Древний ядерный реактор, сформировавшийся естественно в Габоне 2 миллиарда лет назад, не накачал энергию гладко – это пульсировало, сообщают исследователи теперь. Их результаты разъясняют, как этот необычный обработанный реактор и может привести к лучшему долгосрочному хранению радиоактивных отходов.Физики обнаружили остатки естественно сформированного ядерного реактора в 1972 в урановом руднике Oklo в Габоне.
Несколько подобных геологических пластов существуют в регионе. Все сформировались из тех же существенных компонентов: относительно чистый штепсель урана с высокой концентрацией радиоактивного изотопа U-235; плюс органические соединения, графит или вода для замедления нейтронов, произведенных ураном, таким образом, у них есть время для разделения другого атома урана вместо того, чтобы изменить масштаб изображения далеко. Такой реактор не мог сформироваться в наше время, потому что U-235 слишком редок, но 2 миллиарда лет назад, изотоп составил приблизительно 3% естественного урана – концентрация должна была выдержать расщепление в реакторе.При попытке выяснить, как реактор работал, физик Алекс Мешик и коллеги в Вашингтонском университете в Сент-Луисе, Миссури, обнаружили странный образец ксеноновых изотопов – побочных продуктов уранового расщепления – заманенный в ловушку в полезных ископаемых фосфата алюминия вокруг реактора.
В реакторе расщепления U-235 может произвести ксенон или посредством недолгих промежуточных атомов или посредством дольше живших. Исследователи заметили, что ксеноновые изотопы от недолговечных посредников удивительно были в дефиците.
Предложенный им, что реактор, периодически повторенный на и прочь. Если бы недолговечный посредник сформировался во время «на» цикле, они рассуждали, тепло от реактора вызвало бы ксеноновый газ, который это произвело для рассеивания в воздух.
Напротив, дольше живший посредник, более вероятно, слонялся бы поблизости, пока реактор не был выключен, произведя ксенон, ставший заманенным в ловушку в фосфате алюминия перед следующим на цикле. Вычисления исследователей предполагают, что, когда реактор работал, он накачал среднее число 100 киловатт, большую часть его как тепло, выпарившее уменьшающуюся воду (вероятно, от близлежащей реки) приблизительно за 30 минут. Без воды реактор выключился и охлажденный в течение приблизительно 2,5 часов, пока больше воды не собралось, исследователи сообщают в выпуске 29 октября Physical Review Letters. «Удивительная производительность aluminophosphate отловить газы расщепления» является важным пониманием, Мешик говорит, потому что это предполагает, что материал мог использоваться, чтобы препятствовать тому, чтобы радиоактивные газы избежали современных реакторов – что-то, что это было трудно сделать. Дональд Богард, изотоп geochemist в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне, Техас, соглашается.
Фосфаты алюминия реактора Oklo «могли бы иметь некоторые важные последствия» для того, как мы храним радиоактивные отходы, говорит Богард.