20亿年前的核反应堆,真相到底是什么?

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  好奇是人类的本能,过度的好奇则催生了人们的猎奇心理,这就是为什么我们总是容易被那些违背常规知识体系的事件所吸引,而正经八百的科普文,却鲜有人关注。
  众所周知,万事万物都是从无到有,包括我们如今所拥有的科技和文明,都是从落后和蛮荒循序渐进发展而来。然而近些年网络上有这样一种说法:20亿年前地球上就有核反应堆,该反应堆在非洲被发现!这完全违背了我们的常识,但恰恰迎合了我们的猎奇心理,所以关于此事件的“報道”和视频通常能收获10万以上的点击量。
  这个核反应堆真的存在吗?假如它确实存在,是不是意味着远在人类的祖先诞生之前,地球上就曾经存在过某种超级文明?或是有外星人前来地球建立过核设施?真相到底是什么?

加蓬共和国的“远古反应堆”

奥克洛核反应堆

  这个故事的前半部分是真实存在的事件。加蓬共和国确实产铀,法国也确实从加蓬进口铀矿,核电站在使用铀矿之前要提炼这些铀,为了更有效率地提炼铀矿,在提炼之前会对同一批次的矿石进行成分分析。法国在成分分析的过程中确实曾发现铀矿有问题,也确实派出了科研人员对铀矿进行调查。
  问题在于故事的后半截,科研人员并未发现所谓的布局合理的核电站,这批铀矿石之所以异常,完全是大自然的鬼斧神工而已。

真相到底是什么?


  现代核反应堆离不开放射性元素:铀。铀在自然界有三种同位素:铀234、铀235、铀238,这三种铀的同位素中,铀234的含量可以忽略不计。铀矿中主要成分为铀235和铀238,其中铀235的比例为0.72%,而铀238的比例则有99.28%,无论从世界上哪一个铀矿中采掘出来的矿样,铀235和铀238的比例都始终不变。
  不过在开采出来的铀矿中,只有铀235能产生核裂变,核电站使用的是浓度为3%的铀235,就是所谓的低浓缩铀了;若浓度大于80%则称为高浓缩铀,大于90%则称为武器级高浓缩铀。核电站为了发电,必然要对铀矿石进行浓缩,才能制成3%的低浓缩铀。
加蓬共和国所在的位置

  核武器中的铀元素浓度极高,所以链式反应发生的速度极快,最终结果是导致剧烈的爆炸。
  核反应堆中的铀浓度较低,所以链式反应速度慢,可以进行控制。在链式反应过程中,会释放大量的热,用这个热量去烧水,让水变成蒸汽,再以蒸汽推动水轮机,就是核反应堆的工作原理。如何控制链式反应呢?核电站一般会用石墨、重水、轻水等材料制成反应堆减速剂,来控制链式反应的速度。
  在加蓬共和国的“天然反应堆”中,地下水就扮演了减速剂的角色。
  在奥克洛矿场,部分区域内砂岩中的铀元素不断富集,可一度富集到3.6%的浓度,这个浓度已远远高于现代核反应堆的核燃料棒浓度。在这个浓度下,这些富含铀的矿石自然就会发生核反应。正如前文所说,砂岩如同海绵,它们能够赋存大量的地下水——作为“核燃料棒”的高铀浓度砂岩有了,控制核反应速度的“减速剂”地下水也有了,核反应就这样在地下悄然启动。
  在这座“天然核反应堆”运行期间,由于核燃料在不断消耗,每当铀浓度到达临界浓度以下,或当地下水因高温而蒸发后,链式反应自然就会逐渐中止。之后随着铀矿矿液让砂岩中的铀元素再度富集,以及地下水的再次涌现,核反应同样也会“重出江湖”。
  这就是为什么奥克洛矿场的“天然核反应堆”能断断续续自己运行50万年。
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