www.wikidata.uk-ua.nina.az

Природний атомний реактор Окло виявлений біля міста Окло Габон Африка на західному узбережжі Центральної Африки у поклад

Природний атомний реактор «Окло»

Природний атомний реактор «Окло» — виявлений біля міста Окло (Габон, Африка, на західному узбережжі Центральної Африки) у покладах урану, які сьогодні видобувають відкритим способом.

Геологічний розріз ядерного реактора «Окло»
1. Зони поділу
2. Пісковик
3. Шар уранової руди
4. Граніт

Історія Редагувати

Явище було виявлене французьким фізиком Франсисом Перреном (Francis Perrin) у 1972 році в результаті вивчення ізотопного складу елементів в рудах родовища Окло.

У травні 1972 року на урановій збагачувальній фабриці в П'єррлатт (муніципалітет у Франції, у регіоні Овернь-Рона-Альпи, департамент Дром) під час звичайного мас-спектрометричного аналізу гексафлуориду урану UF6 з Окло було виявлено відхилення від норми ізотопного складу урану. Вміст ізотопу 235U склав 0,717 % замість звичайних 0,720 %. Ця розбіжність вимагала пояснення, так як всі ядерні об'єкти піддаються жорсткому контролю з метою недопущення незаконного використання матеріалів, що розщеплюються у військових цілях. Французький Комісаріат атомної енергетики (CEA) почав розслідування. Серія вимірювань виявила значні відхилення ізотопного відношення 235U / 238U в декількох шахтах. В одній з шахт вміст 235U склав 0,440 %. Були виявлені також аномалії в розподілі ізотопів неодиму та рутенію.

Зменшення концентрації ізотопу 235U є характерною рисою відпрацьованого ядерного палива, так як саме цей ізотоп є основним розщеплюваним матеріалом уранового ядерного реактора. 25 вересня 1972 року CEA оголосив про відкриття природної ядерної реакції.

Загальна характеристика Редагувати

Природний атомний реактор «Окло» — єдиний на планеті природний реактор ядерного поділу. Окло складається з 16 майданчиків, на яких, як вважають, відбувалися реакції самопідтримки ядерного поділу ядер урану приблизно 1,7-2,0 мільярда років тому і тривали до 500 тисяч років.

За оцінками природний атомний реактор «Окло» виробив за цей час декілька сотень тераватт-годин енергії, що приблизно відповідає кількості електроенергії, яку виробляє АЕС за декілька десятків років..

За час діяльності природного реактора розклалося в цілому до 10 тонн ізотопу урану 235U, і з ізотопу 238U утворилося до 4 тонн ізотопу плутонію 239Pu.

Реакція припинилася бл. 1,5 млрд років тому через виснаження запасів ізотопу 235U (вони знизилися з 3 % до поточних 0,7 %). Сучасна поширеність урану-235 становить лише 0,72 %, чого недостатньо для роботи реактора з водним сповільнювачем без попереднього ізотопного збагачення. Таким чином, в даний час утворення природного ядерного реактора на Землі неможливе.

Опис феномену Редагувати

Ланцюгова ядерна реакція розщеплення розпочалася й підтримувалася спонтанно в результаті виникнення необхідних і достатніх для неї умов, які були сформульовані Полом Кадзуо Куродой (англ. Paul Kazuo Kuroda) — хіміком з Університету Арканзасу): в 1956 році

  • розмір родовища перевищує середню довжину пробігу нейтронів, які викликають розщеплення;
  • концентрація урану-235 — достатня для реакції (близько 3 %);
  • наявність речовини, здатної сповільнювати нейтрони, які випромінюються при розщепленні ядер урану, з тим, щоб вони ефективніше викликали розщеплення інших ядер;
  • відсутність у масі руди помітних кількостей Бору, Літію та інших елементів, які активно поглинають нейтрони і можуть викликати зупинку ядерної реакції.

Усі ці умови склалися близько 2 млрд років тому принаймні на 16 ділянках у межах Окло та Окелобондо (сьогодні тут діють уранові шахти). Природні реактори працювали циклічно — вмикалися й вимикалися. Найбільш вірогідний механізм цього явища передбачає наявність ґрунтових вод, які википали після того, як температура досягала критичного рівня. Вода діяла як сповільнювач нейтронів, і коли вона випаровувалась, ланцюгова реакція тимчасово припинялася, а після того як зона реакції остигала, в неї знову потрапляли ґрунтові води й ланцюгова ядерна реакція розщеплення, очевидно, поновлювалася. Періоди «увімкненого» стану реактора становили близько 30 хвилин, а «вимкненого» — 2,5 години. Цей механізм не дозволяв породам ні розплавитися, ні вибухнути та існував упродовж сотень тисяч років.

