遠古核反應堆的運作原理

二十億年前,非洲鈾礦床的部分地區自發地發生了核裂變。關於這種非凡現象的細節現在才逐漸清晰

加入我們的科學愛好者社群!


關於支援科學新聞業

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於發現和塑造我們當今世界的想法的具有影響力的故事。


1972年5月,法國一家核燃料處理廠的一名工人注意到了一些可疑之處。他一直在對來自看似普通的礦石來源的鈾進行常規分析。與所有天然鈾一樣,研究材料包含三種同位素——也就是說,三種原子質量不同的形式:鈾238,最豐富的變體;鈾234,最稀有的;以及鈾235,這種同位素因其能夠維持核鏈式反應而備受青睞。在地球地殼的其他地方、月球甚至隕石中,鈾235原子佔總量的0.720%。但在這些來自加彭(前法國在西赤道非洲的殖民地)奧克洛礦床的樣本中,鈾235僅佔0.717%。這一微小的差異足以提醒法國科學家,有些奇怪的事情發生了。進一步的分析表明,來自礦井至少一部分的礦石嚴重缺乏鈾235:大約有200公斤似乎不見了——足以製造大約六個核彈。

幾周以來,法國原子能委員會 (CEA) 的專家們仍然感到困惑。答案直到有人回憶起19年前發表的預測才出現。1953年,加州大學洛杉磯分校的喬治·W·韋瑟里爾和芝加哥大學的馬克·G·英格拉姆指出,一些鈾礦床可能曾經像當時開始流行的核裂變反應堆一樣,以天然形式執行。此後不久,阿肯色大學的化學家保羅·K·黑田計算出鈾礦體自發進行自持裂變需要什麼條件。在這個過程中,一個遊離中子導致一個鈾235原子核分裂,從而釋放出更多的中子,導致其他原子核在核鏈式反應中分裂。

© .