Gabono gamtos branduolio dalijimosi reaktorius, Vakarų Afrika

2023 Autorius: Sherilyn Boyd | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-05-26 18:30

Norint suprasti, kaip atsirado natūralus branduolinis reaktorius, jis padeda suprasti šiek tiek branduolinių reakcijų istoriją ir mokslą.

Branduolinės reakcijos trumpai

Pasak Tarptautinės atominės energijos komisijos (TATENA), daugiau nei 400 atominių elektrinių veikia daugiau nei 30 šalių; ir nepaisant neseniai įvykusių katastrofiškų saugumo nesėkmių, tokių kaip tragicija "Fukushima Daiichi", 2011 m. šiuo metu kuriama beveik 70 naujų atominių elektrinių. Taigi kodėl mes toliau kurti tokius potencialiai pavojingus įrenginius? Galia, kad, nepaisant tokių nelaimių, kaip Černobylio ir Fukušimos, megavatų megavatams iš tiesų apskritai apskritai laikoma saugesnė ir "ekologiškesnė" nei energija, gauta per anglį ar dujas.

Šio tipo branduolinė energija yra sukurta, kai izotopas, dažnai uranas 235 (U-235), yra bombarduotas su neutronu. Susitraukimas paprastai pertraukia izotopą į du gabalus, kurių kiekvienoje yra pusė pirminio atomo neutronų ir protonų, vadinamame branduolio dalijimu. Reakcijos metu prarandamas nedidelis masės kiekis, kuris yra nedidelis medžiagos kiekis, kuris paverčiamas santykinai dideliu energijos kiekiu.

Tipiškame reaktoriuje surenkama daug U-235, o po to bombarduojama su neutronais; kiekviename susidūrime tarp U-235 ir neutrono dar du neutronai gaminami kartu su energijos išleidimu. Tol, kol yra pakankamai U-235 izotopų, šie papildomi neutronai sukels papildomas reakcijas. Reakcijos eksponentiškai auga procese, vadinamą grandinine reakcija, kuri gamina dar daugiau energijos. Branduolinės jėgainės naudoja energiją iš šių kontroliuojamų grandininių reakcijų ir konvertuoja ją į elektros energiją, kuri įgalina tokius dalykus kaip šis "MacBook Air", apie kurį rašau.

Uranas-235

Uranas yra vienas iš sunkiausių elementų, kurio atominis svoris 238,03. Kalbant apie šį straipsnį, tik trys jo izotopai yra natūraliai aptiktos Žemės plutoje; U-238, kuris sudaro 99,3% viso urano, U-235, kurio sudėtyje yra dauguma likusių.7% ir U-234, kurie yra tik nedaugelio kiekių. U-238 tik švelniai reaguoja ir negeria gerai dalios medžiagos. Tačiau U-235 yra išskirtinis, kuris yra suskaidytas ir gamina daug energijos.

Kai jis išeina iš žemės, urano rūdą sudaro trys izotopai jų santykinėje proporcijoje. Norint būti dalijamam, U-235 kiekis rūdoje turi būti padidintas nuo 7% iki 5% visos. Šis procesas vadinamas urano sodrinimu. Tipiškame sodrinimo scenarijuje uranas virsta dujų, urano heksafluoridu (UF-6), o dujos yra atskirtos pagal svorį (atminkite, kad U-234 ir U-235 yra lengvesni už U-238). Atskyrimas leidžia pašalinti pakankamai sunkesnio urano, o likusi medžiaga galiausiai turi tinkamą U-235 koncentraciją skilimui.

Gabono branduolinis reaktorius

Galite paklausti: "Jei urano rūdos netinka branduolinėms reakcijoms be sudėtingo, žmogaus kūno auginimo proceso, kaip natūralus gaminys prasidėjo beveik prieš du milijardus metų?" Geras klausimas, o atsakymas - ne "užsieniečiai".

U-235 turi žymiai trumpesnį pusėjimo laiką nei U-238, taigi tolimoje praeityje jis turėjo būti daug gausesnis ir labiau koncentruojamas nei šiandien. Mokslininkas Paul K. Kuroda 1956 m. Pasiūlė, kad ši turtinga U-235 rūdys tinkamomis sąlygomis būtų padėjusi branduolių dalijimąsi ir grandinines reakcijas, kurios sudarytų natūralius branduolinius reaktorius.

