяч лет тому назад.

В современной науке неизвестны прецеденты, когда уран мог нивелироваться без искусственного запуска процесса молекулярного дробления, т.е. без посторонней помощи.

Наиболее логичным может показаться вариант, что тысяч лет тому назад разумные существа смогли запустить процесс дробление ядер урана. Это подтверждается тем, что исследователи нашли в этом месторождении отработанный уран и его продукты длительного распада.

Возможен ли природный атомный реактор?

Сразу после этого уникального открытия в различных ученых кругах возникли споры, посвящённые данному феномену. Спустя всего лишь 3 года в городе Либревиль, столице габонского государства, состоялся научный симпозиум, который собрал ученых со всего мира, чтобы поставить точку в этом непростом споре.

Необходимо отметить, что мнений было огромное множество, даже некоторые исследователи допускали, что наконец-то человечеству удалось отыскать свидетельства существования внеземного разума, что этот природный феномен не что иное, как гигантский ядерный реактор, который создали и использовали для своих нужд инопланетяне. Конечно же, столь смелые теории не встретили поддержки в более консервативных научных кругах.

Большинство присутствующих на этом научном заседании исследователей, пришли к выводу, что феномен Окло – это единственный в мире природный ядерный ректор, который запустился естественным образом примерно 200 000 – 100 000 лет до нашей эры.

К такому выводу ученые пришли благодаря исследованиям американского физика – ядерщика Нотанеля Барклоу. Проведя различные научные исследования, он смог создать модель того, как происходили химические реакции в этом месте. В основе данного рудника находится толстая базальтовая плита, которая стала собирать радиоактивный песок на своей поверхности. В результате землетрясений в этом достаточно сейсмически нестабильном регионе, базальтовая плита с аккумулированным на ней радиоактивным песком, провалилась на несколько сот метром под землю. Проваливаясь под землю, базальтовая плита не осталась монолитом, в некоторых местах она треснула, подземные воды просочились сквозь множественные трещины, и создала условия для происхождения реакций. Если учесть, что грунт в этом месте исключительно глиняный, то выходит, что необходимые вещества для реакции оказались в подобии естественного кокона, который и стал тем самым природным реактором.

С течением времени, когда процессы сейсмической активности земных плит в этом регионе немного убавились, то начался процесс аккумуляции урана в образовавшихся подземных лагунах. По мнению современных ученных в некоторых случаях процент урана в подобной линзе мог достигать 40 – 65 процентов от общего количества веществ. Процесс нагнетания критической массы постепенно увеличивался и только вода, как естественный катализатор не допустила взрыва, а запустила процесс деления атомов. Таким образом, природный ректор начал работать. Впоследствии некий природный катаклизм стал причиной того, что урановый изотоп просто выгорел, что и положило конец всему естественному процессу деления урана. Весь остаток вещества нивелировался в результате резкого прекращения деления, возможно на этом месте произошел локальный ядерный взрыв.

По последним подсчетам исследователей мощность подземного реактора была примерно 100 Квт, а мощность взрыва, остановившего весь налаженный процесс, был равен 10 – 20 кТ.

Ядерный могильник?

Впрочем, существуют и другие теории, касающиеся данного месторождения урана. Многие исследователи не склонны принимать предположение про природный атомный реактор. По их мнению, наука столкнулась с примером древнего ядерного могильника.

К такому выводу ученые пришли после того как было доказано, что ядерная реакция не может происходить в виду каких-либо природных аномалий или явлений. Расщепление урана происходит исключительно в искусственной среде и искусственным путем. Исходя из этого факта, большинство экспертов убеждены, что Окло – это первый в истории человечества могильник вредных отходов.

Месторасположение рудника скорее походит на попытку захоронения отработанного изотопа, и необходимо отметить, что место для него выбрано практически идеально. Допустим, что саркофаг с отработанным ураном был замурован в базальтовую плиту. Подобные технологии пытаются использовать современная наука для хранения вредных отходов, только из-за природных катаклизмов и нестабильной сейсмической ситуация в регионе саркофаг лопнул и отходы просочились на поверхность. Геологическая разведка приняла повышенный радиоактивный фон на этом месте за залежи урановых руд.

Теория кажется правдоподобной и имеет право на существование, однако исходя из неё, возникает другой закономерный вопрос. Какая цивилизация была способна создать атомный реактор более 100 тысяч лет тому назад и затем попытаться избавиться от отработанных материалов, сохранив их глубоко в земле?

Возможно ученым, необходимо более внимательно отнестись к мифам и легендам народов, которые исконно населяют данную область. Именно в расшифровке устной народной традиции и кроется ответ на вопрос относительно загадочной росы способной использовать и регенерировать ядерную энергию. Как было сказано выше, аборигены уверены, что боги когда-то населяли это место, и их могущество не имело границ.

Некоторые историки, пытающиеся рассматривать историю человечества отбросив различные консервативные догмы, говорят о том, что наша цивилизация не первая, которая освоила технологии и достигла неимоверного развития.

