奥克洛核反应堆未解之谜,奥克洛铀矿核反应堆

未解之谜 2023-03-16 07:25www.188915.com世界未解之谜

奥克洛核反应堆未解之谜核反应堆位于美国加利福尼亚州奥克兰市,是世界上最大的核反应堆之一。奥克洛核反应堆的发电功率高达每小时300万千瓦,相当于一座大型发电厂的发电量。这个核反应堆还有一个特点,那就是它的冷却系统非常先进,可以在零下200摄氏度的环境下工作。

1972年5月,在法国的一个铀浓缩工厂里,科学家们检查了来自西非加蓬的铀矿石,发现这些铀矿石中铀的同位素比例发生了变化,于是就发现了一个天然的核反应堆,这个核反应堆在大约17亿年前开始反应,断断续续地进行了几十万年,平均产生了大约100千瓦的能量。为了了解天然核反应堆是如何产生的,要说一下核反应的历史和科学。

核电站是如何利用核能发电

根据国际原子能委员会(原子能机构)的报告,目前在30多个国家有400多座核电站;尽管在2011年福岛第一核电站发生了灾难性的安全事故,但目前仍有近70座新核电站在建中。那么,我们为什么要继续建造这些有潜在危险的核设施呢?尽管发生了切尔诺贝利和福岛等灾难,但,核反应发电实际上比煤炭或天然气发电更安全、更“环保”。

核电站发电的核能是同位素铀235 (U-235)受到中子轰击时产生的。碰撞通常会将同位素分裂成两部分,每一部分都包含原原子中一半的中子和质子,这个过程称为核裂变。在反应过程中,会有少量的质量损失,这一小部分会通过质能方程转化成能量。

在一个典型的核反应堆中,大量的U-235被集中起来,然后用中子轰击;在U-235和中子的每一次碰撞中,都会产生两个以上的自由中子,释放出能量。只要有足够的铀-235,那些多余的中子就会引起额外的连锁反应,称为链式反应!核反应的过程呈指数增长,会产生更多的能量。核电站就是利用受控的连锁反应产生稳定的能量,将其转化为电能。

铀- 235怎么来

铀是最重的元素之一,原子量为238.03。在地壳中存在铀的三种同位素;U-238占了所有铀的99.3%,U-235占了剩下的0.7%,而U-234只占了极小的一部分。U-238只会发生轻度的裂变反应,不能产生良好的裂变物质。,U-235在分裂和产生大量能量方面表现的更为突出。

当铀矿石从地下开采出来时,铀矿石中这三种同位素按相对比例组成。为了达到可裂变的目的,矿石中的铀235含量必须从百分之0.7增加到百分之5左右。这个过程被称为铀浓缩。在典型的铀浓缩方案中,铀被转化为气体六氟化铀(UF-6),气体会按其重量分开(U-234和U-235比U-238轻)。在浓缩的过程中重铀就会被分离出来,而剩余的U-235浓度则用来进行核裂变。

加蓬的核反应堆

我们知道U-235的半衰期比U-238短得多,这说明在很久以前,U-235的含量应该比现在丰富得多,浓度也应该比现在高。1956年,科学家保罗·k·黑田东彦(Paul K. Kuroda)提出,在适当的条件下,大约20亿年前u -235含量丰富的矿石可以支持核裂变和链式反应,从而形成天然的核反应堆。

关于加蓬反应堆是如何工作的,有两种理论,但它们都假设了一个连锁反应、停止、冷却、再启动的循环,持续数千年,直到可裂变物质耗尽后彻底停止。

一种理论认为,铀被地下水覆盖,地下水减缓了中子的速度,并提供了一个支持链式反应的环境。产生的能量最终把地下水加热到沸腾,然后水蒸发掉。随着地下水的消失,反应也就停止了。最终,水又渗回到铀矿溶洞里,这个反应过程又重复了一遍,直到U-238浓度太低,不足以支持进一步的反应。

第二种理论没有被普遍地接受,它认为燃烧的反应堆释放了某些稀土元素,比如钐、钆和镝,它们吸收了部分中子,停止了链式反应,一段时间后,反应又进行,中子又被吸收,反应减缓停止,直到U-238的浓度不再支撑核反应。