Yra du teorijos apie tai, kaip Gabono reaktorius dirbo, nors abu tūkstantmečio laikotarpiu abu prisiima grandininės reakcijos, nutraukimo, aušinimo, kartojimo ciklą, kol išsibarstama medžiaga nebebūtų.

Viena teorija siūlo, kad uranas buvo padengtas požeminiu vandeniu, kuris sumažino neutronus ir suteikė aplinką, palaikančią grandininę reakciją. Pagaminta energija ilgainiui perkaišo gruntinius vandenis ir virinama. Pasibaigus požeminiam vandeniui, reakcija sustojo. Galų gale vanduo grįžo į urano urvą, o procesas pakartojo, kol koncentracija buvo per žema, kad būtų palaikomos tolesnės reakcijos.

Antroji teorija, kuri nėra gerai pripažinta, pasiūlė, kad deginimo reaktorius išleido tam tikrus retųjų žemių elementus, tokius kaip samariumas, gadolinis ir disprozis, kuris absorbavo neutronus ir sustabdė grandininę reakciją tam tikru metu arba tam tikrose vietose tik jis pasirodo netoliese.

Informacija apie pirmąją teoriją buvo pateikta 2009 m Space Daily 2004 metais:

Toks panašumas (į geizerį) rodo, kad po pusvalandžio nuo grandininės reakcijos pradžios neribotas vanduo buvo paverčiamas garais, mažėja šiluminių neutronų srautas ir reaktorius subakritiškas.

Reaktoriui atvėsti liko bent dvi su puse valandos, kol prasidėjo dalijimas Xe (ksenonas).Tada vanduo grįžo į reaktorių zoną, užtikrinant neutronų saikingumą ir dar kartą sukurdamas savarankišką grandinę.

Oklo iškastinio skilimo reaktoriaus įrodymas

Taigi, kaip mes žinome, kad tai visada įvyko? Keletas priežasčių.

Pirma, pradiniame Prancūzijos tyrime 1972 m. Buvo nustatyta, kad U-235 koncentracija iš teritorijos buvo daug mažesnė, nei paprastai būdinga gamtoje; Iš tikrųjų, Oklo mėginių koncentracijos buvo panašios į išleidžiamame branduoliniame kure.

Antra, prancūzai taip pat atrado neatitikimus iš kitų teritorijos izotopų, įskaitant neodimą ir rutenį, kurie abu sutampa su U-235 dalijimu.

Trečia, 2004 m. Tyrime Vašingtono universiteto fizikai, tyrę vietą, atrado padidėjusius cirkonio, cerio ir stroncio kiekius, kurie susidarė branduolio dalijimosi metu.

Ketvirta, amerikiečių mokslininkai taip pat nustatė, kad "Oklo" induose buvo didžiausios kenksmingo kibirkštinio kriptono ir kriptono koncentracijos.

Oklo reaktoriaus pamokos

Vienas nuostabus "Oklo" atradimas yra tas, kad, kitaip nei mūsų reaktoriai, kurie gamina daug toksinių atliekų, kurių niekas nenori saugoti (pagalvokite apie "Yucca Mountain"), "Mother Nature" saugiai šalina javus. Remiantis "Wash U" tyrėjais, natūralus reaktorius saugiai įstrigo toksines atliekas (Xe ir Kr-85) cheminiu junginiu, aluminofosfatu:

Nuostabu, kad natūrali branduolinė reakcija gali pasiekti kritines sąlygas ir kad ji taip pat gali saugoti savo atliekas.

