เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2 พันล้านปีในแอฟริกานักวิจัยทำให้งงงัน!

ปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกับปฏิกิริยาภายในโรงไฟฟ้าในยุคปัจจุบันเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนในภูมิภาคโอโคล ประเทศกาบอง ทวีปแอฟริกา

ในปี 1942 นักฟิสิกส์ Enrico Fermi และทีมงานได้สร้างสิ่งที่พวกเขาคิดว่าเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรกในสนามแร็กเก็ตบอลในชิคาโก น่าเสียดายที่ธรรมชาติได้พ่ายแพ้ต่อพวกเขาจนหมดสิ้น

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2 พันล้านปีในแอฟริกานักวิจัยทำให้งงงัน! 1
Chicago Pile-1 (CP-1) เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ประดิษฐ์เครื่องแรกของโลก เมื่อวันที่ 2 ธันวาคม พ.ศ. 1942 ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนที่มนุษย์สร้างขึ้นครั้งแรกใน CP-1 ระหว่างการทดลองที่นำโดย Enrico Fermi แต่นี่เป็นครั้งแรกหรือไม่? © เครดิตรูปภาพ: Wikimedia Commons

ความจริงแล้ว เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบพึ่งพาตนเองนั้นถูกประดิษฐ์ขึ้นในแอฟริกา – ประมาณ 2 พันล้านปีก่อน! เป็นโรงงานนิวเคลียร์ขนาด 100 กิโลวัตต์ที่ผลิตพลังงานไฟฟ้าทุก ๆ สามชั่วโมงเป็นระยะเวลามากกว่า 150,000 ปี

การค้นพบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Oklo ยุคก่อนประวัติศาสตร์

ภาพประกอบของห้องปฏิบัติการลับในหุบเขาลึก ภาพวาดดิจิตอล © เครดิตรูปภาพ: Zishan Liu | ได้รับอนุญาตจาก DreamsTime.com (ภาพสต็อก / ใช้ในเชิงพาณิชย์, ID:185429361) © Zishan Liu
ภาพประกอบของห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์ลับในหุบเขาลึก ภาพวาดดิจิตอล © เครดิตรูปภาพ: Zishan Liu | ได้รับอนุญาตจาก ดรีมไทม์.คอม (ภาพสต็อก / ใช้ในเชิงพาณิชย์, ID:185429361)

เมื่อวันที่ 2 มิถุนายน พ.ศ. 1972 โรงงานแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของฝรั่งเศสค้นพบว่ายูเรเนียม 200 กิโลกรัมได้รับการกลั่นจากเหมืองยูเรเนียมในภูมิภาค Oklo ของสาธารณรัฐกาบอง ด้วยความกลัวว่าจะมีใครบางคน (หรือองค์กรลับ) จะสร้างระเบิดนิวเคลียร์ คณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของฝรั่งเศสจึงเปิดการสอบสวนทันที

ในปี 1972 นักขุดชาวฝรั่งเศสในกาบอง แอฟริกาค้นพบหลักฐานว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบพึ่งพาตนเองได้ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนจากความเข้มข้นของยูเรเนียมธาตุ 235 ที่สามารถแตกตัวได้ จากเหมืองหลักที่มนุษย์สร้างขึ้นในภูมิภาคโอคโล เครื่องปฏิกรณ์ยุคก่อนประวัติศาสตร์สามารถเข้าถึงได้ผ่านทางหน่อ ดังที่แสดงไว้ที่นี่ © เครดิตภาพ: NASA/Robert D. Loss, WAISRC
ในปี 1972 นักขุดชาวฝรั่งเศสในกาบอง แอฟริกาค้นพบหลักฐานว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบพึ่งพาตนเองได้ก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนจากความเข้มข้นของยูเรเนียมธาตุ 235 ที่สามารถแตกตัวได้ จากเหมืองหลักที่มนุษย์สร้างขึ้นในภูมิภาคโอคโล เครื่องปฏิกรณ์ยุคก่อนประวัติศาสตร์สามารถเข้าถึงได้ผ่านทางหน่อ ดังที่แสดงไว้ที่นี่ © เครดิตภาพ: NASA/Robert D. Loss, WAISRC

ในที่สุด นักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์จากทั่วทุกมุมโลก หลังจากทำการตรวจสอบอย่างละเอียดแล้ว ก็สรุปได้ว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่ 2 เครื่องที่มีอายุ 150,000 พันล้านปีตั้งอยู่ใกล้กับเหมืองยูเรเนียมของกาบอง และเปิดใช้งานมาอย่างน้อย ปี!