奥克洛核反应堆的证据

那么我们怎么知道西非加蓬奥克洛曾经发生过核反应呢?有以下几个原因。

  • ,在1972年法国的初步调查中,发现该地点的U-235浓度远远低于通常在自然界中观察到的浓度;事实上,来自奥克洛样品的浓度与在废核燃料中发现的浓度相似。

  • ,法国人还发现了该遗址其他同位素的差异,包括钕和钌,两者都与U-235裂变相一致。
  • 第三,在2004年的一项研究中,华盛顿大学的物理学家在调查现场时发现,化石中通过核裂变产生了大量的锆、铈和锶。
  • 第四,美国学者还发现,奥克矿床含有迄今发现的最大浓度的由裂变产生的氙和氪。
奥克洛反应堆给我们的启示

我们的裂变反应堆通常会产生大量有毒废物,如何处理核废料一直是我们头疼的问题,从奥克洛反应堆中,我们发现大自然母亲可以安全地处理这些核废料。据华盛顿大学的研究人员称,该天然反应堆将有毒废物(Xe和kr85)安全地困在了化合物磷酸铝中,并且达到了一种临界状态!这为我们往后处理核废料提供了一种思路。

一奥克落核反应堆

大约90年前,《玛雅预言经》被美国人找到,预言全球将在2012年走到终点。,预言没有应验,也没有任何无法想象的灾难出现。

但也不代表所有的预言都没有价值。因为在66年前,就曾经有多个国家的科学家纷纷提出“核预言”,其中也包括中国科学家。预言16年后,全球科学家在非洲终于找到了证据,也因为这些证据,科学家的“核预言”被彻底证实。

二战结束后,全球国家都在积极研制核武器,这其中就包括两次被德国捶爆的法国。法国推动的核计划,试图制造出美国向各国展示的大杀器,法国在殖民地范围内大肆搜罗核武器的制造原料--铀矿石。

而曾经作为法国殖民的加蓬共和国,就有一个已经探明的铀矿。1972年,法国政府从加蓬共和国接收了一批铀矿石。就在提炼铀-235的过程中,法国科学家才发现这是一批“二手货”,铀-235含量还不到0.3%,这一数值远低于天然铀矿石0.72%的含量。

,法国的第一反应就是加蓬共和国在偷偷提炼铀-235。只不过这一念头刚一浮现,就被所有人推翻了。因为法国科学家和法国政府明白,哪怕再给加蓬共和国50年的时间,他们也不能提炼出。

而就在法国科学家不解的时候,有人突然提起了1956年的“核预言”,这让所有科学家迅速回忆起了16年前的一幕。当时一名移民美国的日本物理学家曾经预言,在全球的角落中,一定会有不为人知的核反应堆在进行,它不需要人为推动,完全靠天生地养。

几年后,中国科学院的侯德封先生,也提出了类似的核预言。侯德封先生指出,自然铀矿石中,铀-235的含量基本上都在0.72%左右,这是自然衍变的结果,而在上一个半衰期前,也就是7亿年前,铀矿石的铀-235含量应该在1.5%左右,而在14亿年前,含量应该是3%。

根据这样的科学推测,侯德封先生预言,20亿年前的铀矿石的铀-235的含量足以支持核裂变,在合适的外部条件下,一定会发生自持链式核裂变反应,进而形成一个非人为推动的核反应堆。

而法国收到的“二手”铀矿石,让法国人意识到了核预言应该是真的。随后,法国科学家就立即赶往了加蓬共和国的奥克洛铀矿。

经过系统的调查研究,奥克洛矿区内果然存在了多个核反应堆。在自然环境的控制下,奥克洛反应堆就像实验室内一样精准,在上百万年的时间内一直缓慢进行,从未发生核爆炸。

而加蓬共和国“二手”铀矿石和自然反应堆的发现,也直接证实了科学家的核预言完全真实。不同于灭世预言,这样的预言有根有据,它的存在有着不可忽视的科学价值。

二奥洛克天然反应堆

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