Galutinėje pastaboje raginama žinoti, kad natūraliai vykstantis U-235 šiandien neegzistuoja koncentracijose, reikalingose šiuolaikinio natūralaus branduolinio reaktoriaus paleidimui ar palaikymui. Taigi, nors kada nors mes turėsime gyventi per kitą Černobylį, bent jau mes žinome, kad mes tik kalti. üòâ

Premijos faktai:

• "Three Mile Island", atominės elektrinės avarija šalia Middletown, Pensilvanijos valstija, yra pati rimta elektrinės avarija JAV istorijoje. Tai nesukėlė jokių mirčių ir nesukėlė žalos dirbantiems darbininkams ar netoliese esančiai bendruomenei. Jis vis dar buvo vertinamas INES 5 lygio, nors jis tikrai turėjo būti priskirtas 2 lygiui.
• Jei per 1979 m. Įvykusį nelaimingą atsitikimą jūs stovyklavote Trijų mylių saloje esančiame įrenginyje, nelaimingo atsitikimo metu gavote tik papildomus 80 milijardų eksponatų. Norėdami pamatyti, jei jūs kada nors turėjo savo stuburo x-ray, jūs gavote apie dvigubai, kad tik per kelias sekundes nuo rentgeno. Jei per avariją esate maždaug 10 mylių nuo reaktoriaus, jūs gavote apie 8 milijardą ar ekvivalentinę jonizuojančiąją spinduliuotę, kuria valgoma 800 bananų, kurie natūraliai yra radioaktyvūs. Nėra žinomų mirčių, vėžio ir pan. tai atsirado dėl trijų mylių salos avarijos.
• Visuomenės reakcija į Trijų mylių salą iš esmės pasitraukė iš to, ką tikėtinas įvykis. Tai daugiausia buvo dėl dezinformacijos spaudoje; jonizuojančiosios spinduliuotės supratimas plačiajai visuomenei; ir tai, kad ne 12 dienų prieš tai atsitiko, filmas Kinijos sindromas buvo išleistas. Filmo sklypas buvo toks kaip nesaugūs branduoliniai reaktoriai ir tik visi apie filmą, bet vienas iš pagrindinių veikėjų bandė jį uždengti. Kinijos sindromas Filmo pavadinimo idėja kilo iš prielaidos, kad, jei amerikietiško branduolinio reaktoriaus branduolys būtų ištirpsta, jis išsilydo per Žemės centrą į Kiniją. Susipažinimas su faktu, kad iš JAV, o ne iš Kinijos, iš tikrųjų yra Indijos vandenynas, kuris yra priešingoje Žemės pusėje, ir akivaizdžios problemos, susijusios su "melt per žemę", negalėjo būti geresnės laiko filmą iki laisvos reklamos per spaudą dėl trijų mylių salos incidento. Filmas buvo nominuotas keliems akademijos apdovanojimams, įskaitant geriausią Jane Fonda aktorę.
• Nuostabiai, jei iš tikrųjų galėtume visiškai paversti medžiagą energija, kai 1 kg medžiagos visiškai naikinamos, energija, pagaminta iš tik nedidelio kiekio medžiagos, yra apie 42,95 mega tonų TNT. Taigi, suaugusio vyro, sveriančio maždaug 200 svarų sterlingų, kažkur arti 4000 megatonų TNT potencialo, jei jie visiškai pašalinami.
• Tai yra apie 80 kartų daugiau energijos, nei buvo sukurta didžiausia kibirkščiavusi atominė bombų "Tzar Bomba", kuri patys sukūrė sprogimą, kurio apytikriai 1400 kartų galingesnė už kombinuotus Hirosimos ir Nagasakio bombų sprogimus.

• Toliau iliustruoja, kad 1 megatonas TNT, konvertuojamas į kilovatvalandę, duoda pakankamai energijos, kad vidutiniškai amerikietiškos namo galios apie 100 000 metų. Taip pat pakanka įveikti visas Jungtines Amerikos Valstijas šiek tiek daugiau nei 3 dienas. Taigi, 1 kg tam tikrų dalykų būtų visiškai sunaikinta, galėtų valdyti visą Jungtines Amerikos Valstijas maždaug keturis mėnesius. Vienas su vidutiniu suaugusiu vyru, kuris, visiškai visiškai sunaikinus, gamins pakankamai energijos, kad galėtumėte JAV įveikti apie 30 metų. Išspręsta energetikos krizė.

  

• Dėl visiškai nerimą keliančio masto tipiškas supernovos sprogimas pasieks 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 megatontų TNT. * bokštai kampe *