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探秘20亿年前的史前天然核反应堆——地外文明的杰作?

2018-06-05 10:32来源:中科院地质地球所作者:宋帅华关键词:核反应堆核裂变核电站收藏点赞

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20亿年前恰好蓝绿藻开始生长,它们通过光合作用增加了水中的氧含量,并使一些铀变成了可溶的氧化物。这些独特的地质条件,为天然核反应堆的形成提供了理想的条件。

(奥克洛天然核反应堆地质结构1. 核反应区域 2. 砂石 3. 铀矿层 4. 花岗岩)

当可溶解铀的浓度达到10%后,核反应便能够启动,这个临界状态开始于18.4±0.7亿年。为了不让能够保持反应的中子逃逸,矿层至少需要0.5米厚。同时,铀235自发裂变时产生快中子,而铀235要进行链式反应,需要吸收热中子。要将快中子的速度降低下来,就需要中子减速剂。液态水正好充当了这个角色。当自持性链式反应开始时,反应堆温度升高,水被汽化,热中子的数量下降使核反应速度下降。于是反应堆温度降低,水蒸气又凝结为液态水,热中子的数量上升,再次引发自持性链式反应。就这样,水作为核反应的缓冲剂,以稳定的自我调节方式,使核连锁反应断断续续的间歇进行了近100万年。在奥克洛矿层范围内的6个地址共有约1吨铀235被裂变。

“奥克洛天然核反应堆的形成与运转,并不是地外高级文明的杰作,而是我们脚下的地球漫长演化史中的惊鸿一瞥,也许未来在地球上我们还能发现更多的天然核反应堆,而地球科学的魅力之一,也正在于可以慢慢揭开地球隐藏在漫长地质历史时期的一些秘密!”

(部分图片引用自维基百科)

(加拿大布鲁斯核电站——全球输出功率最高的在运营核电站)

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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