Все чаще человечество сталкивается с различными загадочными артефактами, которые не вписываются в каноническую историческую концепцию и заставляют нас задуматься о том, что история движется по спирали. Ведь и до нашей цивилизации были могущественные народы, которые смогли достичь небывалой силы, но потом сами уничтожали себя. Необходимо стараться, чтобы подобная участь не постигла и нынешнюю цивилизацию.

No related links found

Сторонники гипотезы об инопланетном происхождении человечества утверждают, что в незапамятные времена в Солнечную систему могла прибыть космическая экспедиция из центральной части галактики, где и звезды, и вращающиеся вокруг них планеты старше, значит, и жизнь зародилась и достигла высокого развития раньше, чем у нас.

Космические «прогрессоры» вначале обжили Фаэтон, который в ту пору, когда Солнце было моложе и горячее, был наиболее пригоден для жизни.

А когда на этой планете вспыхнула страшная война, расколовшая ее на части и превратившая в пояс астероидов, выжившая часть человечества обосновалась на Марсе. Через многие годы и марсианская цивилизация не смогла переступить в своем развитии «ядерный порог» и была уничтожена. Но выжили колонисты, которые уже осваивали Землю.

Сторонниками этой теории были не только писатели-фантасты (Александр Казанцев и др.). К примеру, в 1961 году советский ученый, математик и астроном, знаток древних языков Матест Агрест опубликовал статью «Космонавты древности». Автор считает, что некоторые артефакты и памятники прошлого являются свидетельством пребывания на Земле представителей какой-то высокоразвитой инопланетной цивилизации.

Он пишет: «...можно допустить, что обследование Солнечной системы космонавты производили малыми кораблями, стартуя с Земли. Для этих целей, возможно, понадобилось добывать на Земле добавочное ядерное горючее и построить специальные площадки и хранилища».

Рудник в Окло: реактор или...

Вполне возможно, что гипотезу Матеста Агреста подтверждает неожиданное открытие, сделанное в 1972 году. Одна французская компания добывала урановую руду на руднике Окло в Габоне. И вот во время проведения обычного анализа образцов руды обнаружилось, что процентное содержание урана-235 в ней ниже нормы.

Затем была зафиксирована недостача около 200 килограммов этого изотопа. Специалисты французского Комиссариата атомной энергетики забили тревогу. Ведь пропавшего вещества вполне достаточно для изготовления нескольких атомных бомб.

Дальнейшие исследования показали, что концентрация урана-235 в руднике Окло такая же, как в отработанном топливе из реактора атомной станции. Так что же это такое? Неужели ядерный могильник? Но как такое может быть, если он создан около двух миллионов лет назад?

Озадаченные атомщики нашли ответ в статье, опубликованной американскими учеными Джорджем Ветриллом и Марком Ингрэмом в 1956 году. Ученые высказали предположение о существовании в далеком прошлом природных ядерных реакторов. А Пол Курода, химик из Арканзасского университета, даже определил необходимые и достаточные условия для того, чтобы в теле уранового месторождения спонтанно возник процесс самоподдерживающегося расщепления.

В 1975 году в столице Габона Либревиле состоялась научная конференция, на которой обсуждался феномен Окло. Большинство ученых пришли к выводу, что рудник представляет собой единственный известный на Земле естественный ядерный реактор. Он запустился около двух миллионов лет назад самопроизвольно в силу уникальных природных условий и проработал 500 тысяч лет.

Что же это за условия? В дельте реки на крепком базальтовом ложе отложился слой песчаника, богатого урановой рудой. В результате тектонической активности базальтовый фундамент погрузился в землю на несколько километров вместе с ураноносным песчаником. Песчаник растрескался, в трещины стала проникать грунтовая вода.

В руднике Окло так же, как и в ядерных топках АЭС, топливо располагалось компактными массами внутри замедлителя. Замедлителем служила вода. В руде содержались глинистые «линзы». В них концентрация природного урана с обычных 0,5% повысилась до 40%. После того как масса и толщина слоев достигли критических размеров, возникла цепная реакция и установка начала работать.

Вода была естественным регулятором. Поступая в активную зону, она запускала цепную реакцию, которая приводила к испарению воды, уменьшению потока нейтронов и остановке реакции. Через 2,5 часа, когда активная зона реактора остывала, цикл повторялся.

Затем очередной катаклизм приподнял «установку» до прежнего уровня, либо уран-235 выгорел, и реактор прекратил работу.

Хотя за полмиллиона лет этот природный реактор выработал 13 миллионов киловатт-часов энергии, мощность его была невелика. Она в среднем была меньше 100 киловатт, что хватило бы для работы нескольких дюжин тостеров.

...ядерный могильник?

Но у многих атомщиков выводы конференции в Либревиле вызывают большие сомнения.

Ведь еще Энрико Ферми - создатель первого в мире ядерного реактора - утверждал, что цепная ядерная реакция может иметь только искусственное происхождение. С одной стороны, если природа каким-то невообразимым способом сумела ее запустить в Окло, то для постоянной поддержки реакции должен работать целый ряд факторов, вероятность одновременного наличия которых практически равна нулю.

В самом деле, малейший сдвиг пластов грунта в этом районе, который в ту пору отличался высокой тектонической активностью, привел бы к остановке реактора, а прежние условия для его запуска едва ли могли возникнуть снова. А если регулятором цепной реакции были грунтовые воды, то без отсутствия искусственной регулировки мощности реактора ее самопроизвольное увеличение привело бы к выкипанию воды и остановке процесса, и не факт, что он снова самопроизвольно запустился бы.

