Задолго до того, как люди начали создавать ядерные реакторы для удовлетворения своих растущих потребностей в энергии, на Земле, ещё в эпоху, когда планета была населена преимущественно микробами, природа опередила нас и создала первый в мире естественный ядерный реактор.
В мае 1972 года физик, работавший на заводе по переработке ядерного топлива в Пьерлатте, Франция, проводил анализ образцов урана, когда обнаружил нечто странное. В обычных месторождениях урановой руды встречаются три изотопа: уран-238, уран-234 и уран-235. Из них уран-238 является самым распространённым, а уран-234 — редчайшим. Изотоп уран-235, который составляет около 0,72% природного урана, является наиболее ценным, так как при обогащении до более чем 3% он становится пригодным для создания устойчивой ядерной реакции.
Однако в образцах из месторождения Окло в Габоне, Африка, содержание урана-235 составляло всего 0,717%. На первый взгляд это кажется незначительным отличием, но на деле это оказалось весьма необычным.
«Сегодня весь природный уран содержит 0,720% урана-235, — объясняет Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ). — Если вы извлечёте его из земной коры, пород Луны или метеоритов, именно такое содержание вы обнаружите. Но тот образец из Окло содержал лишь 0,717%.»
При дальнейшем исследовании учёные обнаружили, что в других образцах из этого месторождения содержание урана-235 было ещё ниже — около 0,4%, что ещё больше усилило загадку. Изначально предполагалось, что урановые залежи подверглись длительной ядерной реакции деления. Однако последующий анализ показал, что уран действительно претерпел естественную цепную реакцию деления, которая случилась около 2 миллиардов лет назад.
«В результате предварительного анализа Боду и его коллеги (1972) заявили, что снижение содержания урана-235 в Окло могло быть вызвано либо изотопным фракционированием, либо естественной цепной реакцией, — говорится в отчёте Геологической службы США. — Вскоре цепная реакция была подтверждена: анализы показали аномальные соотношения изотопов редкоземельных элементов, характерные для процессов деления, а также спектр криптона и ксенона, типичный для деления урана-235.»
Условия для таких реакций в наши дни крайне маловероятны, так как содержание урана-235 в этом месте было значительно выше в прошлом. Более того, для поддержания реакции месторождение должно было быть насыщено грунтовыми водами, которые, как и в современных ядерных реакторах, замедляли нейтроны, образующиеся при делении. Когда вода нагревалась и испарялась в виде пара, нейтроны больше не замедлялись, реакция прекращалась. После охлаждения вода снова проникала в месторождение, и процесс возобновлялся.
Со временем, за тысячи лет ядерных реакций, первый в мире (из известных нам) ядерный реактор постепенно прекратил свою работу.
