Техника - молодёжи 1978-08, страница 22

ЧУДО ПРИРОДЫ:

ЕСТЕСТВЕННЫЙ

АТОМНЫЙ

РЕАКТОР

БОРИС СМЛГИН, инженер

Многие научные открытия начинались с арифметики. Классический пример тому — поистине детектив ная история инертного газа аргона. В конце прошлого века, когда ученые наконец сумели точно взвесить целый ряд газообразных веществ, они с удивлением заметили, что вес этот зависел от метода получения газа. Особенное недоумение вызвал азот. Литр газа, полученного из земных минералов, весил 1,2507 г, а литр «воздушного» азота на 58 десятитысячных больше. Причем >аз ница оставалась постоянной. После долгих размышлений и экспериментов ученые выяснили, что в азоте, добытом из воздуха, присутствует примесь неизвестного дотоле газа аргона, который ни в какие реакции ие вступал, а потому не мог сопровождать азот в различных химических соединениях.

История, о которой мы хотим рассказать, также основана иа разно сти величин, выражавшихся тысячными долями, хотя, разумеется, аналогия иа этом и кончается. День открытия, которое буквально потрясло науку, датируется точно. 7 июня 1972 года при рядовых измерениях урана, поступившего на обогатительную фабрику одного иа городов Франции, обнаружилось, что изотопа уран-235 (это и есть ядерное топливо) там несколько меньше. Разница была совершенно незначительной — всего лишь 0, 003%, но тем не менее она привлекла внимание технологов. Обогащение урана — операция очень ответственная, дорогостоящая, поэтому необходимо было точно выяс нить причину такого странного отклонения.

Проанализировав все ступени сложного производства, физики наконец добрались до первоисточника. Им оказалась исходная руда, добы

тая в африканском месторождении Окло. Теперь это название, которое было известно лишь узким" специалистам, стало весьма популярным. Еще бы — ведь в Окло человечество впервые столкнулось с ядерным реактором, изготовленным самой природой. Но почему ученые так единодушны в оценке этого яв ления?

Опять-таки основой послужила арифметика. Изотопный состав урана абсолютно стабильный для всех минералов, будь они земного происхождения, метеоритного, Даже лунного. А тут ученые впервые столкнулись с нарушением постоянства изотопного состава.

В число природных постоянных входит и соотношение изотопов урана (U²³⁵/U²³⁸) в природе. Обычно на 1 атом U²³⁶ приходится 139 атомов U^23e. Такое соотношение ученые наблюдали во всех урановых минералах, во всех горных породах и природных водах Земли, а также в лунных образцах.

Реактор Окло пока единственный, зарегистрированный в природе случай, когда это постоянство оказалось нарушенным. Предположение, что уран-235 «выгорел», как это бывает в топках атомных электростанций, поначалу прозвучало как шутка, хотя для того имелись весьма серьезные основания.

Специальная экспедиция ученых, исследовавшая место происшествия, установила, что около двух миллиардов лет назад здесь действительно «работал» природный ядерный реактор.

В те времена, в эпоху докембрия, всю флору планеты составляли лишь мхи и лишайники; ни насекомых, ни рыб, ни животных. И в этом унылом безмолвии трудился ядерный реактор.

Как же природе удалось создать условия для цепной реакции? Ведь все помнят, сколько труда и времени потребовалось ученым и инженерам для создания первых реакторов.

Схема атомного котла (он же ядерный реактор) при всех техноло гических тонкостях в принципе довольно проста. Уран располагается в особой среде — замедлителе. Источник энергии — ядра урана, которые под действием мельчайших частичек — нейтронов делятся на две половинки. Особенность реакции состоит в том, что при делении рождаются новые нейтроны, которые, в свою очередь, могут стать инициаторами процессов деления. Необходимо лишь, чтобы нейтроны уменьшили свою скорость.

На атомных электростанциях в качестве замедлителя используют тяжелую воду (дейтерий) или графит. А природа выбрала обычную воду, которую современные инже неры считают непригодной, так как она поглощает часть нейтронов и уменьшает мощность реактора. Но для природы фактор экоиоми е ский значения не имел. Тяжелой воды и чистого графита в ее распоряжении не было. И она взяла то, чем располагала.

История создания природного реактора выглядит примерно .так. Сначала в дельте древней реки образовался богатый урановой рудой слой песчанйка толщиной до десяти метров и более полукилометра в ширину. Покоилась урановая руда на крепком базальтовом ложе, и долгое время никаких чудес ие происходило.

Сигнал к действию был подан

Природный ядерный реантор вблизи

Окло (Габон, Западна» Африка).

20