А с другой стороны, рудник в Габоне не слишком-то похож на ядерный реактор, созданный высокоразвитой цивилизацией. Слишком мала его мощность, овчинка, как говорится, не стоит выделки. Скорее, он напоминает место захоронения отработанного ядерного топлива. Причем оборудовано оно идеально. За почти два миллиона лет ни грамма радиоактивных веществ не проникло в окружающую среду. Уран надежно замурован в базальтовый «саркофаг».

В замкнутом круге

Но если есть могильник с отработанным ядерным топливом, значит, были и реактор, вырабатывающий атомную энергию, и высокоразвитая цивилизация, использующая ее. Куда же она делась?

В последнее время все чаще бытуют гипотезы, что нынешняя технократическая цивилизация - далеко не первая на Земле. Вполне возможно, высокоразвитые цивилизации, овладевшие могущественнейшими силами природы, существовали на нашей планете миллионы лет назад. Но только ни одна из них не сумела использовать эту мощь во благо, для созидания, а не для разрушения.

На определенном этапе технократического развития возникало противоборство двух или нескольких государственных образований, выливавшееся в мировую войну с использованием столь чудовищного оружия, что ядерное в сравнении с ним покажется детской забавой. В результате человечество уничтожало само себя, менялся сам лик планеты, а чудом выжившие люди впадали в первобытное состояние, утрачивая все знания и навыки.

В последний раз такая всемирная катастрофа произошла примерно 50 тысяч лет назад, когда арии (гипербореи) сошлись в смертельной битве с атлантами.

Пустив в ход тектоническое оружие, враги добились лишь Всемирного потопа, в результате которого ушли под воду и Гиперборея, и Атлантида, а из воды поднялись новые континенты, на которых теперь, через десятки тысяч лет, вновь развилась технократическая цивилизация, владеющая ядерным оружием и подбирающаяся к более страшным средствам уничтожения.

Сможет ли она в очередной раз не споткнуться об «ядерный порог»? Вырвется ли из этого замкнутого круга? Направит ли свою мощь на созидание, а не на разрушение? Нет ответа ни у науки, ни у религии.

Виктор МЕДНИКОВ, журнал "Тайны ХХ века"

А. Ю. Шуколюков
Химия и Жизнь №6, 1980 г., с. 20-24

Этот рассказ - об открытии, которое предсказывали давно, которого долго ждали и уже почти отчаялись дождаться. Когда же все-таки открытие свершилось, то оказалось, что цепная реакция деления урана, считавшаяся одним из высших проявлений могущества человеческого разума, когда-то давным-давно могла идти и шла без какого-либо вмешательства человека. Об этом открытии, о феномене Окло, лет семь назад писали много и не всегда корректно. Со временем страсти поутихли, а информации об этом феномене за последнее время прибавилось...

ПОПЫТКИ С НЕГОДНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Рассказывают, что в один из осенних дней 1945 г. японский физик П. Курода, потрясенный увиденным в Хиросиме, впервые задумался о том, не может ли подобный процесс деления ядер идти в природе. А если да, то не этот ли процесс порождает неукротимую энергию вулканов, которые как раз в то время Курода изучал?

Вслед за ним этой заманчивой идеей увлеклись и некоторые другие физики, химики, геологи. Но техника - появившиеся в 50-е годы энергетические ядерные реакторы - работала против эффектного умозаключения. Не то чтобы теория реакторов накладывала запрет на такой процесс - она объявляла его слишком маловероятным.

И все-таки стали искать следы при родной цепной реакции деления. Американец И. Орр, например, попытался обнаружить признаки ядерного "горения" в тухолите. Название этого минерала вовсе не свидетельство его неприятного запаха, слово образовано из первых букв латинских названий элементов, имеющихся в этом минерале,- тория, урана, водорода (хидрогениум, первая буква - латинская "аш", читающаяся как "х") и кислорода (оксигениум). А концовка "лит" - от греческого "литое" - камень.

Но никаких аномалий в тухолите не обнаружилось.

Отрицательный результат был получен и при работе с одним из самых известных урановых минералов - уранинитом 1 . Было высказано предположение, что редкоземельные элементы, присутствующие в заирском уранините, образовались в цепной реакции деления. Но изотопный анализ показал, что эта примесь - самая обыкновенная, не радиогенная.

Исследователи из Арканзасского университета попытались найти в горячих источниках Йеллоустонского национального парка радиоактивные изотопы стронция. Рассуждали так: вода этих источников подогревается неким источником энергии; если где-то в недрах действует природный ядерный реактор, в воду неизбежно просочатся радиоактивные продукты цепной реакции деления, в частности стронций-90. Однако никаких признаков повышенной радиоактивности в йеллоустонских водах не оказалось...

Где же искать природный реактор? Первые попытки были предприняты почти вслепую, на основе соображений типа "это может быть потому, что...". До серьезной теории природного ядерного реактора было еще далеко.

