Prekambrický nukleární reaktor | EkonTech.cz


Prekambrický nukleární reaktor

Technik
10. 4. 2014 - 0:10

Žijeme ve světě, kde je hranice mezi životem a smrtí nepatrná. Mnohdy by stačila i odchylka fyzikální konstanty v řádu tisícin procenta a Země by nebyla živou planetou, ale atomovou bombou.

www.eluniverso.org.es

Ve stínu radiace

Dne 2. června 1972 udělal dr. Bouzigues pracující ve francouzském jaderném obohacovacím reaktoru v dnešním Gabonu objev, který měl nevýslovné vědecké důsledky. Všiml si, že některé vzorky uranu z Okla obsahovaly pouze 0,717% uranu 235 namísto obvyklých 0,720%, jenž běžně obsahují pozemské vzorky, a dokonce i meteority a měsíční horniny. Byť jde o malou odchylku, i díky ní můžeme v klidu spát s vědomím, že se nám pod nohama nezažehne jaderná reakce a Země se nepromění v atomovou bombu. Objevily se názory, že se jedná o uložiště mimozemského původu nebo zde došlo k několika chemickým reakcím. Ovšem byly to možnosti chybné kvůli faktu, že poměr uranu 235 a uranu 238 zůstává vždy stejný s výjimkou zásahu jaderné štěpné reakce. Navíc byly objeveny stopy třiceti prvků, které vznikají jako vedlejší produkty štěpné jaderné reakce. Nebylo tak pochyb, že již 2 miliardy let před sestrojením prvního jaderného reaktoru člověkem v Gabonu fungovalo celkem 15 reaktorů.

Konstrukce

Člověkem postavené reaktory jsou řízené pomocí moderátorů, jimiž bývá grafit nebo voda, které absorbují neutrony a zpomalují reakci. V Oklu byla řetězová reakce moderována vodou. Dnešní poměr mezi uranem 235 a 238 je 0,7 %, ale před 4,5 miliardami let obsahoval přírodní uran 17% uranu 235. Na vině je zde rozdílný poločas rozpadu obou prvků. Poločas rozpadu uranu 235 je 700 milionů let, zatímco uranu 238 celých 4, 5 miliardy let. Před 2 miliardami let tak byl poměr 3%, což je dostatečné množství k zažehnutí reakce, která může být moderována vodou. Reaktor se pak vytvořil vlivem geologické aktivity, při níž se na uran bohaté vrstvy uložily uvnitř vrstev pískovce ležícího na žulovém podkladu. Během milionů let byly písčité sedimenty odneseny a uranová ruda se obnažila. Povrch žulového podkladu je pak skloněn pod úhlem 45 stupňů. To umožnilo vytvořit rezervoár dešťové vody a rozpustného oxidu uraničitého. Vlivem činnosti živých organismů došlo ke zvětšení obsahu kyslíku ve vodě, což dovolilo vytvoření rozpustných oxidů uranu. Když před 2 miliardami let koncentrace rozpuštěného uranu překročila 10%, mohla nukleární reakce započít a dlouhodobě pokračovat. Aby neutrony neunikaly ven a reakce nevyhasla, musí být ložisko silné alespoň půl metru.

Proces

Jakmile se reakce příliš urychlila, zvýšila se teplota a vzniklá vodní pára zpomalovala neutrony srážející se s vodními molekulami. Takové zpomalení neutronů zbrzdilo i reakci, čímž se snížila teplota, takže pára opět zkondenzovala na tekutou vodu. Tím se zmenšil počet absorbovaných neutronů a opět se zvýšila rychlost reakce. Samotný reaktor v Oklu má několik významů pro fyziky. Je testovacím úložištěm radioaktivního odpadu, které ukazuje, jak by lidmi vybudované úložiště mohlo vypadat po uplynutí geologických věků. Další zajímavou aplikací pozůstatků jaderných reaktorů v Oklu je možnost měření případných změn fundamentálních fyzikálních konstant na dlouhodobé časové škále. Některé z těchto testů byly založeny na poměrném výskytu izotopů samaria naměřeném v horninách z Okla. Z výsledků vyplynulo, že fundamentální konstanty jaderné a elektromagnetické interakce se za dvě miliardy let nijak nezměnily.