非洲有一个20亿年历史的核反应堆,是史前科技,还是外星人建的?

原标题:非洲有一个20亿年历史的核反应堆,是史前科技,还是外星人建的?

核反应堆是人类智慧的非凡壮举,它的出现,可以说人类“花式烧开水”烧出了一个新的高度。

那地球上的第一个核反应堆是什么时候建成的?可能有人会说是在1942年,作为曼哈顿计划的一部分、由物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)带领建成了人类第一座核反应堆。

然而,我们的星球可能还有一个鲜为人知的秘密。比如,非洲加蓬(Gabon)的一个叫奥克洛(Oklo)的地下发现了17个具有20 亿年历史的核反应堆,并持续运行了百万年。或许有人认为是外星人建造的,或者说是地球上失传已久的史前文明的遗迹,但答案没有那么奇妙,不过也同样非凡。

裂变反应堆与核燃料!

在人造核反应堆中,当铀(或有时是钚)这样的不稳定原子裂变或分裂成部分,产生了快中子。如果被慢化物质(通常是水或石墨)减速,这些中子可能会诱导其他原子发生裂变。

如果控制得当,原子的分裂会引起连锁反应,从而维持自身。也就是说,中子撞击原子,释放更多的中子,从而撞击更多的原子。核裂变释放的热量很大,我们通常用于加热水和产生蒸汽,从而驱动大型涡轮机发电。

第一个人造反应堆使用的是天然铀,但由于普通铀相对稳定,因此需要大量燃料。如果将铀提炼成更高浓度的特定同位素,则可以用更少的燃料进行更强大的反应。

铀有三种同位素:U-238、U-235 和 U-234。由于核特性,铀 235 在被中子轰击时最有可能发生裂变。目前地球上的铀 235 仅占铀的 0.720%,铀 238 是铀的主要同位素(99.275%),而铀 234 仅以微量存在(0.006%)。由于铀的同位素分布在地壳中非常均匀,因此目前开采的所有铀矿石都含有约 0.720% 的铀 235。即使在月球岩石样本上,浓度也保持不变。

但在1972 年,在西非加蓬奥克洛铀矿所一次采矿作业中对放射性物质进行的例行测试产生了意想不到的结果——原本含量0.72%的铀235只有0.717%,这意味着大约200 公斤 (约 440 磅)的铀 235 似乎丢失了

由于这种同位素稀有但同时用于核反应堆和核武器,以至于在当时的核科学家中引起了一些恐慌,所以引出了一个重要的问题:谁偷走了铀235?

于是法国顶尖的核科学家开始了一项调查,并在此过程中取得了近代史上最显著的发现之一。

“失踪的铀235”去哪了?

法国核科学家对奥克洛地区进行了一番“掘地三尺”的调查,很快就发现了原因所在——核裂变,因为铀矿石中轻元素的含量比预期要高得多,除了曾经发生过核裂变之外,别无他解。换句话说,被当成核燃料用过了。

这个结论将调查的科学家吓一大跳,毕竟1942年才在美国建成人类第一个核反应堆。而奥克洛铀矿深埋地下,肯定不是人类现代核工业的手笔,那会是谁的杰作呢?

实际上,它是在一个自然的、自给自足的核反应堆中的古老连锁反应中被分解的——调查团队不仅在奥克洛铀矿所在地发现了一个 20 亿年前的核反应堆,以及在 Okelobondo 数十平方公里的区域内发现了多达16个天然核反应堆。其中一些靠近地表,因此受到风化过程的影响,而另一些则位于 400 米深处。

但科学家面临一个问题:天然反应堆是如何工作的?

科学家们很清楚,反应堆不适用于天然铀,因为铀 235 的含量太低,仅为 0.7202%。相反,必须浓缩铀 235,使其约占总量的 3.5%。那么奥克洛怎么会这么多呢?

这个谜题的答案是,铀 235 的半衰期比其他铀同位素短,因此在地球遥远的过去存在的数量要高得多。例如,在创建太阳系时,大约 17% 的铀是 235 同位素。从那以后,这个百分比一直在稳步下降。

当加蓬的矿石在大约 20 亿年前被埋下时,铀 235 的浓度约为 4%,足以进行自我维持的核反应。

这个想法是,当一个中子撞击一个铀 235 原子时,原子分裂产生两个较小的原子核和几个中子。这些中子在持续的链式反应中继续分裂其他原子。然而,释放的中子是高能粒子,往往会迅速飞走。所以核反应堆通常含有一种慢化材料,可以减慢中子的速度,以便它们可以与其他铀原子相互作用。

事实证明,水是一种合理的中子慢化剂。因此,这个天然反应堆的一个重要组成部分是存在从铀矿石中渗出的水。当水流入岩石时,它会缓和中子,从而发生连锁反应。但这增加了岩石的温度,使水沸腾成蒸汽逸出。

当这种情况发生时,中子不再能够与铀原子核相互作用并分裂,连锁反应停止。然后岩石冷却,让水流回。这使得反应堆非常稳定,似乎已经让反应堆运行了大约100万年。

最引人注目的是,这里的地质条件在数十亿年的时间里巧妙地阻止了任何放射性废物污染环境。比如现代核工业中最危险的副产品放射性铯放射性的惰性气体氙气,在奥克洛天然核反应堆中,铯被巧妙地结合成另一种裂变产物,氙气被水喷发后降温释放的磷酸铝捕获。

结语:

最后要说的是,除了奥克洛,在地球上的任何地方都没有发现其他天然反应堆。也因奥克洛核反应堆发生的种种条件“恰到好处”地满足,以至于有科学家声称这些巧合汇聚到一块,巧合到令人难以置信。

值值得一提的是,枪虾的攻击时的冲击波,成为了最新核聚变技术的灵感。这使得有人怀疑,地球似乎知道如何去操作核反应堆。返回搜狐,查看更多

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