НАЧАЛА ТЕОРИИ

В 1956 г. в журнале "Nature" была опубликована маленькая, всего на страницу, заметка. В ней коротко излагалась теория природного ядерного реактора. Ее автором был все тот же П. Курода. Смысл заметки сводится к расчету коэффициента размножения нейтронов К Ґ . Величина этого коэффициента определяет, быть или не быть цепной реакции деления. И в реакторе, и в месторождении, очевидно.

Когда образуется урановое месторождение, в нем могут наличествовать три главных "действующих лица" будущей цепной реакции. Это горючее - уран-235, замедлители нейтронов - вода, окислы кремния и металлов, графит (сталкиваясь с молекулами этих веществ, нейтроны растрачивают свой запас кинетической энергии и из быстрых превращаются в медленные) и, наконец, поглотители нейтронов, среди которых - осколочные элементы (о них разговор особый) и, как это ни странно, сам уран. Преобладающий изотоп - уран-238 может делиться быстрыми нейтронами, но нейтроны средней энергии (более энергичные, чем медленные, и более медленные, чем быстрые) его ядра захватывают и при этом не распадаются, не делятся.

При каждом делении ядра урана-235, вызванном столкновением с медленным нейтроном, рождается два-три новых нейтрона. Казалось бы, число нейтронов в месторождении должно лавинообразно нарастать. Но все не так просто. "Новорожденные" нейтроны - быстрые. Чтобы вызвать новое деление урана-235, они должны стать медленными. Вот здесь-то и подстерегают их две опасности. Замедляясь, они должны как бы проскочить интервал энергий, при которых с нейтронами очень охотно реагирует уран-238. Не всем это удается - часть нейтронов выбывает из игры. Уцелевшие медленные нейтроны становятся жертвами атомных ядер редкоземельных элементов, всегда присутствующих в урановых месторождениях (и реакторах тоже).

Мало того, что они - элементы рассеянные - вездесущи. Они к тому же образуются при делении ядер урана - вынужденном и спонтанном. А некоторые осколочные элементы, например гадолиний и самарий, относятся к числу самых сильных поглотителей тепловых нейтронов. В итоге, на цепную реакцию в уране, как правило, нейтронов остается не так уж много...

Коэффициент размножения К Ґ - это и есть отношение остатка нейтронов к их первоначальному числу. Если K Ґ =1, в урановом месторождении устойчиво протекает цепная реакция, если K Ґ > 1, месторождение должно самоуничтожиться, рассеяться, может даже взорваться. При К Ґ Что для этого необходимо? Во-первых, чтобы месторождение было древним. Сейчас в природной смеси изотопов урана концентрация урана-235 всего 0,7%. Не многим больше она была и 500 миллионов, и миллиард лет назад. Поэтому ни в одном месторождении моложе 1 млрд. лет не могла начаться цепная реакция, независимо от общей концентрации урана или воды-замедлителя. Период полураспада урана-235 около 700 млн. лет. Чем дальше в глубь веков, тем больше была концентрация изотопа уран-235. Два миллиарда лет назад она составляла 3,7%, 3 млрд. лет - 8,4%, 4 млрд. лет - целых 19,2%! Вот тогда, миллиарды лет назад, древнейшие месторождения урана были достаточно богатыми, готовыми вот-вот "вспыхнуть".

Древность месторождения - необходимое, но не достаточное условие действия природных реакторов. Другое, также необходимое условие - присутствие здесь же воды в больших количествах. Вода, особенно тяжелая,- лучший замедлитель нейтронов. Не случайно же критическая масса урана (93,5% 235 U) в водном растворе - меньше одного килограмма, а в твердом состоянии, в виде шара со специальным отражателем нейтронов - от 18 до 23 кг. Не меньше 15-20% воды должно было быть в составе урановой древней руды, чтобы в ней вспыхнула цепная реакция деления урана.

Но и этого еще недостаточно. Необходимо, чтобы урана в руде было не меньше 10-20%. При иных обстоятельствах природная цепная реакция не могла бы начаться. Заметим тут же, что сейчас богатыми считаются руды, в которых от 0,5 до 1,0% урана; больше 1 % - очень богатыми...

Но и это еще не все. Нужно, чтобы месторождение было не слишком маленьким. Например, в куске руды величиною с кулак - самой древней, самой концентрированной (и по урану, и по воде) - цепная реакция начаться бы не могла. Слишком много нейтронов вылетали бы из такого куска, не успев вступить в цепную реакцию. Подсчитали, что размеры залежей, которые могли бы стать природными реакторами, должны составлять хотя бы несколько кубометров.

Итак, чтобы в месторождении сам собой заработал "нерукотворный" ядерный реактор, нужно, чтобы одновременно соблюдались все четыре обязательных условия. Это и оговорила теория, сформулированная профессором Куродой. Теперь поиски природных реакторов в урановых месторождениях могли приобрести известную целенаправленность.

НЕ ТАМ, ГДЕ ИСКАЛИ

Поиски вели в США и в СССР. Американцы проводили точнейшие изотопные анализы урана, надеясь обнаружить хоть небольшое "выгорание" урана-235. К 1963 году Комиссия по атомной энергии США уже располагала сведениями об изотопном составе нескольких сотен урановых месторождений. Были изучены глубинные и поверхностные, древние и молодые, богатые и бедные месторождения урана. В семидесятых годах эти данные опубликовали. Следов цепной реакции найдено не было...

