Képzelje el, hogy 2 milliárd évvel ezelőtt a természet saját, lenyűgöző módján épített egy atomreaktort. Fedezze fel, hogyan működött ez a csodálatos természetes konstrukció, és milyen titkokat rejtett magában!

A hasadóanyagok szabályozott láncreakciója nem csupán emberi találmány. A természet régóta felfedte előttünk, hogy ő is birtokolja ezt a lenyűgöző képességet.

Azt gondolnánk, hogy a hasadóanyagokkal foglalkozó atomreaktorok a modern technológia csodái, azonban meglepő módon, már évmilliárdokkal ezelőtt is léteztek hasonló "konstrukciók". A tudományos felfedezések azt mutatják, hogy a természet már régóta képes volt az ilyen jellegű energiatermelésre, jóval az emberi innováció előtt.

Még 1972-ben egy francia fizikus érdekes felfedezést tett egy közép-afrikai Gabonban található uránbányából származó uránmintával kapcsolatban. A kiváló minőségű érc alapos vizsgálata során feltűnt, hogy a normálisnál alacsonyabb arányban tartalmaz urán-235-öt (U-235), amely a hasadóképes izotóp. Bár a különbség csupán csekély mértékű volt, ez mégis elegendő okot adott a kutatók számára, hogy mélyebben elgondolkodjanak a jelenségen - számolt be róla a ZME Science.

A fizikusok első, logikus válasza az U-235 ilyen szokatlan arányára az volt, hogy ez nem természetes urán. A mai természetes urán összes mennyisége 0,720% U-235-öt tartalmaz. Ha a földkéregből, a holdkőzetekből vagy meteoritokból nyernénk ki, akkor ezt találnánk. De az az oklói kőzetdarab csak 0,717%-ot tartalmazott.

Mit jelentett ez? A fizikusok először arra gondoltak, hogy az uránérc mesterséges hasadáson ment keresztül, azaz hogy az U-235 izotópok egy része nukleáris láncreakció során kényszerült hasadásra. Ez magyarázhatja, miért volt az arány alacsonyabb a normálisnál. Azonban a kiegészítő elemzések után kiderült, hogy az uránérc teljesen természetes eredetű. Azonban még ennél is megdöbbentőbb volt, hogy hasadási termékek nyomát fedezték fel benne.

A végső megállapítás: az uránérc természetes forrásból származik, és hasadási folyamatokon esett át. Egyetlen magyarázat merül fel: az urán valóban hasadáson ment keresztül, egy olyan mechanizmus révén, amelyet az atomreaktorok működése során is alkalmaznak, csakhogy itt nem mesterséges környezetben, hanem a Föld korai, fiatal éveiben zajló természetes események következtében.

A maghasadásos reakciók létrejöttéhez elengedhetetlen a megfelelő anyagok, kísérő elemek és precíz szabályozás, mindez pedig a fejlett emberi technológia eredménye. Éppen ezért meglepő, hogy a természetben ilyen jelenségeket fedeztek fel. Érdemes megemlíteni Paul Kazuo Kuroda japán-amerikai vegyészt, aki már 1956-ban előrevetítette, hogy természetes körülmények között is létrejöhetnek hasadási reaktorok. Munkásságára azonban a tudományos közösség csupán kevesen figyeltek, és a legtöbben szkeptikusan álltak hozzá, hiszen a vegyész által felvázolt feltételek rendkívül valószínűtlennek tűntek.

Ahhoz, hogy a maghasadási reakció beinduljon, mindenekelőtt elegendő urán-235 izotópra van szükség. Kétmilliárd évvel ezelőtt viszont ez az izotóp még nagyobb mennyiségben volt jelen, a természetes urán mintegy 3 százalékát tette ki. Ez önmagában azonban még kevés, szükség van úgynevezett moderátorra is a neutronok lassításához és a hasadás valószínűbbé tételéhez. A gaboni Oklo uránlelőhelynél a talajvíz volt ez a bizonyos moderátor: ahogy beszivárgott az uránlelőhelyekre, lassította neutronokat, elősegítve, illetve szabályozva a tartós láncreakciót. Ráadásul nem voltak itt jelen olyan "szennyező anyagok", például bór vagy lítium, amelyek megállítják a hasadást.

A kutatók felfedezték, hogy az oklói ősreaktor nem működött folyamatosan, hanem egy ciklikus folyamat jellemezte. A reakció során a keletkező hő felmelegítette a talajvizet, amely végül gőzként távozott, megszakítva ezzel a reakciót. Miután a környék lehűlt, a talajvíz ismét be tudott szivárogni, így a folyamat újraindult. Ez a jelenség évmilliókon át zajlott, és a számítások alapján körülbelül 15 ezer megawattévnyi hasadási energiát termelt, ami megfelel egy 1500 MW-os reaktor tízéves működésének.

Az oklói ásványokba zárt xenongáz arra is választ adott, hogyan állt végül le a reaktor. Mivel a maghasadás során különböző xenon izotópok keletkeznek, az arányaik árulkodhatnak a hasadás körülményeiről, nyomokat rejthetnek a reaktor stabilitására vonatkozóan. Ezen xenon izotópok tanulmányozásából kiderült, hogy idővel az urán-235 fogyni kezdett, és amikor a mennyisége egy adott küszöbérték alá csökkent, már nem volt üzemanyag a reaktor működésének fenntartásához. Az oklói uránbányák mára kimerültek, de egyes mintákat még múzeumokban őriznek, többek között a bécsi Természettudományi Múzeumban.

A szakértők feltételezik, hogy a világ különböző tájain más, hasonló természetes reaktorok is létezhettek, ám ezeket geológiai folyamatok elpusztíthatták, erózióval tűntek el, vagy alámerültek, esetleg még felfedezésre várnak.