Hai tỷ năm trước, các phần của mỏ uranium ở Châu Phi đã tự phát trải qua quá trình phân hạch hạt nhân. Các nhà khoa học ước tính rằng lò phản ứng hạt nhân này, bao gồm 16 địa điểm, đã hoạt động được ít nhất 500 nghìn năm. Thật đáng kinh ngạc, so với lò phản ứng hạt nhân khổng lồ này, các lò phản ứng hạt nhân hiện đại của chúng ta vượt trội hơn cả về thiết kế lẫn chức năng. Như đã đưa tin trên tạp chí Scientific American: “Điều thực sự đáng kinh ngạc là hơn một chục lò phản ứng tự nhiên đã tự nhiên hồi sinh cùng một lúc và chúng đã cố gắng duy trì sản lượng vừa phải trong khoảng vài trăm thiên niên kỷ."

Khám phá này hấp dẫn đến mức các nhà khoa học phải thốt lên rằng “Việc phát hiện ra một lò phản ứng hạt nhân tự nhiên ở vùng Oklo thuộc bang Gabon (Tây Phi) vào năm 1972 có lẽ là một trong những bước phát triển quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý lò phản ứng kể từ năm 1942 khi Enrico Fermi và nhóm của ông đạt được một bản thể nhân tạo và bền vững. -Duy trì phản ứng phân hạch dây chuyền".

Bất cứ khi nào chúng ta nghe thấy thuật ngữ "lò phản ứng hạt nhân", chúng ta nghĩ ngay đến một công trình nhân tạo. Nhưng trường hợp ở đây lại là một chuyện khác. Lò phản ứng hạt nhân này thực sự nằm trong một vùng có uranium tự nhiên trong lớp vỏ hành tinh của chúng ta, nằm ở Okla, Gabon. Hóa ra, uranium có tính phóng xạ tự nhiên và các điều kiện xảy ra ở Okla hóa ra là HOÀN HẢO, cho phép xảy ra phản ứng hạt nhân.

Trên thực tế, Oklo là địa điểm duy nhất được biết đến về hiện tượng như vậy trên hành tinh và bao gồm 16 địa điểm mà các nhà khoa học cho rằng "sự phân hạch hạt nhân tự duy trì" xảy ra khoảng 1,7 tỷ năm trước, với công suất trung bình khoảng 100 kW năng lượng nhiệt. . Các mỏ quặng uranium ở Oklo là địa điểm duy nhất được biết đến có tồn tại các lò phản ứng hạt nhân tự nhiên, nhưng bằng cách nào? Tại sao nơi khác trên Trái đất không có lò phản ứng hạt nhân tự nhiên?

Theo các báo cáo, một lò phản ứng hạt nhân tự nhiên được tạo ra khi một mỏ khoáng sản giàu uranium bị ngập trong nước ngầm, hoạt động như một chất điều tiết neutron và do đó gây ra phản ứng dây chuyền hạt nhân. Nhiệt từ phản ứng phân hạch hạt nhân làm cho nước ngầm sôi lên, làm chậm hoặc ngừng phản ứng. Sau khi các khoáng chất nguội đi, nước quay trở lại và phản ứng lại bắt đầu, hoàn thành một chu trình đầy đủ cứ sau 3 giờ. Những chu kỳ phản ứng phân hạch này tiếp tục trong hàng trăm nghìn năm, kết thúc khi lượng vật liệu phân hạch ngày càng giảm không còn có thể duy trì phản ứng dây chuyền.

Khám phá đáng kinh ngạc (theo nghĩa đen) này được thực hiện vào năm 1972 khi các nhà khoa học Pháp lấy quặng uranium từ một mỏ ở Gabon để kiểm tra hàm lượng uranium. Quặng uranium bao gồm ba đồng vị uranium, mỗi đồng vị chứa một số neutron khác nhau. Đó là uranium 238, uranium 234 và uranium 235. Uranium 235 là loại duy nhất được các nhà khoa học quan tâm nhất vì nó có thể duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân.

Điều đáng ngạc nhiên là phản ứng hạt nhân xảy ra bằng cách tạo ra plutonium như một sản phẩm phụ, và phản ứng hạt nhân sau đó tự điều tiết. Đây được coi là “chén thánh” của khoa học nguyên tử. Khả năng giảm thiểu phản ứng có nghĩa là khi phản ứng đã bắt đầu, công suất đầu ra có thể được sử dụng một cách có kiểm soát với khả năng ngăn chặn các vụ nổ thảm khốc hoặc giải phóng năng lượng trong một khoảnh khắc.

Họ cũng phát hiện ra rằng nước được sử dụng để điều tiết phản ứng giống như cách làm mát các lò phản ứng hạt nhân hiện đại bằng cách sử dụng các thanh than chì-cadmium để ngăn lò phản ứng trở nên nguy kịch và phát nổ. Tất nhiên, tất cả điều này là "về bản chất".

Nhưng tại sao những bộ phận này của vòng bi không phát nổ và tự hủy ngay sau khi bắt đầu phản ứng dây chuyền hạt nhân? Cơ chế nào cung cấp sự tự điều chỉnh cần thiết? Các lò phản ứng này chạy ổn định hay ở chế độ khởi động-dừng?

Rốt cuộc, thiên nhiên thật đáng kinh ngạc về mọi mặt.