В СССР применили другой метод поисков природного ядерного реактора. Из каждых ста делений ядер урана-235 шесть приводят к образованию изотопов ксенона. Значит, при цепной реакции в урановых месторождениях должен накапливаться ксенон. Превышение концентрации ксенона (сверх 10 -15 г/г) и изменения его изотопного состава в урановой руде свидетельствовали бы о природном реакторе. Чувствительность советских масс-спектрометров позволяла обнаружить малейшие отклонения. Были исследованы многие "подозрительные" урановые месторождения - но ни в одном не обнаружилось признаков природных ядерных реакторов.

Получалось, что теоретическая возможность природной цепной реакции никогда не превратилась в действительность. К такому выводу пришли в 1970 г. А спустя всего два года французские специалисты совершенно случайно натолкнулись на природный ядерный реактор. Вот как это было.

В июне 1972 г. в одной из лабораторий Комиссариата по атомной энергии Франции готовили эталонный раствор природного урана. Измерили его изотопный состав: урана-235 оказалось 0,7171% вместо 0,7202%. Невелика разница! Но в лаборатории привыкли работать точно. Проверили результат - он повторился. Исследовали другой препарат урана - дефицит урана-235 еще больше! На протяжении следующих шести недель экстренно проанализировали еще 350 образцов и обнаружили, что из уранового месторождения Окло (Габон) во Францию доставляется урановая руда, обедненная раном-235.

Организовали расследование - оказалось, что за полтора года с рудника поступило 700 тонн обедненного урана, и общая недостача урана-235 в сырье, поступившем на атомные заводы Франции, составила 200 кг! Их, очевидно, использовала в качестве ядерного горючего сама природа...

Французские исследователи (Р. Бодю, М. Нелли и др.) срочно опубликовали сообщение, что ими обнаружен природный ядерный реактор. Затем во многих журналах были приведены результаты всестороннего изучения необычного месторождения Окло.

Феномену Окло были посвящены две международных научных конференции. Все сошлись в общем мнении: это действительно природный ядерный реактор, работавший в центре Африки сам по себе, когда и предков-то человека на Земле не было.

КАК ЖЕ ЭТО ПРОИЗОШЛО?

2 миллиарда 600 миллионов лет назад на территории нынешнего Габона и сопредельных с ним африканских государств образовалась огромная гранитная плита протяженностью во много десятков километров. (Эту дату, так же как и другие, о которых пойдет речь, определили с помощью радиоактивных часов - по накоплению аргона из калия, стронция - из рубидия, свинца - из урана.)

В течение последующих 500 миллионов лет эта глыба разрушалась, превращаясь в песок и глину. Они смывались реками и в виде осадков, насыщенных органическим веществом, слоями оседали в дельте древней громадной реки. За десятки миллионов лет толщи осадков настолько увеличились, что нижние слои оказались на глубине в несколько километров. Сквозь них просачивались подземные воды, в которых были растворены соли, в том числе немного солей уранила (ион UO 2 2+). В слоях, насыщенных органическим веществом, были условия для восстановления шестивалентного урана в четырехвалентный, который и выпадал в осадок. Постепенно много тысяч тонн урана осело в виде рудных "линз" размером в десятки метров. Содержание урана в руде достигло 30, 40, 50% и продолжало расти.

Изотопная концентрация урана-235 была тогда 4,1%. И в какой-то момент оказались соблюденными все четыре условия, необходимых для начала цепной реакции, о которых рассказано выше. И - природный реактор заработал. В сотни миллионов раз вырос поток нейтронов. Это привело не только к выгоранию урана-235, месторождение Окло оказалось скопищем многих изотопных аномалий.

Заодно с ураном-235 "выгорели" все легко взаимодействующие с нейтронами изотопы. Оказался в зоне реакции самарии - и лишился своего изотопа 149 Sm. Если в природной смеси изотопов самария его 14%, то на месте работы природного реактора - всего 0,2%. Такая же судьба постигла 151 Еu, 157 Gd и некоторые другие изотопы редкоземельных элементов.

Но и в природном ядерном реакторе действуют законы сохранения энергии и материи. Ничто не превращается в ничто. "Погибшие" атомы породили новые. Деление урана-235 - мы знаем это из физики - не что иное, как образование осколков разнообразных атомных ядер с массовыми числами от 70 до 170. Добрая треть таблицы элементов - от цинка до лютеция получается в результате деления ядер урана. В зоне цепной реакции обитают химические элементы с фантастически искаженным изотопным составом. У рутения из Окло, например, втрое больше, чем в природном рутении, ядер с массовым числом 99. В цирконии в пять раз вырастает содержание изотопа 96 Zr. "Сгоревший" 149Sm превратился в 150 Sm, и последнего в итоге в одной из проб оказалось в 1300 раз больше, чем должно было быть. Таким же путем в 100 раз возросла концентрация изотопов 152 Gd и 154 Gd.

