Природный ядерный реактор в Окло
Приро́дный я́дерный реа́ктор в О́кло — несколько рудных тел в урановом месторождении Окло в Габоне, в которых около 1,8 млрд лет назад[1] происходила самопроизвольная цепная реакция деления ядер урана. В настоящее время реакция прекратилась из-за истощения запасов изотопа 235U подходящей концентрации.
Это явление было обнаружено в 1972 году аналитиками завода по обогащению урана в Пьерлатте, Франция. Естественные условия, при которых возможна самоподдерживающаяся реакция деления ядер, были предсказаны Полом Кадзуо Куродой в 1956 году и оказались близки к реальности.
Рудные тела, в которых происходила цепная реакция, представляют собой залегающие в пористом песчанике линзовидные образования из уранинита (UO2) диаметром порядка 10 м и толщиной от 20 до 90 см; содержание урана в них составляло от 20 до 80 % (по массе). Определены 16 одиночных реакторов в трёх различных частях месторождения: в Окло, в Окелобондо (Okelobondo, 1,6 км от Окло) и в Бангомбе (Bangombe, 20 км к югу от Окло). Все 16 рудных тел объединяют под общим названием «Природный ядерный реактор Окло».
Окло — единственный известный на Земле естественный ядерный реактор. Цепная реакция началась здесь около 2 млрд лет назад и продолжалась в течение нескольких сотен тысяч лет. Средняя тепловая мощность реактора составляла около 100 кВт[2][3]. И хотя природные цепные реакции в настоящее время невозможны из-за низкого изотопного содержания урана-235 в природном уране вследствие естественного радиоактивного распада, естественные ядерные реакторы могли существовать более миллиарда лет назад, когда содержание урана-235 было выше (например, два миллиарда лет назад концентрация урана-235 составляла 3,7 %, 3 млрд лет — 8,4 %, а 4 млрд лет — 19,2 %)[4].
Феномен Окло" был обнаружен в 1972 году в лаборатории на заводе по обогащению урана в Пьерлатте, Франция. Обычные анализы образца природного урана выявили незначительный, но аномальный дефицит урана 235 (235U). Нормальная доля 235U составляет 0,7202 %, в то время как в данном образце было всего 0,7171 %. Поскольку количество делящихся изотопов точно каталогизировано, эта разница должна была быть объяснена, поэтому CEA начало расследование, в котором участвовали образцы со всех рудников, эксплуатируемых CEA во Франции, Габоне и Нигере, на всех этапах переработки руды и очистки урана.
Для анализа содержания урана и 235U производственный отдел CEA использует аналитическую лабораторию на заводе Pierrelatte и центральную лабораторию анализа и контроля CEA в центре CEA Cadarache, возглавляемую Мишель Нейи, где за масс-спектрометрические анализы отвечает Жан Франсуа Дозоль.[5]
