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奥克洛核反应堆科学博览

2018-12-06 23:18:58

奥克洛核反应堆科学博览 ——

一般反应堆的回路系统经过多年探索,科学界终于认定,奥克洛铀矿的铀235,是链式反应中生成的“矿渣”,是“核反应堆”曾经存在的证据,这表明奥克洛铀矿区的“核反应堆”,在20亿年前已经点火工作。在20亿年前,奥克洛铀矿中铀235含量比现在高很多,由于某种原因,可能是自然条件得天独厚,此地形成了“核反应堆”。反应堆的燃烧使铀235的链式反应得以缓慢进行,并且在数十亿年演化过程中,断断续续地释放原子能,其方式和间歇泉喷水相似。

这简直是不可思议的。要知道,要发生核裂变链式反应,先要有大量高浓度铀235,而天然铀矿中只含有极少比例的铀235;即使铀235足够多,要想使核反应不成为核爆炸,还必须使用中子慢化剂如重水等;即使上述两个条件满足了,也并不等于真能发生持续的核反应,还必须使铀与慢化剂之间有某种比例的配置。

在人类建造的核电站中,通常都是核裂变反应堆。在这种反应堆中,必须用高纯度浓缩铀或钚为燃料;必须用石墨、重水等慢化剂来获得慢中子;反应堆中必须加装控制棒,使链式反应受人控制,以缓慢释放原子能。如此苛刻的条件,在奥克洛铀矿的“核反应堆”中,是如何实现的呢?至今在科学界仍然存在很多争论。自然的论点是,奥克洛铀矿纯粹是大自然的手笔。20亿年前,种种机缘的巧合,使奥克洛矿区的铀235含量比现在高得多。于是大自然就地取材,利用普通水作“慢化剂和控制阀”,使链式反应在人类难以想象的环境中,简洁而神奇地发生。

水的作用举足轻重,这是科学界的论点。美国科学家亚历山大·梅希克认为,铀235产生的快中子经过矿石中地下水慢化和控制后,变成了慢中子,使链式反应能以缓慢方式发生。更令人称奇的是,铀235发生的每一次链式反应,都可能持续数千年。因为当核反应堆的温度太高时,将有更多的水蒸发掉,于是链式反应速度减慢、规模变小,使核反应堆温度降低甚至熄火。在这以后的漫长岁月中,地下水会重新汇聚,使慢中子增多,链式反应加速,核反应堆温度升高,以实现重新点火启动。所以,有科学家相信,20亿年来,整个链式反应过程像间歇喷泉一样重复发生。显然,地下水是核反应的触发和控制开关,是关键所在。也就是说,奥克洛核反应堆,之所以没像原子弹那样爆炸,“功劳”全在于地下水的神奇控制,使之在持续几千年的链式反应中,一直缓慢释放着原子能。

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