Все эти изотопные аномалии интересны сами по себе, но они позволили многое узнать и о природном реакторе. Например, сколько времени он работал. Некоторые образовывавшиеся при работе природного реактора изотопы, естественно, были радиоактивными. Они не дожили до наших дней, распались. Но за то время, что радиоактивные изотопы находились в зоне реакции, часть из них вступила в реакцию с нейтронами. По количеству продуктов таких реакций и продуктов распада радиоактивных изотопов, зная дозу нейтронов, рассчитали длительность работы природного реактора. Оказалось, что он работал примерно 500 тысяч лет.

А дозу нейтронов узнали тоже по изотопам, по их выгоранию или накоплению; вероятность взаимодействия осколочных элементов с нейтронами известна достаточно точно. Дозы нейтронов в природном реакторе были весьма внушительными - около 10 21 нейтронов на квадратный сантиметр, то есть в тысячи раз больше, чем использующиеся в лабораториях при нейтронно-активационном химическом анализе. Каждый кубический сантиметр руды ежесекундно бомбардировали сто миллионов нейтронов!

По выгоранию изотопов подсчитали и энергию, выделенную в природном реакторе - 10 11 кВт·ч. Этой энергии хватило, чтобы температура месторождения Окло достигла 400-600°С. До ядерного взрыва, очевидно, было далеко, вразнос реактор не шел. Это, вероятно, объясняется тем, что природный реактор Окло был саморегулирующимся. Когда коэффициент размножения нейтронов приближался к единице, температура повышалась, и вода - замедлитель нейтронов - уходила из зоны реакции. Реактор останавливался, остывал, и вода снова насыщала руду - опять возобновлялась цепная реакция.

Все это продолжалось до тех пор, пока в руду свободно поступала вода. Но однажды водный режим изменился, и реактор остановился навсегда. За два миллиарда лет силы земных недр сдвинули, смяли, вздыбили под углом 45° пласты руды и вынесли их к поверхности. Природный реактор, словно замороженный в слое вечной мерзлоты мамонт, в своем первозданном виде предстал перед современными исследователями.

Впрочем, не совсем в первозданном. Некоторые изотопы, образованные при работе реактора, исчезли из зоны реакции. Например, барий, стронций и рубидий, найденные в месторождении Окло, оказались почти нормальными по изотопному составу. А ведь цепная реакция должна была вызвать громадные аномалии в составе этих элементов. Аномалии были, но и барий, и стронций, и тем более рубидий - химически активные и потому геохимически подвижные элементы. "Аномальные" изотопы вымывались из зоны реакции, а из окружающих пород на их место приходили нормальные.

Мигрировали также, хотя и не столь значительно, теллур, рутений, цирконий. Два миллиарда лет - срок большой даже для неодушевленной природы. А вот редкоземельные элементы - продукты деления урана-235 и особенно сам уран - оказались прочно законсервированными в зоне реакции.

Но что необъяснимо пока, так это причины уникальности месторождения Окло. В далеком прошлом природные ядерные реакторы в древних породах должны были возникать достаточно часто. Но их не находят. Может быть, они и возникали, но в силу каких-то причин самоуничтожались, взрывались, а месторождение Окло - единственное, чудом уцелевшее? Нет пока ответа на этот вопрос. Может быть, природные реакторы есть и еще где-то, и их стоит как следует поискать...

1 В старых справочниках состав уранинита выражается формулой UO 2 , но это идеализированная формула. На самом деле в уранините на каждый атом урана приходится от 2,17 до 2,92 атомов кислорода

По всей Земле разбросано множество т.н. ядерных могильников – мест, где хранится отработанное ядерное топливо ОЯТ. Все они были построены в последние десятилетия, чтобы надежно спрятать представляющие огромную опасность побочные продукты деятельности атомных электростанций.

Но к одному из могильников человечество не имеет никакого отношения: неизвестно, кто его и построил и даже когда – ученые осторожно определяют его возраст в 1,8 млрд. лет.

Этот объект не столько таинственен, сколь удивителен и необычен. И он единственный на Земле. По крайней мере, единственный нам известный. Что-то подобное, только еще более грозное, может таиться под дном морей, океанов, в глубине горных массивов. Что там говорят смутные слухи про таинственные теплые страны в районах горных ледников, в Арктике и Антарктике? Что-то же должно их обогревать. Но вернемся к Окло.

Африка. Тот самый «Таинственный черный континент». Красная точка — Республика Габон, бывшая французская колония.

Это, вероятно, и есть провинция Габона Огове-Лоло (по-французски – Ogooué-Lolo – что может быть и читается как «Окло).

Как бы то ни было, Окло – одно из крупнейших урановых месторождений на планете, и французы принялись добывать там уран.

Но, в процессе добычи выяснилось, что в руде слишком велико содержание урана-238 по отношению к добываемому урану-235. Говоря по-простому, в шахтах был не природный уран, а отработанное в реакторе топливо.

Возник международный скандал с упоминанием террористов, утечки радиоактивного топлива и прочими совершенно непонятными вещами… Непонятно, ибо, при чем тут это? Террористы подменяли природный уран, который еще и нуждался в дополнительном обогащении, на отработанное топливо?

Урановая руда из Окло.

