地球在什么样的自然条件下才会引发核爆?


地球在什么样的自然条件下才会引发核爆?


聚变反应在地球上估计是不可能的,毕竟点火的条件太苛刻。

天然的裂变核反应确实可以存在,非洲就发现过。各大地摊文学、谣言公众号还特别喜欢拿这件事来当作“史前文明存在的证据”。

其实真相很简单:核燃料时时刻刻都在衰变,时间越往前回溯,自然界中核燃料的丰度越高,甚至超过链式反应自持的临界值,从而自发的维持核反应。

最典型的核反应,就是中子和U235(铀的一种同位素)的链式反应:


地球在什么样的自然条件下才会引发核爆?

中子和U235反应可以放出2-3个中子,新增的中子可能会碰到另一个U235,使得反应持续下去。

不过,天然铀矿中,U235的含量只占0.72%,99%以上都是不参与链式反应的核废料(U238)。这一点直接导致中子碰到U235的概率很低,新增的中子可能碰不到U235就通过其他方式消耗掉了,这样链式核反应就断掉了。

也就是说,目前的U235的含量太低,不支持天然核反应。

不过,U235的衰变速率比U238快很多。可以推测,在远古时代,U235的占比可能会远高于0.72%,甚至达到发生链式反应所需的浓度。

换句话说,天然核反应堆在远古时期是可能存在的。

地球在什么样的自然条件下才会引发核爆?

这个理论最早在1956年提出。到了1972,法国物理学家在非洲加蓬的奥克洛铀矿里,发现了远古天然核反应痕迹,验证了这一理论。

加蓬的核反应大约开始于18.4亿年前,当时U235的浓度可能超过10%。矿中的水充当了一个负反馈调节器的角色。当反应太快时,温度升高,水被汽化,使得慢速中子的数量下降,从而降低反应速度。于是反应堆温度降低,水蒸气又凝结为液态水,慢速中子的数量上升,再次提高反应速度。

奥克洛矿层的核反应断断续续的间歇进行了近100万年,共有约1吨铀235被裂变掉。因此,这个矿内的U235含量明显低于正常值,所以才会在后来被科学家注意到。

地球在什么样的自然条件下才会引发核爆?



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