ओक्लो में अद्वितीय प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर, इसके उद्घाटन का इतिहास और संचालन का सिद्धांत

हम सभी इस तथ्य के आदी हैं कि परमाणु रिएक्टर एक जटिल इंजीनियरिंग संरचना है, जो अपेक्षाकृत हाल ही में मानव जाति द्वारा आविष्कार किया गया था और एक नियंत्रित. के माध्यम से लाभ लाने के लिए बनाया गया था परमाणु प्रतिक्रिया।

लेकिन हमारी प्रकृति इतनी अनोखी और विविधतापूर्ण है कि उसने अपना प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर बनाया है, जो एक सौ से अधिक वर्षों से काम करने में कामयाब रहा है, और यह लगभग दो अरब साल पहले था। खोज के इतिहास और इस प्राकृतिक घटना के संचालन के सिद्धांत पर आज की सामग्री में चर्चा की जाएगी।

कैसे एक प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर की खोज की गई

इसलिए, 1956, तथाकथित शीत युद्ध जोरों पर है, और कमोबेश हर बड़ा देश परमाणु शक्तियों के बंद क्लब में प्रवेश करने के लिए यूरेनियम 235 प्राप्त करने का प्रयास कर रहा है। फ्रांस ने भी वही इच्छा दिखाई, लेकिन वह अपने क्षेत्र में यूरेनियम जमा करने में विफल रहा।

लेकिन सौभाग्य से, फ्रांसीसी विशेषज्ञ गैबॉन जैसे देश में समृद्ध ओक्लो क्षेत्र को खोजने में कामयाब रहे (फ्रांस के पास इस देश पर एक महानगर के रूप में शक्ति थी)। लेकिन इस जमा में खनन किया गया यूरेनियम बड़ा अजीब निकला। आखिरकार, वह ऐसा लग रहा था जैसे वह पहले से ही एक ऑपरेटिंग रिएक्टर का दौरा कर चुका हो।

यह 1972 में सांद्रक में किए गए सामान्य मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक विश्लेषण के बाद ज्ञात हुआ।

यह सिर्फ इतना है कि इंजीनियरों को एक अनोखी प्राकृतिक घटना का सामना करना पड़ा - एक प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर, जैसा कि यह निकला, लगभग दो अरब वर्षों तक सफलतापूर्वक काम किया।

परमाणु प्रतिक्रिया का सिद्धांत और यूरेनियम का आधा जीवन 235

यूरेनियम के कई समस्थानिक प्रकृति में पाए जा सकते हैं, लेकिन केवल यूरेनियम 235 परमाणु रिएक्टरों में काम करने और परमाणु बम भरने के लिए उपयुक्त है। इसके अलावा, इस आइसोटोप का आधा जीवन 700 मिलियन वर्ष है, और इस क्षय के परिणामस्वरूप थोरियम 231 बनता है।

लेकिन यूरेनियम 235 को केवल धीमी न्यूट्रॉन से प्रभावित करना पड़ता है, क्योंकि यह तुरंत क्षय हो जाता है। यही इस तत्व को इतना अनूठा बनाता है।

प्रकृति में न्यूट्रॉन विकिरण के कई स्रोत हैं जो क्षय प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने में काफी सक्षम हैं। लेकिन वे यूरेनियम 235 के साथ बातचीत करने के लिए बहुत तेजी से आगे बढ़ रहे हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें बाहरी प्रभावों से मंदी के चरण से गुजरना होगा।

यह पता चला है कि यदि आप U235 को साधारण पानी में डालते हैं, तो यह पर्याप्त न्यूट्रॉन को धीमा कर देता है, और वे यूरेनियम 235 द्वारा अवशोषित हो जाएंगे। यह आइसोटोप यूरेनियम 236 का उत्पादन करेगा, जो बेहद अस्थिर है और तेजी से बेरियम 141 और क्रिप्टन 92, साथ ही साथ तीन उच्च ऊर्जा न्यूट्रॉन में क्षय हो जाता है।

इसलिए, जैसे ही आवंटित तीन न्यूट्रॉन पानी से धीमा हो जाते हैं, उन्हें पहले से ही अवशोषित किया जा सकता है यूरेनियम 235 के तीन समस्थानिक, जो बदले में, तेजी से निकलने के साथ क्षय प्रक्रिया से भी गुजरेंगे न्यूट्रॉन यह परमाणु विखंडन की तेजी से बढ़ती श्रृंखला प्रतिक्रिया को भड़काएगा।

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से तथाकथित कार्बन विश्लेषण करना सीखा है, जो यूरेनियम 235 के अवशिष्ट अंश के निर्धारण पर आधारित है। इस संबंध में, सब कुछ सरल है, यदि आप जानते हैं कि यूरेनियम का निर्माण कब हुआ था और हर 700 मिलियन वर्ष में अयस्क में इसका हिस्सा आधा हो जाता है, तो यह निर्धारित करना तकनीक की बात है कि अयस्क में इसकी सामग्री क्या है।