กระบวนการฟิชชันแบบพึ่งพาตนเองขั้นสูง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โบราณใช้น้ำผิวดินและน้ำบาดาลเพื่อปรับและสะท้อนนิวตรอนฟิชชันแบบเรียงลำดับ การทำงานของมันมีความก้าวหน้ามากกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สมัยใหม่มาก นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังพบหลักฐานทางธรณีวิทยาที่บ่งชี้ว่ายูเรเนียมในเส้นเลือดรูปเลนส์ของแร่ยูเรเนียมได้ผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันที่ยั่งยืนในตัวเอง ทำให้เกิดความร้อนสูง

ในกระบวนการนี้ นิวตรอนของอะตอมที่ปล่อยออกมาจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของอะตอมยูเรเนียมจะกระตุ้นให้อะตอมยูเรเนียมอื่นๆ สลายตัว ส่งผลให้เกิดการแยกตัวของนิวเคลียร์และปล่อยพลังงานออกมาเป็นความร้อนจำนวนมาก นี่คือสิ่งที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สมัยใหม่ใช้ในการผลิตพลังงาน

ปฏิกิริยาลูกโซ่ยูเรเนียม-235 ที่ทั้งคู่นำไปสู่ ​​[-] ระเบิดนิวเคลียร์ฟิชชัน แต่ยังสร้างพลังงานภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ด้วย ซึ่งขับเคลื่อนโดยการดูดกลืนนิวตรอนเป็นขั้นตอนแรก ส่งผลให้มีการผลิตนิวตรอนอิสระเพิ่มอีกสามตัว E. SIEGEL, FASTFISSION / WIKIMEDIA COMMONS
ปฏิกิริยาลูกโซ่ยูเรเนียม-235 ที่ทั้งคู่นำไปสู่ระเบิดนิวเคลียร์ฟิชชัน แต่ยังสร้างพลังงานภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ด้วย ซึ่งขับเคลื่อนโดยการดูดกลืนนิวตรอนเป็นขั้นตอนแรก ส่งผลให้มีการผลิตนิวตรอนอิสระเพิ่มอีกสามตัว © เครดิตรูปภาพ: E. Siegel, Fastfission / Wikimedia Commons

อย่างไรก็ตาม ปริศนาก็คือเหตุใดเครื่องปฏิกรณ์ Oklo จึงไม่พุ่งเข้าสู่ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมไม่ได้โดยตรง ซึ่งนำไปสู่การหลอมละลายของหลอดเลือดดำหรือแม้กระทั่งการระเบิด ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ปฏิกิริยาจะถูกควบคุมโดยการใช้ 'ตัวหน่วง' สารเหล่านี้เป็นสารที่ชะลอปฏิกิริยาลูกโซ่โดยการดูดซับนิวตรอนฟิชชันบางส่วนหรือทำให้รุนแรงขึ้นโดยการปรับพลังงานนิวตรอน

เครื่องปฏิกรณ์ต้องการน้ำธรรมชาติบริสุทธิ์

อดีตหัวหน้าคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของสหรัฐอเมริกาและผู้ได้รับรางวัลโนเบล ดร. เกล็นน์ ที. ซีบอร์ก ชี้ให้เห็นว่า “เพื่อให้ยูเรเนียม “เผาไหม้” ต่อไป สภาวะทั้งหมดจะต้องปราศจากอคติโดยสิ้นเชิง น้ำที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยานิวเคลียร์จะต้องบริสุทธิ์มาก มลพิษไม่กี่ส่วนในล้านส่วนจะสร้างปฏิกิริยา "เป็นพิษ" ที่ทำให้เครื่องปฏิกรณ์หยุดทำงาน ไม่มีที่ไหนในโลกที่มีน้ำธรรมชาติบริสุทธิ์เช่นนี้”