Более всего ученых пугает непонятное, поэтому в 1975 году в столице Габона Либревиле состоялась научная конференция, на которой ученые-атомщики искали объяснение феномену. После долгих дебатов решили считать месторождение в Окло единственным на Земле природным ядерным реактором.

Выяснилось следующее. Урановая руда была очень богатая и правильная, но пару миллиардов лет назад. С того же времени, предположительно, происходили очень странные события: в Окло заработали природные ядерные реакторы на медленных нейтронах. Происходило это так (пусть меня в комментариях затравят физики-ядерщики, но я объясню так, как сам понимаю).

Богатые месторождения урана, почти достаточные для начала ядерной реакции, затапливались водой. Заряженные частицы, испускаемые рудой, выбивали из воды медленные нейтроны, которые попадая снова в руду, вызывали выброс новых заряженных частиц. Начиналась типичная цепная реакция. Все шло к тому, что на месте Габона был бы огромный залив. Но от начинавшейся ядерной реакции вода выкипала, и реакция останавливалась.

По оценке ученых реакции продолжались с циклом три часа. Первые полчаса реактор работал, температура поднималась до нескольких сотен градусов, потом вода выкипала и два с половиной часа реактор остывал. В это время вода опять просачивалась в руду, и процесс начинался снова. Пока за несколько сотен тысяч лет ядерное топливо не истощилось настолько, что реакция перестала возникать. И все утихло до появления в Габоне французских геологов.

Шахты в Окло.

Условия для возникновения подобных процессов в залежах урана есть и в других местах, но там до начала работы ядерных реакторов дело не дошло. Окло остается единственным известным нам местом на планете, где работал природный ядерный реактор и там обнаружено целых шестнадцать очагов с отработанным ураном.

Альтернативная точка зрения.

Но не все участники конференции приняли такое решение. Ряд ученых назвал его надуманным, не выдерживающим никакой критики. Опирались они на мнение великого Энрико Ферми, создателя первого в мире ядерного реактора, всегда утверждавшего, что цепная реакция может иметь только искусственный характер – слишком много факторов должны случайно совпасть. Любой математик скажет, что вероятность такого настолько мала, что ее можно однозначно приравнять к нулю.

Но если такое вдруг и случилось и звезды, что называется сошлись, то самоуправляемая ядерная реакция на протяжении 500 тыс. лет… На АЭС несколько человек круглосуточно наблюдают за работой реактора, постоянно меняя режимы его работы, не давая реактору остановиться или взорваться. Малейшая ошибка – и получите Чернобыль или Фукусиму. А в Окло полмиллиона лет работало все само?

Несогласные с версией природного ядерного реактора в габонском руднике, выдвинули свою теорию, согласно которой реактор в Окло – творение разума. Однако рудник в Габоне менее похож на ядерный реактор, построенный высокотехнологической цивилизацией. Впрочем, альтернативщики на этом и не настаивают. По их мнению, рудник в Габоне был местом захоронения ОЯТ. Для этой цели место выбрано и подготовлено идеально: за полмиллиона лет из базальтового «саркофага» ни грамма радиоактивного вещества не проникло в окружающую среду.

источники
http://gorod.tomsk.ru/index-1539450834.php
https://zen.yandex.ru/
http://esoreiter.ru/
https://ru.wikipedia.org/

Феномен Окло заставляет вспомнить высказывание Э. Ферми, построившего первый ядерный реактор, и П.Л. Капицы, которые независимо друг от друга утверждали, что только человек способен создать нечто подобное. Однако древний природный реактор опровергает эту точку зрения, подтверждая мысль А. Эйнштейна о том, что Бог более изощрен...

С.П. Капица

В 1945 г. японский физик П.К. Курода, потрясенный увиденным в Хиросиме, впервые предположил возможность самопроизвольного процесса деления ядер в природе. В 1956 г. в журнале «Nature» он опубликовал маленькую, всего на страницу, заметку. В ней коротко излагалась теория природного ядерного реактора.

Для инициирования деления тяжелых ядер необходимы три условия будущей цепной реакции:

• 1) горючее - 23э и;
• 2) замедлители нейтронов - вода, окислы кремния и металлов, графит (сталкиваясь с молекулами этих веществ, нейтроны растрачивают свой запас кинетической энергии и из быстрых превращаются в медленные);
• 3) поглотители нейтронов, среди которых - осколочные элементы и сам уран.

Преобладающий в природе изотоп 238 U может делиться под действием быстрых нейтронов, но нейтроны средней энергии (с большей энергией, чем медленные, и с меньшей, чем быстрые) его ядра захватывают и при этом не распадаются, не делятся.

При каждом делении ядра 235 U, вызванном столкновением с медленным нейтроном, образуются два-три новых быстрых нейтрона. Чтобы вызвать новое деление 23э и, они должны стать медленными. Часть быстрых нейтронов замедляется соответствующими материалами, другая часть выбывает из системы. Замедленные нейтроны частично поглощаются редкоземельными элементами, всегда присутствующими в урановых месторождениях и образующимися при делении ядер урана - вынужденном и спонтанном. Например, гадолиний и самарий относятся к числу самых сильных поглотителей тепловых нейтронов.

