Реактор природне нуклеарне фисије Габона, Западна Африка

Реактор природне нуклеарне фисије Габона, Западна Африка

У мају 1972. у фабрици за обогаћивање уранијума у ​​Француској, научници који су испитали руду из рудника у Габону, западној Африци, открили су да се природни нуклеарни реактор спонтано манифестовао у том региону у првобитној прошлости Земље и да се континуирано напаја око 100 кВ енергије за неколико стотина хиљада година пре око 1,7 милијарди година.

Да би се разумело како је природни нуклеарни реактор дошао, помаже да се мало схвати историја и наука нуклеарних реакција.

Нуклеарне реакције на кратко

Према Међународној комисији за атомску енергију (ИАЕА), у преко 30 земаља дјелује преко 400 нуклеарних електрана; и упркос недавним катастрофалним пропустима у погледу сигурности попут трагедије на Фукусхима Даиицхи-у у 2011. години, тренутно је у изградњи готово 70 нових нуклеарних електрана. Па зашто настављамо градити такве потенцијално опасне објекте? Снага која, упркос таквим катастрофама као што су Чернобил и Фукусхима, мегавата за мегават је у ствари, генерално, уопштено сматрају безбеднијом и "зеленијом" од енергије произведене угљем или гасом.

Ова врста нуклеарне енергије ствара се када је изотоп, често уранијум 235 (У-235), бомбардован неутроном. Судар обично разбија изотоп на два дела, од којих свака садржи половину неутрона и протона првобитног атома, у процесу који се зове нуклеарна фисија. Током реакције губи се мала количина масе, што је резултат малог дела материје која се претвара у релативно велику количину енергије.

У типичном реактору, пуно У-235 је склопљено и затим бомбардовано неутронима; у сваком сукобу између У-235 и неутрона, још два Неутрони се производе заједно са ослобађањем енергије. Све док постоје довољни изотопи У-235, ти екстра неутрони ће изазвати додатне реакције. Реакције расту експоненцијално у процесу који се зове ланчана реакција која производи још више енергије. Нуклеарне електране искоришћавају енергију из ових контролисаних ланчаних реакција и претварају их у електричну енергију која овласти ствари попут овог МацБоок Аир-а на којем пишем.

Уранијум-235

Уран је један од најтежих елемената, са атомском тежином од 238,03. Одговарајући на овај чланак, само три изотопа су природно пронађени у Земљиној кори; У-238, који чини 99,3% укупног уранијума, У-235, који чини већину преосталих 7% и У-234, који је присутан само у инфинитесималном износу. У-238 је само благо реактиван и не прави добар фиксирајући материјал. У-235 је, међутим, изврсна када се раздваја и производи пуно енергије.

Када изађе из земље, уранијумска руда се састоји од три изотопа у њиховој релативној пропорцији. Да би био распадљив, проценат У-235 у руди мора бити повећан са 7% на око 5% целине. Овај процес је познат као обогаћивање уранијума. У типичном сценарију обогаћења уран је претворен у гас, уранијум хексафлуорид (УФ-6), а гас се одваја тежином (запамтите, У-234 и У-235 су лакши од У-238). Одвајање дозвољава уклањање довољно теже уранијума, а преостала супстанца на крају има одговарајућу концентрацију У-235 за фисију.

Габон нуклеарни реактор

Можеш питати: "Ако је руда уранијума неодговарајућа за нуклеарне реакције без сложеног, обогаћеног поступка богатства, како је природно започело пре скоро двије милијарде година?" Добро питање, а одговор није "ванземаљци".

У-235 има знатно краћи полувреме од У-238, тако да је у далекој прошлости требало да буде далеко више обиља, иу већој концентрацији него данас. Научник Паул К. Курода је 1956. године предложио да би ова богата У-235 под правим условима подржала нуклеарну фисију и ланчане реакције које би формирале природне нуклеарне реакторе.

Постоје две теорије о томе како је радио реактор у Габону, иако оба претпостављају циклус ланчане реакције, прекидања, хлађења, понављања, током периода хиљада година, све док се исцрпљени фиксни материјал.

Једна теорија предлаже да је уран био прекривен подземном водом, која је модерирала неутроне и обезбедила окружење које је подржало ланчану реакцију. Створена енергија је на крају загрејала подземну воду до кључања, и она се окупила. Са несталим подземним водама, реакција је престала. На крају, вода се вратила у уранијумску пећину, а процес се поновио, све док концентрације нису биле сувише ниске да подрже даље реакције.

Друга теорија, која није добро прихваћена, предложила је да реактор сагоревања ослободи одређене ретке земаљске елементе, попут самаријума, гадолинијума и диспрозијума, који су апсорбирали неутроне и зауставили ланчану реакцију, за неко вријеме или на одређеним мјестима, само да имају поново се појављује у близини.

Подаци о првој теорији су пријављени Спаце Даили 2004. године:

Ова сличност (према гејзиру) указује на то да је пола сата након почетка ланчане реакције непотребна вода претворена у пару, смањујући флукс топлотне неутрона и реактор да постане субкритичан.