ตัวอย่างหินกัมมันตภาพรังสี

ตัวอย่างต้นฉบับบางส่วนจาก Oklo วัสดุเหล่านี้บริจาคให้กับพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติเวียนนา © Ludovic Ferrière/พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ
ตัวอย่างต้นฉบับบางส่วนจาก Oklo วัสดุเหล่านี้บริจาคให้กับพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติเวียนนา © เครดิตรูปภาพ: Ludovic Ferrière/พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ

ในเดือนเมษายน 2018 ตัวอย่างหินสองชิ้นที่กู้คืนได้ระหว่างการขุดเจาะใน Oklo ถูกบริจาคให้กับพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติเวียนนา การบริจาค (และพิธีการ) เกิดขึ้นได้ด้วยเงินทุนจากบริษัทเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ Orano และคณะกรรมการพลังงานทางเลือกและพลังงานปรมาณูของฝรั่งเศส (CEA) คณะผู้แทนถาวรของฝรั่งเศสประจำสหประชาชาติในกรุงเวียนนาสนับสนุนความพยายามดังกล่าว

ตามรายงานของสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ซึ่งช่วยตรวจสอบระดับกัมมันตภาพรังสีและการจัดการตัวอย่างเหล่านั้น ตัวอย่างทั้งสองปล่อยรังสีประมาณ 40 ไมโครซีเวิร์ตต่อชั่วโมง “ถ้าคุณยืนห่างจากพวกมัน 5 เซนติเมตร ซึ่งเทียบได้กับปริมาณโดยประมาณ ของรังสีคอสมิกที่ผู้โดยสารจะได้รับในเที่ยวบินแปดชั่วโมงจากเวียนนาไปนิวยอร์ก”

สมมติฐานที่เหลือเชื่อ

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Oklo ในกาบองเปิดดำเนินการมาเป็นเวลา 1500,00 ปีโดยไม่มีการหยุดชะงักใดๆ วิธีการผลิตน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงเช่นนี้กลายเป็นปริศนาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขอีกประการหนึ่ง ความสมเหตุสมผลของการออกแบบโครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ทำให้ผู้เชี่ยวชาญสับสนอย่างยิ่ง

นักวิทยาศาสตร์สองสามคนและนักทฤษฎีบางคนเชื่อว่าเครื่องปฏิกรณ์นี้มีความก้าวหน้าสูงมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าเมื่อ 2 พันล้านปีก่อนมีสิ่งสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดอย่างสูงดำรงอยู่บนโลก ในขณะที่อีกสมมติฐานหนึ่งก็คือ มันถูกสร้างขึ้นโดยอารยธรรมมนุษย์ยุคก่อนประวัติศาสตร์ (ดังที่อธิบายไว้ใน สมมติฐาน Silurian โดยนักวิทยาศาสตร์ของ NASA) โดยใช้เทคนิคที่สูญเสียให้กับมนุษย์ในภายหลัง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ 2 พันล้านปีในแอฟริกานักวิจัยทำให้งงงัน! 2
ภาพประกอบของเสาหินที่มืดและแปลกประหลาดในอดีตอันไกลโพ้นระหว่างอารยธรรมที่สูญหายขั้นสูงพร้อมซากปรักหักพังของโครงสร้างโบราณที่เคยอาศัยอยู่ที่นั่น © เครดิตรูปภาพ: Keremgo | ได้รับอนุญาตจาก ดรีมไทม์.คอม (ภาพสต็อก / ใช้ในเชิงพาณิชย์ ID: 79765642)

ในอีกด้านหนึ่ง นักวิจัยกระแสหลักส่วนใหญ่ได้สรุปว่า “Oklo เป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียงเครื่องเดียวในโลกที่ได้รับการระบุตัวตน ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยบังเอิญ” ดังที่นักวิทยาศาสตร์ Norman Schwers และ John A. Miller จาก Sandia National Laboratories อธิบายในรายงานปี 2017 แนวคิดของ  เครื่องปฏิกรณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เดิมมีการบันทึกไว้ในปี 1956 โดยใช้ทฤษฎีเครื่องปฏิกรณ์หรือค่าคงที่การคูณอนันต์