तो ऐसा माना जाता है कि हमारे ग्रह पर बिल्कुल यूरेनियम का निर्माण तब हुआ था, तब हमारा सूर्य लगभग 6 अरब साल पहले सुपरनोवा बन गया था। इन आंकड़ों के आधार पर, हम पाते हैं कि पृथ्वी पर यूरेनियम अयस्क में यूरेनियम 235 की सांद्रता 0.72% होनी चाहिए।

लेकिन ओक्लो डिपॉजिट से अयस्क के विश्लेषण में 0.717% का ग्रेड दिखाया गया। पहली नज़र में, अंतर महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन, जमा की मात्रा को देखते हुए, यह अनुमान लगाया गया था कि ओक्लो में लगभग 200 किलो शुद्ध यूरेनियम गायब है, और यह एक मिनट के लिए कई परमाणु बनाने के लिए पर्याप्त होगा बम

मुझे नहीं लगता कि यह कहने लायक है कि फ्रांसीसी के आश्चर्य की कोई सीमा नहीं थी, क्योंकि पूरी राजनीतिक स्थिति को देखते हुए और सोवियत संघ और संयुक्त राज्य अमेरिका के बीच हथियारों की बढ़ती दौड़, इतनी मात्रा में यूरेनियम के "नुकसान" ने बहुत चिंता का विषय बना दिया और कई सवाल।

लेकिन जमा में अयस्क के अधिक गहन अध्ययन के साथ, वैज्ञानिकों ने यूरेनियम 235 के तथाकथित क्षय उत्पादों की एक बड़ी मात्रा की भी खोज की।

इसने सुझाव दिया कि खनन किया गया यूरेनियम 235 पहले ही रिएक्टर में काम कर चुका था और उसे जमीन पर वापस कर दिया गया था।

और, पहली नज़र में, यह पूरी तरह से बकवास है, लेकिन जमा पर आगे के काम से पता चला कि यह एक अनोखी वस्तु है - दुनिया का एकमात्र प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर।

Oklo. में एक प्राकृतिक परमाणु रिएक्टर के संचालन का सिद्धांत

रिएक्टर बहुत लंबे समय से सक्रिय चरण में था, अर्थात् लगभग 2 अरब साल पहले। उसी समय, आधुनिक परमाणु रिएक्टरों की तरह, उस समय अयस्क में यूरेनियम की सांद्रता 3% थी।

प्रकृति ने भूजल की कीमत पर न्यूट्रॉन को धीमा करने की समस्या को हल किया, क्योंकि यह पता चला कि यूरेनियम अयस्क भूजल परत में डूबा हुआ था। और यह पानी था जिसने प्रतिक्रिया करने वाले न्यूट्रॉन को धीमा कर दिया और परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को बंद कर दिया।

और अगर पानी लगातार "रिएक्टर" में था, तो लगातार बढ़ती प्रतिक्रिया एक सुपरक्रिटिकल स्थिति में चली जाएगी और एक विस्फोट अनिवार्य रूप से होगा।

लेकिन ओक्लो का प्राकृतिक रिएक्टर इतनी गंभीर स्थिति में कभी नहीं गया। आखिर पानी दोनों ही अभिक्रिया शुरू करते हैं और उसे रोक भी सकते हैं।

उपरोक्त आंकड़ा ओक्लो रिएक्टर का एक क्रॉस-सेक्शन दिखाता है। तो रिएक्टर के माध्यम से गुजरने वाले पानी ने एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर दी और इस क्षेत्र को बहुत गर्म कर दिया, फिर एक निश्चित समय के बाद पानी उबला और वाष्पित हो गया। इस प्रकार, प्रतिक्रिया रुक गई, क्योंकि न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए कुछ भी नहीं था।

जब रिएक्टर ठंडा हो गया, तो उसमें फिर से पानी जमा हो गया और प्रतिक्रिया शुरू हो गई। रिएक्टर इस "कामकाजी" अवस्था में कई वर्षों तक रहा, जब तक कि यूरेनियम की सांद्रता इस स्तर तक नहीं गिर गई कि अब महत्वपूर्ण स्थिति तक पहुंचना संभव नहीं था।

इस तरह ओक्लो में अद्वितीय प्राकृतिक रिएक्टर ने काम किया, और वैज्ञानिकों ने यह भी गणना की कि इसकी शक्ति लगभग 100 किलोवाट थी।

यह तथ्य इंगित करता है कि, पहली नज़र में, प्रकृति में एक असंभव घटना अच्छी तरह से मौजूद हो सकती है और प्रकृति अभी भी एक आविष्कारक है।

यदि सामग्री आपके लिए दिलचस्प थी, तो इसे रेट करें और चैनल को सब्सक्राइब करना न भूलें। ध्यान देने के लिए आपका धन्यवाद!