A természet már akkor megalkotta a maga atomreaktorát, amikor az emberi technológia még a kanyarban sem volt.

A nyugat-afrikai Gabon területén, mintegy 2 milliárd évvel ezelőtt, egy különleges geológiai jelenség jött létre: a Földegyetlen természetes atomreaktora, az Oklo.

Ez a földalatti kamra, ahol az uránérc és a víz kölcsönhatása spontán maghasadást eredményezett, a természet elképesztő képességeit mutatja be.

1972-ben Francis Perrin fizikus egy gaboni uránérc minta elemzése során furcsa eltérést tapasztalt. Az urán-235 izotóp aránya kisebb volt a szokásosnál, mindössze 0,717% a megszokott 0,720%-hoz képest – írta meg az Interesting Engineering. Ez az aprónak tűnő eltérés felkeltette a kutatók érdeklődését.

Eleinte illegális nukleáris tevékenységre gyanakodtak, de további vizsgálatok kimutatták, hogy az érc természetes eredetű. A magyarázat lenyűgöző volt: az urán egy ősi, természetes atomreaktor része volt, amely spontán működött, amikor a környezeti feltételek még jelentősen eltértek a maiaktól.

Az oklói bányából nyíló alagút hozzáférést biztosít a természetes atomreaktorhoz. (Fotó: Amerikai Energiaügyi Minisztérium)

Hogyan működött az Oklo reaktor?

Az Oklo reaktor különleges működése az urán-235 magasabb koncentrációjának és a víz moderáló hatásának köszönhető. Kétmilliárd évvel ezelőtt az urán természetes összetételében az U-235 aránya 3% körül volt, amely már elégséges a maghasadás fenntartásához.

A talajvíz jelentős szerepet játszott: neutronmoderátorként szabályozta a láncreakció sebességét.

Ez biztosította, hogy a folyamat stabilan működjön, túlmelegedés vagy olvadás nélkül. A geológiai stabilitás és a megfelelő kőzetszerkezet szintén hozzájárult a reaktor hosszú élettartamához, amely több százezer évig működhetett megszakításokkal.

Tudományos következmények

Az Oklo felfedezése nemcsak geológiai érdekesség, hanem a nukleáris hulladékkezelés és radioaktív anyagok viselkedésének tanulmányozásában is mérföldkő.

A kutatók megfigyelték, hogy a hasadási melléktermékeket természetes szerves vegyületek kötötték meg, így azok nem szennyezték a környezetet.

Ez párhuzamot mutat a modern nukleáris hulladéktárolási technikákkal, ahol mesterséges gátakat használnak a radioaktív anyagok elszigetelésére.

Az Oklo helyszínéről származó kőzetminták ma már kiállításokon is láthatók, például a bécsi Természettudományi Múzeumban.

Ezek a minták fizikai bizonyítékként szolgálnak a természetes maghasadásról, és segítenek megérteni a radioaktivitás természetes jelenlétét a Földön.

Kiemelt kép forrása: Ludovic Ferriere/Vienna Natural History Museum