رآکتور هسته‌ای طبیعی که دو میلیارد سال قدمت دارد

در سال ۱۹۷۲ یک فیزیکدان به هنگام بررسی نمونه‌های اورانیوم در یک کارخانه غنی‌سازی هسته‌ای در پیرلات فرانسه به موردی عجیب برخورد.

به گزارش یورونیوز، به طور معمول در سنگ‌های اورانیوم سه ایزوتوپ یافت می‌شود: اورانیوم ۲۳۸، اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۴. از این میان، اورانیوم ۲۳۸ بیشترین فراوانی را دارد و اورانیوم ۲۳۴ نایاب‌ترین است.

ایزوتوپ ۲۳۵ که تنها ۰.۷۲ درصد از ذخایر اورانیوم را تشکیل می‌دهد بسیار ارزشمند است، زیرا در صورت غنی‌سازی بیش از ۳ درصد می‌تواند واکنش هسته‌ای پایدار ایجاد کند.

در نمونه یافت‌شده، اما مشخص شد که ایزوتوپ ۲۳۵ تنها ۰.۷۱ درصد از ذخایر را تشکیل می‌دهد. شاید این تفاوت اندک به نظر برسد، اما به‌طور علمی بسیار عجیب بود.

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در این باره می‌گوید: «تمام اورانیوم طبیعی امروزی شامل ۰.۷۲ درصد اورانیوم ۲۳۵ است. اگر آن را از پوسته زمین، سنگ‌های ماه یا شهاب‌سنگ‌ها استخراج کنید، همین مقدار را خواهید یافت. اما این سنگ فقط ۰.۷۱۷ درصد خلوص داشت.»

این سنگ اورانیوم از ذخایر «اوکلو» در کشور گابن در آفریقا به دست آمده بود. دانشمندان دریافتند که سایر ذخایر منطقه حتی مقادیر کمتری از این ایزوتوپ، تا حدود ۰.۴ درصد، را شامل می‌شوند که این معما را پیچیده‌تر کرد.

در ابتدا دانشمندان فرض کردند که ذخایر اورانیوم به‌طور مصنوعی تحت یک واکنش شکافت هسته‌ای پایدار قرار گرفته‌اند. اما بررسی‌های بیشتر نشان داد که این اورانیوم حدود دو میلیارد سال پیش به‌طور طبیعی یک واکنش شکافت هسته‌ای خودپایدار را تجربه کرده است.

به گفته گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا، «تحلیل‌ها نشان دادند که این واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای طبیعی بوده و این مطلب توسط فراوانی‌های غیرمعمول ایزوتوپ‌های عناصر کمیاب و طیف کریپتون-زنون که خاص شکافت اورانیوم ۲۳۵ است تأیید شد.».

اما چگونه این اتفاق رخ داده است؟

ایجاد چنین واکنشی در شرایط امروزی بسیار نادر است، زیرا در گذشته فراوانی اورانیوم ۲۳۵ بسیار بیشتر بوده است. علاوه بر این برای پایدار ماندن واکنش، ذخایر به آب زیرزمینی نیاز داشتند که مانند آب در رآکتور‌های هسته‌ای امروزی برای کاهش سرعت نوترون‌های تولیدشده استفاده می‌شود.

فرآیند به این صورت بود که وقتی آب گرم شده و به صورت بخار خارج می‌گردید، واکنش متوقف می‌شد. سپس با خنک شدن و بازگشت آب به ذخایر، این فرآیند مجدداً آغاز می‌شد.

دانشمندان می‌گویند قدرت حرارتی این رآکتور حدود ۱۰۰ کیلووات بوده و واکنش برای چند صد هزار سال ادامه داشته است.

تنها پس از هزاران سال واکنش هسته‌ای بود که اولین رآکتور هسته‌ای شناخته‌شده در جهان به آرامی از کار افتاد.

امروز این کشف تنها یک رویداد علمی منحصربه‌فرد به شمار نمی‌رود، بلکه جزئیاتی استثنائی درباره تاریخ طبیعی زمین را نیز در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.