Сьогодні «феномен Окло» становить не лише науковий інтерес, а також є зразком природного довгострокового геологічного сховища ядерних відходів. Тут проведено дослідження міграції продуктів ядерного розщеплення.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. Meshik, A. P. (November 2005). . Scientific American 293 (5): 82–6, 88, 90–1. Bibcode:2005SciAm.293e..82M. PMID 16318030. doi:10.1038/scientificamerican1105-82. Архів оригіналу за 27 лютого 2009. 
  2. Mervine, Evelyn (13 липня 2011). . blogs.scientificamerican.com. Архів оригіналу за 28 листопада 2021. Процитовано 3 червня 2020. 
  3. Gauthier-Lafaye, F.; Holliger, P.; Blanc, P.-L. (1996). Natural fission reactors in the Franceville Basin, Gabon: a review of the conditions and results of a "critical event" in a geologic system. Geochimica et Cosmochimica Acta 60 (25): 4831–4852. Bibcode:1996GeCoA..60.4831G. doi:10.1016/S0016-7037(96)00245-1. 
  4. Kuroda, P. K. On the Nuclear Physical Stability of the Uranium Minerals : [ ][англ.] // Journal of Chemical Physics : journal. — 1956. — Vol. 25. — С. 781—782; 1295—1296. — Bibcode: 1956JChPh..25..781K. — DOI:10.1063/1.1743058.
  5. Meshik, A. P.; et al. Record of Cycling Operation of the Natural Nuclear Reactor in the Oklo/Okelobondo Area in Gabon : [ ][англ.] // Physical Review Letters : journal. — 2004. — Vol. 93, № 18. — С. 182302. — Bibcode: 2004PhRvL..93r2302M. — DOI:10.1103/PhysRevLett.93.182302. — PubMed.

