To nie ludzie zbudowali te reaktory jądroweW dzisiejszym artykule pragnę opowiedzieć o czymś nadzwyczaj ciekawym, przynajmniej w mojej opinii. Słyszeliście kiedykolwiek o reaktorach jądrowych? Tak? A słyszeliście o reaktorach jądrowych sprzed dwóch miliardów lat? Usiądźcie więc wygodnie i zagłębcie się w lekturze…

Pierwsze takie reaktory, które nazywa się naturalnymi, zostały odkryte w 1972 roku przez Francisa Perrina w rejonach Oklo (południowo-wschodni Gabon). W rzeczywistości są to duże skupiska rud uranu, mające kształt soczewek znajdujących się od kilkunastu do kilkuset metrów pod ziemią. Ich grubość może wynosić ponad metr, a średnica nawet do 10 metrów. Co ciekawe, badania wykazały, iż znajdowała się w nich o wiele niższa zawartość U-235 (ok. 0,5%) – łatwo rozszczepialnego izotopu – niż w innych złożach tego pierwiastka. Jednocześnie zaobserwowano zwiększoną ilość jąder pierwiastków typowych dla produktów rozpadu uranu.

Genezę powstań takich soczewek pozwolę sobie pominąć. Powstały “tak po prostu”, tak samo jak pokłady węgla czy złoża diamentów. Szacuje się, że w Oklo znajduje się co najmniej 6 takich reaktorów naturalnych, które w ciągu swej „pracy” zużyły łącznie ponad 6 ton U-235, wytwarzając tym samym energię równą 131,4 TWh. Moc największego z nich mogła przekraczać 100 kW, co świadczy o tym, że musiały one „pracować” przez bardzo długi okres czasu (przynajmniej w porównaniu z żywotnością dzisiejszych elektrowni jądrowych).

Jakie warunki musiały spełniać takie soczewki, by doszło do reakcji jądrowych? Przede wszystkim musiał istnieć odpowiedni stosunek izotopów U-235 do U-238. Wielkość, a co za tym idzie i masa takiej soczewki również musiała charakteryzować się odpowiednią wartością. Co więcej, wokół soczewki nie mogła się znajdować substancja o dużym przekroju czynnym na wychwyt neutronów (czyli o wysokim prawdopodobieństwie aktywacji neutronem pochodzącym z rozpadu uranu), za to przez złoże musiała przesiąkać woda. Pierwsze trzy warunki zdają się być oczywiste, natomiast woda jest, a właściwie była najzwyczajniej moderatorem. Pełniła ona jeszcze jedną funkcję (a na dobrą sprawę rozwijała pierwszą): zapobiegała lawinowym reakcjom łańcuchowym, czyli wybuchom jądrowym. W jaki sposób? To dość proste: jeżeli w takim naturalnym reaktorze wzrosła moc (na wskutek właśnie obecności wody), to jednocześnie wzrastała temperatura, która doprowadzała do wyparowania moderatora, co z kolei skutkowało przyspieszeniem neutronów i spadkiem mocy. Reaktor wygasał, temperatura wracała do normy, a woda powoli wsiąkała. Z czasem cały proces zaczynał się od początku.

Nietrudno zauważyć uderzające podobieństwo do współczesnych reaktorów jądrowych. To naprawdę niezwykle ciekawa i zastanawiająca kwestia.

Warto napisać o jeszcze jednej rzeczy, która jest asem w rękawie współczesnych fizyków jądrowych. Fakt, że po 2 mld lat znaleziono szczątki naturalnych reaktorów, świadczy o tym, iż produkty rozszczepienia pozostały w jednym miejscu (i to niezabezpieczone w żaden sposób), pomimo działania najróżniejszych naturalnych procesów. Odpady promieniotwórcze nie migrują i nie należy obawiać się wydostania się ich ze szczelnie zamkniętych, specjalnie zaprojektowanych pojemników do celów utylizacji. Jako członkowie Koła Naukowego Energetyków Jądrowych “URANIUM” jesteśmy zdania, że energetyka jądrowa to CZYSTA energia.


Autor: Damian Pietrasz, Koło Naukowe Energetyków Jądrowych URANIUM


Źródło: http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/zal03/nieweglowska/start.htm

Pokaż więcej w  Energia Jądrowa
Brak możliwości skomentowania

Sprawdź również

Small Modular Reactors (SMR)

Według Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (MAEA) wielkość reaktora jest określana zg…