Azt hihetnénk, a hasadóanyagokkal dolgozó atomreaktorok a modern kor innovációi, pedig jó pár évvel ezelőtt kiderült, ennél már jóval korábban, évmilliárdokkal ezelőtt is működött ilyen „létesítmény’.
Még 1972-ben bukkant rá egy francia fizikus valami nagyon fura dologra egy, a közép-afrikai Gabonban található uránbányából kinyert uránmintával kapcsolatban. A kiváló minőségű érc vizsgálata során kiderült, hogy a normálisnál alacsonyabb arányban tartalmaz urán-235-öt (U-235) – a hasadóképes fajtát. Csak egy kicsivel kevesebbet, de ez elég volt arra, hogy elgondolkoztassa a kutatókat – írja a ZME Science.

Oklói uránbánya
Department of Energy
A fizikusok első, logikus válasza az U-235 ilyen szokatlan arányára az volt, hogy ez nem természetes urán. A mai természetes urán összes mennyisége 0,720% U-235-öt tartalmaz. Ha a földkéregből, a holdkőzetekből vagy meteoritokból nyernénk ki, akkor ezt találnánk. De az az oklói kőzetdarab csak 0,717%-ot tartalmazott.
Mit jelentett ez? A fizikusok először arra gondoltak, hogy az uránérc mesterséges hasadáson ment keresztül, azaz hogy az U-235 izotópok egy része nukleáris láncreakció során kényszerült hasadásra. Ez magyarázhatja, miért volt az arány alacsonyabb a normálisnál. Azonban a kiegészítő elemzések után kiderült, hogy az uránérc teljesen természetes eredetű. Azonban még ennél is megdöbbentőbb volt, hogy hasadási termékek nyomát fedezték fel benne.
A következtetés: az uránérc természetes eredetű és hasadáson ment keresztül. Csak egy lehetséges magyarázat volt: az urán valóban hasadáson ment keresztül, egy olyan folyamaton, amelyet az atomreaktorokban is alkalmaznak, azonban nem emberi létesítményben, hanem természetes körülmények között, méghozzá akkor, amikor a Föld még fiatal bolygó volt.

Oklói minta a bécsi Természettudományi Múzeumban
Ludovic Ferrière
A maghasadásos reakciók létrejöttéhez azonban megfelelő anyagokra, kísérő anyagokra és gondos szabályozásra van szükség, fejlett emberi technológiára, ezért is meglepő, hogy ilyesmit találtak csak úgy a természetben. Pedig egy japán-amerikai vegyész, Paul Kazuo Kuroda már 1956-ban megjósolta, hogy természetes körülmények között is kialakulhatnak hasadási reaktorok. Munkájára azonban csak kevesen figyeltek fel, és azok is meglehetősen szkeptikusak voltak, ugyanis a vegyész által felvázolt körülmények valószínűtlennek tűntek.
Ahhoz, hogy a maghasadási reakció beinduljon, mindenekelőtt elegendő urán-235 izotópra van szükség. Kétmilliárd évvel ezelőtt viszont ez az izotóp még nagyobb mennyiségben volt jelen, a természetes urán mintegy 3 százalékát tette ki. Ez önmagában azonban még kevés, szükség van úgynevezett moderátorra is a neutronok lassításához és a hasadás valószínűbbé tételéhez. A gaboni Oklo uránlelőhelynél a talajvíz volt ez a bizonyos moderátor: ahogy beszivárgott az uránlelőhelyekre, lassította neutronokat, elősegítve, illetve szabályozva a tartós láncreakciót. Ráadásul nem voltak itt jelen olyan „szennyező anyagok”, például bór vagy lítium, amelyek megállítják a hasadást.
A kutatók azt is kiderítették, hogy az oklói ősreaktor nem működött folyamatosan. Egy idő után ugyanis a reakció felmelegítette a talajvizet, amely végül gőzként elpárolgott, nélküle viszont abbamaradt a reakció. Miután a terület lehűlt, ismét tudott talajvíz beszivárogni, és a reakció újraindult. Ez a ciklus több százezer éven keresztül ismétlődött, és – a számítások szerint – 15 ezer megawattévnyi hasadási energiát produkált, ami egy 1500 MW-os reaktor tíz évnyi üzemeltetésének felel meg.
Az oklói ásványokba zárt xenongáz arra is választ adott, hogyan állt végül le a reaktor. Mivel a maghasadás során különböző xenon izotópok keletkeznek, az arányaik árulkodhatnak a hasadás körülményeiről, nyomokat rejthetnek a reaktor stabilitására vonatkozóan. Ezen xenon izotópok tanulmányozásából kiderült, hogy idővel az urán-235 fogyni kezdett, és amikor a mennyisége egy adott küszöbérték alá csökkent, már nem volt üzemanyag a reaktor működésének fenntartásához. Az oklói uránbányák mára kimerültek, de egyes mintákat még múzeumokban őriznek, többek között a bécsi Természettudományi Múzeumban.
A szakértők gyanítják, hogy más hasonló természetes reaktorok is lehettek a világon, de ezeket geológiai folyamatok pusztították el, erodálták vagy aláásták, vagy egyszerűen nem találták meg őket.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.