راکتورهای هسته ای 2 میلیارد ساله در آفریقا محققان را گیج کرده است!

واکنش‌هایی مشابه واکنش‌هایی که در داخل نیروگاه‌ها در دوران مدرن وجود داشت، حدود ۲ میلیارد سال پیش به‌طور خودبه‌خود در منطقه اوکلو در گابن، آفریقا رخ داد.

در سال 1942 ، انریکو فرمی فیزیکدان و تیمی از کارگران آنچه را که فکر می کردند اولین راکتور هسته ای در زمین راکت شیکاگو بود ساختند. متأسفانه طبیعت آنها را به ضرب و شتم - تا چند قرن گذشته - رسانده بود.

راکتورهای هسته ای 2 میلیارد ساله در آفریقا محققان را گیج کرده است! 1
شیکاگو Pile-1 (CP-1) اولین رآکتور هسته ای مصنوعی جهان بود. در 2 دسامبر 1942، اولین واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای خودپایدار ساخت بشر در CP-1، طی آزمایشی به رهبری انریکو فرمی آغاز شد. اما آیا این اولین است؟ © اعتبار تصویر: Wikimedia Commons

حقیقت را بخواهید، راکتور انرژی هسته ای خودپایه در واقع در آفریقا اختراع شد - حدود 2 میلیارد سال پیش! این یک نیروگاه اتمی 100 کیلوواتی بود که هر سه ساعت یکبار پالس های نیرو را برای مدت بیش از 150,000 سال تولید می کرد.

کشف نیروگاه هسته ای اوکلو در دوران ماقبل تاریخ

تصویر آزمایشگاه مخفی در دره، نقاشی دیجیتال. © اعتبار تصویر: Zishan Liu | دارای مجوز از DreamsTime.com (تصویر موجود در تحریریه/تجاری، شناسه: 185429361) © زیشان لیو
تصویر آزمایشگاه مخفی هسته ای در دره ، نقاشی دیجیتال. © اعتبار تصویر: زیشان لیو | دارای مجوز از DreamsTime.com (عکس انبار تحریریه/تجاری ، ID: 185429361)

در 2 ژوئن 1972، یک کارخانه بازفرآوری سوخت هسته ای فرانسه کشف کرد که 200 کیلوگرم اورانیوم از یک معدن اورانیوم در منطقه اوکلو جمهوری گابن تصفیه شده است. کمیسیون انرژی اتمی فرانسه از ترس اینکه کسی (یا یک سازمان مخفی) بمب اتمی بسازد، بلافاصله تحقیقاتی را آغاز کرد.

در سال 1972 ، معدنچیان فرانسوی در گابن ، آفریقا شواهدی را پیدا کردند که نشان می دهد یک راکتور هسته ای مستقل در حدود 2 میلیارد سال پیش از غلظت عنصر شکافتنی اورانیوم 235 تشکیل شده است. از معدن اصلی که انسان در منطقه اوکلو ، یکی از همانطور که در اینجا نشان داده شده است ، راکتورهای ماقبل تاریخ از طریق یک شاخه قابل دسترسی هستند. © اعتبار تصویر: ناسا/Robert D. Loss ، WAISRC
در سال 1972 ، معدنچیان فرانسوی در گابن ، آفریقا شواهدی را پیدا کردند که نشان می دهد یک راکتور هسته ای مستقل در حدود 2 میلیارد سال پیش از غلظت عنصر شکافتنی اورانیوم 235 تشکیل شده است. از معدن اصلی که انسان در منطقه اوکلو ، یکی از همانطور که در اینجا نشان داده شده است ، راکتورهای ماقبل تاریخ از طریق یک شاخه قابل دسترسی هستند. © اعتبار تصویر: ناسا/Robert D. Loss ، WAISRC

سرانجام محققان و دانشمندان از سراسر جهان پس از بررسی دقیق به این نتیجه رسیدند که شش رآکتور هسته ای بزرگ با قدمت 2 میلیارد سال در نزدیکی معدن اورانیوم گابن قرار دارند و حداقل 150,000 هزار سال است که فعال بوده اند!

فرایند پیشرفته شکافت خود پایدار

راکتورهای هسته ای باستانی از آب های سطحی و زیرزمینی برای تعدیل و انعکاس نوترون های شکافت متوالی استفاده می کنند، عملکرد آن بسیار پیشرفته تر از راکتورهای هسته ای مدرن است. علاوه بر این، دانشمندان شواهد زمین‌شناسی پیدا کردند که نشان می‌دهد اورانیوم در رگه‌های عدسی‌شکل سنگ معدن اورانیوم تحت واکنش‌های زنجیره‌ای شکافت خودپایه قرار گرفته و گرمای شدید تولید می‌کند.

در این فرآیند، نوترون‌های زیراتمی آزاد شده توسط واپاشی رادیواکتیو اتم‌های اورانیوم باعث واپاشی سایر اتم‌های اورانیوم می‌شوند که منجر به آبشاری از شکافت هسته‌ای و آزاد شدن قابل توجه انرژی به عنوان گرما می‌شود. این همان چیزی است که راکتورهای هسته ای مدرن برای تولید برق استفاده می کنند.

