Природный ядерный реактор Окло: настоящая аномалия, о которой мало кто знает

Раздел о палеоконтакте почти целиком состоит из разборов: находка оказывается подделкой, карта — компиляцией, перевод — вольным. Существует, однако, случай, устроенный ровно наоборот. Здесь аномалия настоящая, объяснение поразительное, а известность почти нулевая.

Речь о месторождении урана Окло в Габоне, где около двух миллиардов лет назад сама по себе работала цепная ядерная реакция.

Это не гипотеза и не спорная интерпретация. Явление зафиксировано измерениями, изучено десятками работ и признано всеми, кто им занимался.

Как это заметили

В июне 1972 года на французском предприятии по обогащению урана проводили рутинный контроль сырья. В образце гексафторида урана доля изотопа урана-235 составила около 0,717 процента вместо стандартных 0,720.

Разница выглядит ничтожной, но природный уран удивительно постоянен по составу: где бы его ни добывали, соотношение изотопов одно и то же. Отклонение в тысячные доли процента означало, что либо ошиблись приборы, либо с этим ураном что-то произошло.

Проверка исключила ошибку. Партию проследили до рудника Окло в Габоне, где нашли участки с ещё более сильным дефицитом: местами урана-235 оставалось около 0,44 процента. Часть его исчезла.

Объяснение предложил Франсис Перрен: уран-235 не исчез, а выгорел, вступив в цепную реакцию деления. В подтверждение в породе нашли характерный набор продуктов деления — неодим, рутений и другие элементы с изотопным составом, какой бывает только в реакторе.

Почему это стало возможно

Идею природного реактора высказал ещё в 1956 году японско-американский химик Пол Курода, рассчитавший, при каких условиях он мог бы запуститься. В Окло эти условия совпали все сразу.

• Возраст. Уран-235 распадается быстрее урана-238: период его полураспада около 704 миллионов лет против 4,5 миллиарда. Два миллиарда лет назад доля урана-235 в природном уране составляла около трёх процентов — ровно столько, сколько содержит топливо современных энергетических реакторов.
• Кислород. К этому времени земная атмосфера уже насытилась кислородом. Окисленный уран растворим в воде, и подземные воды смогли переносить его и концентрировать в осадочных линзах богатой руды.
• Замедлитель. Быстрые нейтроны деления надо замедлить, чтобы реакция шла. Эту роль выполняла обычная грунтовая вода, пропитывавшая пористую породу.
• Отсутствие поглотителей. Руда оказалась достаточно чистой от элементов, жадно захватывающих нейтроны.

Всего в районе Окло, Окелобондо и Бангомбе выявлено около полутора десятков зон, где шла реакция.

Как он работал

Самая изящная часть истории касается режима работы. Реактор не мог гореть непрерывно: разогревшись, он выпаривал воду, лишался замедлителя и глох. Затем порода остывала, вода возвращалась, реакция возобновлялась.

Исследование изотопов ксенона, запертых в минералах зоны реакции, позволило оценить период этого цикла: порядка получаса активной работы и нескольких часов остывания. Средняя тепловая мощность оценивается величиной около ста киловатт, общая продолжительность работы — сотни тысяч лет.

Ядерный реактор с автоматическим саморегулированием, проработавший сотни тысяч лет на воде в качестве замедлителя, собрала геология без всякого участия разума.

Зачем это знать

Окло имеет прямое практическое приложение. Продукты деления, образовавшиеся здесь два миллиарда лет назад, в значительной части остались на месте: они не разошлись по окрестным породам и не были вынесены водой. Для проектировщиков хранилищ радиоактивных отходов это натурный эксперимент невероятной длительности, и он изучается именно с этой целью.

Второе применение — фундаментальная физика. По продуктам деления в Окло проверяют, менялись ли за два миллиарда лет значения физических констант. Ограничения, полученные таким способом, входят в число самых строгих.

История Окло полезна и как пример того, что значит настоящая аномалия. Она началась с расхождения в третьем знаке после запятой, которое кто-то не поленился проверить. Она проверяема: любой может взять образец и измерить. И у неё есть объяснение, которое не потребовалось придумывать — его вывели из физики распада, геохимии урана и истории земной атмосферы.

Природа сделала здесь то, до чего человек дошёл только в 1942 году, и сделала это на два миллиарда лет раньше. Такие вещи впечатляют сильнее любых легенд — с той разницей, что их можно измерить.