Требало је најмање два и по сата да се реактор охлади док фаза Ксе (ксенон) не почне да задржава.Тада се вода враћала у реакторску зону, обезбеђивши неутронску модрецију и поново успостављајући самоодрживи ланац.

Доказ о фосилном реактору фосила Окла

Па како знамо да се то икада десило? Неколико разлога.

Прво, у иницијалној француској истрази 1972. године утврђено је да је концентрација У-235 са локације знатно нижа него што се обично посматра у природи; у ствари, концентрације из узорака Окло биле су сличне онима које су пронађене у одвојеном нуклеарном гориву.

Друго, Французи су такође открили неслагања у другим изотопима са локације, укључујући неодим и рутенијум, који су у складу са фисијом У-235.

Треће, у студији из 2004. године, физичари Вашингтонског универзитета који су истраживали ову локацију открили су повишене количине цирконија, церија и стронција који су произведени нуклеарном фисијом.

Четврто, амерички научници су такође идентификовали да су депоније Окло садржале највеће концентрације ксенона и криптона произведеног у фисији.

Лекције из реактора Окло

Једно изненађујуће откриће из Окла је то што, за разлику од наших фисијских реактора који производе знатан токсични отпад који нико не жели да складишти (мислим на планину Иуцца), Мати Природа се сигурно одлаже од ње. Према истраживачима Васх У, природни реактор безбедно је заробио токсични отпад (Ксе и Кр-85) у хемијском саставу, алуминофосфат:

Фасцинантно је мислити да природна нуклеарна реакција може да достигне критичне услове и да је такође способна да складишти сопствени отпад.

На крају, уверљиво је знати да природни У-235 данас не постоји у концентрацијама неопходним за покретање или одржавање данашњег природног нуклеарног реактора. Дакле, иако ћемо једнога дана можда морати да живимо преко другог Чернобила, барем ћемо знати да смо само криви за себе. уоа

Бонус Фацтс:

  • Острво на три миле, несрећа нуклеарне електране у близини Миддлетовн-а, Пеннсилваниа, је најозбиљнија електрана у историји САД-а. То није довело до смрти нити повреда биљних радника или оближње заједнице. Још увек је оцењен ниво 5 на ИНЕС-у, иако је заиста требао бити оцењен на нивоу 2.
  • Ако сте се борили у постројењу на острву Три Миле током несреће која се десила тамо 1979. године, током трајања несреће сте добили само додатних 80 милирара изложености. За референцу, ако сте икада имали хируршку кичму, добили сте двоструку вредност за само неколико секунди рендгенског снимка. Ако сте били на удаљености од десет миља далеко од реактора током несреће, добили сте око 8 миллиремс или приближно еквивалентно јонизујуће зрачење једите 800 банана, које су природно радиоактивне. Нема познатих смртних случајева / рака / итд. што је резултат несреће на три миле острва.
  • Јавна реакција на острво Три Миле прошла је изузетно прекомјерна са онога што је стварни догађај оправдан. Ово је углавном било због дезинформације у штампи; неспоразум јонизујућег зрачења међу јавношћу; и чињеницу да је филм, не 12 дана пре него што се то десило Кинески синдром пуштен. На филму су били небезбедни нуклеарни реактори и скоро сви у филму, али један од главних ликова покушавао је то покрити. Кинески синдром концепт филмског филма долази из претпоставке да би се америчко језгро нуклеарног реактора искочило, то би се талило кроз центар Земље у Кину. Приближавајући се чињеници да је заправо Индијски океан који је на супротној страни Земље из САД-а, а не у Кини, а очигледни проблеми са "преплављеном земљом", то није могло бити боље тајни филм у односу на бесплатни оглас преко штампе због инцидента на три миле острва. Филм је номинован за неколико награда академије, међу којима је и најбоља глумица Јане Фонда.
  • Невероватно, ако смо стварно могли савршено претворити материју у материју са 1 кг материје која је потпуно уништена, енергија произведена из само те мале количине материје је око 42,95 мега тона ТНТ-а. Дакле, одрасли мушкарац масе око 200 фунти има негде у близини 4000 мегатона потенцијала ТНТ у својој материји ако је потпуно уништен.
  • То је око 80 пута више енергије него што је произвела највећа експлозивна нуклеарна бомба, цар Бомба, који је сам произвео експлозију око 1.400 пута моћније него што су комбиноване експлозије бомби пале на Хирошима и Нагасаки.
  • Да би даље илустрирала, 1 мегатон ТНТ-а, када се претвара у киловат сати, чини довољно струје за напајање просечног америчког дома око 100.000 година. Такође је довољно да се снабдева цијелом Сједињеним Државама нешто више од 3 дана. Дакле, 1 кг неке материје која би била потпуно уништена могла би да напаја целу САД око четири месеца. Један просјечни одрасли мушкарац, онда, када би био потпуно уништен, произвео би довољно енергије за напајање Сједињених Држава око 30 година. Решена је енергетска криза.

  • На сасвим скривени скали, типична супернова експлозија датиће око 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000 мегатона ТНТ-а. * крава у углу *

Оставите Коментар