واکنش زنجیره‌ای اورانیوم-235 که هر دو منجر به [-] بمب شکافت هسته‌ای می‌شود، اما در داخل یک راکتور هسته‌ای نیز نیرو تولید می‌کند، با جذب نوترون به عنوان اولین گام انرژی می‌گیرد و منجر به تولید سه نوترون آزاد اضافی می‌شود. E. SIEGEL، FASTFISSION / WIKIMEDIA COMMONS
واکنش زنجیره‌ای اورانیوم-235 که هر دو منجر به بمب شکافت هسته‌ای می‌شود، اما در داخل یک راکتور هسته‌ای نیز نیرو تولید می‌کند، با جذب نوترون به عنوان اولین گام انرژی می‌گیرد و منجر به تولید سه نوترون آزاد اضافی می‌شود. © اعتبار تصویر: E. Siegel, Fastfission / Wikimedia Commons

با این حال، معما این است که چرا راکتورهای Oklo مستقیماً در یک واکنش زنجیره‌ای فراری فرو نمی‌روند که منجر به ذوب رگ‌ها یا حتی انفجار می‌شود. در نیروگاه‌های هسته‌ای واکنش با استفاده از تعدیل‌کننده‌ها تحت کنترل است. اینها موادی هستند که یا با جذب برخی از نوترون های شکافت واکنش زنجیره ای را کند می کنند یا با تنظیم انرژی های نوترون آن را تشدید می کنند.

راکتور به آب طبیعی خالص نیاز دارد

دکتر گلن تی سیبورگ، رئیس سابق کمیسیون انرژی اتمی ایالات متحده و برنده جایزه نوبل، خاطرنشان می کند: «برای اینکه اورانیوم به «سوختن» ادامه دهد، همه شرایط باید کاملاً عاری از تعصب باشد. آب درگیر در واکنش هسته ای باید بسیار خالص باشد، چند قسمت در میلیون آلاینده، یک واکنش "سمی" ایجاد می کند که باعث توقف کار راکتور می شود. در هیچ کجای دنیا چنین آب طبیعی خالص وجود ندارد.»

نمونه سنگ های رادیواکتیو

مجموعه ای از برخی از نمونه های اصلی از Oklo. این مواد به موزه تاریخ طبیعی وین اهدا شد. © Ludovic Ferrière/موزه تاریخ طبیعی
مجموعه ای از برخی از نمونه های اصلی از Oklo. این مواد به موزه تاریخ طبیعی وین اهدا شد. © اعتبار تصویر: Ludovic Ferrière/موزه تاریخ طبیعی

در آوریل 2018 ، دو نمونه سنگ به دست آمده در حین حفاری در اوکلو به موزه تاریخ طبیعی وین اهدا شد. این کمک مالی (و مراسم) با بودجه شرکت سوخت هسته ای Orano و کمیسیون انرژی های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه (CEA) امکان پذیر شد. نمایندگی دائم فرانسه در سازمان ملل در وین از این تلاش حمایت کرد.

بر اساس گزارش آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA) ، که به نظارت بر سطوح رادیواکتیویته و رسیدگی به این نمونه ها کمک کرد ، این دو نمونه "در صورتی که 40 سانتیمتر از آنها فاصله داشته باشید ، حدود 5 میکروسیورت در ساعت تابش می کنند. از تابش کیهانی که یک مسافر در پرواز هشت ساعته از وین به نیویورک دریافت می کند. "

فرضیه های باورنکردنی

راکتور هسته ای اوکلو در گابن به مدت 1500,00 هزار سال بدون وقفه کار می کند. نحوه تولید آب با چنین خلوص بالا به معمای حل نشده دیگری تبدیل شده است. منطقی بودن طراحی ساختاری راکتورهای هسته ای ماقبل تاریخ برای کارشناسان کاملاً گیج کننده است.

تعداد کمی از دانشمندان و همچنین برخی نظریه پردازان بر این باورند که راکتور فوق العاده پیشرفته است، که نشان می دهد 2 میلیارد سال پیش موجودات بسیار باهوشی روی زمین وجود داشته اند. در حالی که فرضیه دیگر این است که توسط تمدن بشری ماقبل تاریخ ساخته شده است (مانند شرح داده شده در فرضیه سیلورین توسط دانشمندان ناسا) با استفاده از تکنیک هایی که برای انسانهای بعدی از دست رفته بود.

راکتورهای هسته ای 2 میلیارد ساله در آفریقا محققان را گیج کرده است! 2
تصویری از یکپارچه تاریک و عجیب در گذشته های دور در طول تمدن از دست رفته پیشرفته با ویرانه های یک ساختار باستانی که قبلاً در آن زندگی می کرد. © اعتبار تصویر: Keremgo | دارای مجوز از DreamsTime.com (عکس انبار تحریریه/تجاری ، ID: 79765642)

از طرف دیگر، اکثر محققان جریان اصلی به این نتیجه رسیده اند که "اوکلو تنها رآکتور طبیعی شناسایی شده در جهان است که به طور تصادفی ایجاد شده است." همانطور که دانشمندان نورمن شورز و جان آ. میلر از آزمایشگاه ملی ساندیا در مقاله ای در سال 2017 توضیح می دهند، مفهوم یک  راکتور طبیعی در ابتدا در سال 1956 با استفاده از تئوری راکتور یا ثابت های ضرب نامتناهی مستند شد.