Природный ядерный реактор

Перенеситесь мыслями в 1956 год: холодная война молчаливо бушует в течение десятилетия, а по радио крутят Элвиса Пресли и его «Blue Suede Shoes». Каждая крупная мировая держава хочет заполучить хотя бы какое-то количество Урана 235, чтобы войти в число ядерных государств. К счастью для Франции, регион Окло африканской страны Габон, над которой она имела власть как метрополия, оказался богат урановой рудой. Однако, добытый в Окло Уран имел очень необычный вид: он уже выглядел так, словно уже побывал в реакторе! «Неужели кто-то опередил их и использовал их Уран?!» Нет, на самом деле, они обнаружили одну из самых уникальных геологических структур, обнаруженных когда-либо, — ядерный реактор природного происхождения возрастом в два миллиарда лет.

Существует несколько различных типов урана, также известных как изотопы, но тот, который необходим для ядерных реакторов и бомб, — это Уран 235 (²³⁵U). Период полураспада этого изотопа составляет 700 миллионов лет, что означает, что каждые 700 миллионов лет половина ²³⁵U естественным образом радиоактивно распадается на торий 231. Но, стоит только пощекотать ²³⁵U медленно движущимся нейтроном, и это заставит его мгновенно распасться и вызовет цепную ядерную реакцию, также известную как реакция деления. Именно это и делает ²³⁵U таким особенным.

К счастью, существует много естественных источников происхождения нейтронного излучения, которое запускает эту реакцию, но такие нейтроны движутся слишком быстро, чтобы взаимодействовать с атомом ²³⁵U, а значит, должны быть замедлены извне. При помещении ²³⁵U в контрольный материал, такой как вода, нейтроны замедляются достаточно, чтобы быть поглощенными ²³⁵U. Так, он превращается в новый изотоп, называемый ²³⁶U. Данный изотоп очень нестабилен и быстро распадается на барий 141 (¹⁴¹B), криптон 92 (⁹²Kr) и три нейтрона высокой энергии. Как только эти нейтроны замедлятся, произойдет распад еще трех атомов ²³⁵U и так далее, что вызовет стремительную экспоненциальную цепную реакцию ядерного деления.

Читать далее

Источник