Для осуществления устойчивого протекания цепной реакции деления 235 U необходимо, чтобы коэффициент размножения нейтронов не опускался меньше 1. Коэффициент размножения (Кр) это отношение остатка нейтронов к их первоначальному числу. Если Кр = 1, в урановом месторождении устойчиво протекает цепная реакция, если Кр > 1, месторождение должно самоуничтожиться, рассеяться, может даже взорваться. При Кр

Для выполнения трех условий необходимо: во-первых, чтобы месторождение было древним. В настоящее время в природной смеси изотопов урана концентрация 23э и составляет всего 0,72%. Не многим больше она была и 500 млн, и 1 млрд лет назад. Поэтому ни в одном месторождении моложе 1 млрд лет не могла начаться цепная реакция, независимо от общей концентрации урана или воды-замедлителя. Период полураспада 235 и около 700 млн лет. Концентрация этого изотопа урана в природных объектах 2 млрд лет назад составляла 3,7%, 3 млрд лет - 8,4%, 4 млрд лет -19,2%. Именно миллиарды лет назад горючего для природного ядерного реактора было достаточно.

Древность месторождения - необходимое, но недостаточное условие действия природных реакторов. Другое, также необходимое условие - присутствие здесь же воды в больших количествах. Вода, особенно тяжелая, - лучший замедлитель нейтронов. Неслучайно же критическая масса урана (93,5% 235 Г1) в водном растворе - меньше одного килограмма, а в твердом состоянии, в виде шара со специальным отражателем нейтронов - от 18 до 23 кг. Не меньше 15-20% воды должно было быть в составе урановой древней руды, чтобы в ней началась цепная реакция деления урана.

В июне 1972 г. в одной из лабораторий Комиссариата по атомной энергии Франции при приготовлении эталонного раствора природного урана, выделенного из руды уранового месторождения Окло, Габон (рис. 4.4), обнаружили отклонение изотопного состава урана от обычного: 235 и оказалось 0,7171% вместо 0,7202%. На протяжении следующих шести недель экстренно проанализировали еще 350 образцов и выявили, что из этого африканского месторождения во Францию доставляется урановая руда, обедненная изотопом 235 Г1. Оказалось, что за полтора года из рудника поступило 700 т обедненного урана, и общая недостача 23:> и в сырье, поступившем на атомные заводы Франции, составила 200 кг.

Французские исследователи (Р. Бодю, М. Нелли и др.) срочно опубликовали сообщение, что ими обнаружен природный ядерный реактор. Затем во многих журналах были приведены результаты всестороннего изучения необычного месторождения Окло.

Приблизительно 2 млрд 600 млн лет назад (Архейская эра) на территории нынешнего Габона и сопредельных с ним африканских государств образовалась огромная гранитная плита протяженностью во много десятков километров. Эту дату определили с помощью радиоактивных часов - по накоплению аргона из калия, стронция - из рубидия, свинца - из урана.

В течение последующих 500 млн лет эта глыба разрушалась, превращаясь в песок и глину. Они смывались реками и в виде осадков, насыщенных органическим веществом, слоями оседали в дельте древней громадной реки. За десятки миллионов лет толщи осадков настолько увеличились, что нижние слои оказались на глубине в несколько километров. Сквозь них просачивались подземные воды, в которых были растворены соли, в том числе немного солей уранила (ион иОу +). В слоях, насыщенных органическим веществом, были условия для восстановления шестивалентного урана в четырехвалентный, который и выпадал в осадок. Постепенно много тысяч тонн урана отложилось в виде рудных «линз» размером в десятки метров. Содержание урана в руде достигло 30, 40, 50% и продолжало расти.

В какой-то момент сложились все условия, необходимые для начала цепной реакции, о которых рассказано выше, и природный реактор заработал. Концентрация изотопа 235 и составляла в то время 4,1%. В сотни миллионов раз вырос поток нейтронов. Это привело не только к выгоранию 23э и, месторождение Окло оказалось скопищем многих изотопных аномалий. В результате работы природного

Рис. 4.4.

реактора образовалось около 6 т продуктов деления и 2,5 т плутония. Основная масса радиоактивных отходов «захоронена» внутри кристаллической структуры минерала уранита, который обнаружен в теле руд Окло.

Оказалось, что природный реактор работал приблизительно 500 тыс. лет. По выгоранию изотопов была рассчитана и энергия, вырабатываемая природным реактором, - 13000000 кВт, в среднем всего 25 кВт/ч: в 200 раз меньше, чем у первой в мире АЭС, давшей в 1954 г. электроэнергию подмосковному городу Обнинску. Этой энергии, однако, хватило, чтобы температура месторождения Окло достигла 400-600 °С. Ядерных взрывов в месторождении не было. Это, вероятно, объясняется тем, что природный реактор Окло был саморегулирующимся. Когда Кр нейтронов приближался к единице, температура повышалась, и вода - замедлитель нейтронов - уходила из зоны реакции. Реактор останавливался, остывал, и вода снова насыщала руду - опять возобновлялась цепная реакция. Время периодической работы реактора до остановки - около 30 мин, время остывания реактора - 2,5 ч.

В настоящее время образование природного ядерного реактора на Земле невозможно, но ведутся поиски остатков других природных ядерных реакторов.