Література та джерела Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Prirodnij atomnij reaktor Oklo viyavlenij bilya mista Oklo Gabon Afrika na zahidnomu uzberezhzhi Centralnoyi Afriki u pokladah uranu yaki sogodni vidobuvayut vidkritim sposobom Geologichnij rozriz yadernogo reaktora Oklo 1 Zoni podilu2 Piskovik3 Shar uranovoyi rudi4 Granit Zmist 1 Istoriya 2 Zagalna harakteristika 3 Opis fenomenu 4 Div takozh 5 Primitki 6 Literatura ta dzherelaIstoriya RedaguvatiYavishe bulo viyavlene francuzkim fizikom Fransisom Perrenom Francis Perrin u 1972 roci v rezultati vivchennya izotopnogo skladu elementiv v rudah rodovisha Oklo U travni 1972 roku na uranovij zbagachuvalnij fabrici v P yerrlatt municipalitet u Franciyi u regioni Overn Rona Alpi departament Drom pid chas zvichajnogo mas spektrometrichnogo analizu geksafluoridu uranu UF6 z Oklo bulo viyavleno vidhilennya vid normi izotopnogo skladu uranu Vmist izotopu 235U sklav 0 717 zamist zvichajnih 0 720 Cya rozbizhnist vimagala poyasnennya tak yak vsi yaderni ob yekti piddayutsya zhorstkomu kontrolyu z metoyu nedopushennya nezakonnogo vikoristannya materialiv sho rozsheplyuyutsya u vijskovih cilyah Francuzkij Komisariat atomnoyi energetiki CEA pochav rozsliduvannya Seriya vimiryuvan viyavila znachni vidhilennya izotopnogo vidnoshennya 235U 238U v dekilkoh shahtah V odnij z shaht vmist 235U sklav 0 440 Buli viyavleni takozh anomaliyi v rozpodili izotopiv neodimu ta ruteniyu Zmenshennya koncentraciyi izotopu 235U ye harakternoyu risoyu vidpracovanogo yadernogo paliva tak yak same cej izotop ye osnovnim rozsheplyuvanim materialom uranovogo yadernogo reaktora 25 veresnya 1972 roku CEA ogolosiv pro vidkrittya prirodnoyi yadernoyi reakciyi Zagalna harakteristika RedaguvatiPrirodnij atomnij reaktor Oklo yedinij na planeti prirodnij reaktor yadernogo podilu Oklo skladayetsya z 16 majdanchikiv na yakih yak vvazhayut vidbuvalisya reakciyi samopidtrimki yadernogo podilu yader uranu priblizno 1 7 2 0 milyarda rokiv tomu i trivali do 500 tisyach rokiv Za ocinkami prirodnij atomnij reaktor Oklo virobiv za cej chas dekilka soten teravatt godin energiyi sho priblizno vidpovidaye kilkosti elektroenergiyi yaku viroblyaye AES za dekilka desyatkiv rokiv 1 2 3 Za chas diyalnosti prirodnogo reaktora rozklalosya v cilomu do 10 tonn izotopu uranu 235U i z izotopu 238U utvorilosya do 4 tonn izotopu plutoniyu 239Pu Reakciya pripinilasya bl 1 5 mlrd rokiv tomu cherez visnazhennya zapasiv izotopu 235U voni znizilisya z 3 do potochnih 0 7 Suchasna poshirenist uranu 235 stanovit lishe 0 72 chogo nedostatno dlya roboti reaktora z vodnim spovilnyuvachem bez poperednogo izotopnogo zbagachennya Takim chinom v danij chas utvorennya prirodnogo yadernogo reaktora na Zemli nemozhlive Opis fenomenu RedaguvatiLancyugova yaderna reakciya rozsheplennya rozpochalasya j pidtrimuvalasya spontanno v rezultati viniknennya neobhidnih i dostatnih dlya neyi umov yaki buli sformulovani Polom Kadzuo Kurodoj angl Paul Kazuo Kuroda himikom z Universitetu Arkanzasu v 1956 roci 4 rozmir rodovisha perevishuye serednyu dovzhinu probigu nejtroniv yaki viklikayut rozsheplennya koncentraciya uranu 235 dostatnya dlya reakciyi blizko 3 nayavnist rechovini zdatnoyi spovilnyuvati nejtroni yaki viprominyuyutsya pri rozsheplenni yader uranu z tim shob voni efektivnishe viklikali rozsheplennya inshih yader vidsutnist u masi rudi pomitnih kilkostej Boru Litiyu ta inshih elementiv yaki aktivno poglinayut nejtroni i mozhut viklikati zupinku yadernoyi reakciyi Usi ci umovi sklalisya blizko 2 mlrd rokiv tomu prinajmni na 16 dilyankah u mezhah Oklo ta Okelobondo sogodni tut diyut uranovi shahti Prirodni reaktori pracyuvali ciklichno vmikalisya j vimikalisya Najbilsh virogidnij mehanizm cogo yavisha peredbachaye nayavnist gruntovih vod yaki vikipali pislya togo yak temperatura dosyagala kritichnogo rivnya Voda diyala yak spovilnyuvach nejtroniv i koli vona viparovuvalas lancyugova reakciya timchasovo pripinyalasya a pislya togo yak zona reakciyi ostigala v neyi znovu potraplyali gruntovi vodi j lancyugova yaderna reakciya rozsheplennya ochevidno ponovlyuvalasya Periodi uvimknenogo stanu reaktora stanovili blizko 30 hvilin a vimknenogo 2 5 godini 5 Cej mehanizm ne dozvolyav porodam ni rozplavitisya ni vibuhnuti ta isnuvav uprodovzh soten tisyach rokiv Sogodni fenomen Oklo stanovit ne lishe naukovij interes a takozh ye zrazkom prirodnogo dovgostrokovogo geologichnogo shovisha yadernih vidhodiv Tut provedeno doslidzhennya migraciyi produktiv yadernogo rozsheplennya Div takozh RedaguvatiGeografiya GabonuPrimitki Redaguvati Meshik A P November 2005 The Workings of an Ancient Nuclear Reactor Scientific American 293 5 82 6 88 90 1 Bibcode 2005SciAm 293e 82M PMID 16318030 doi 10 1038 scientificamerican1105 82 Arhiv originalu za 27 lyutogo 2009 Mervine Evelyn 13 lipnya 2011 Nature s Nuclear Reactors The 2 Billion Year Old Natural Fission Reactors in Gabon Western Africa blogs scientificamerican com Arhiv originalu za 28 listopada 2021 Procitovano 3 chervnya 2020 Gauthier Lafaye F Holliger P Blanc P L 1996 Natural fission reactors in the Franceville Basin Gabon a review of the conditions and results of a critical event in a geologic system Geochimica et Cosmochimica Acta 60 25 4831 4852 Bibcode 1996GeCoA 60 4831G doi 10 1016 S0016 7037 96 00245 1 Kuroda P K On the Nuclear Physical Stability of the Uranium Minerals angl Journal of Chemical Physics journal 1956 Vol 25 S 781 782 1295 1296 Bibcode 1956JChPh 25 781K DOI 10 1063 1 1743058 Meshik A P et al Record of Cycling Operation of the Natural Nuclear Reactor in the Oklo Okelobondo Area in Gabon angl Physical Review Letters journal 2004 Vol 93 18 S 182302 Bibcode 2004PhRvL 93r2302M DOI 10 1103 PhysRevLett 93 182302 PubMed Literatura ta dzherela RedaguvatiGeorge A Cowan A Natural Fission Reactor Scientific American July 1976 Aleks Meshik Drevnij yadernyj reaktor V mire nauki Scientific American 2 2006 The natural nuclear reactor at Oklo A comparison with modern nuclear reactors Radiation Information Network April 2005 Arhivovano 21 serpnya 2017 u Wayback Machine Oklo Fossil Reactors A Natural Nuclear Reactor In Gabon angl Oklo Natural Nuclear Reactors Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Prirodnij atomnij reaktor Oklo amp oldid 39830051