20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

一、 妖言惑眾:史前文明

小的時候很喜歡看書,其中最喜歡的是一套叫做《世界未解之謎》的書。其中有一篇文章我至今記憶猶新,名字大約叫“20億年前的史前核反應堆”。說是在非洲發現了一座20億年前史前文明建設的核反應堆,20億年前根本沒有人類,這個核反應堆是誰建的呢?書裡面信誓旦旦地寫到:要麼是史前文明,要麼是外星人。

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

一本正經胡說八道的書之一 圖/網絡

文章內容大致是這樣的:“非洲有一個加蓬共和國,加蓬共和國內有一個鈾礦,開採出來的鈾礦石會供應給法國的核反應堆使用。1972年法國一家工廠進口了這些鈾礦石,經過化驗發現這種鈾礦石都是被提煉過、利用過的,於是工廠覺得很奇怪,就派出科技人員去考察······最後科技人員大吃一驚,原來這個鈾礦是一個非常古老的大型核反應堆,而且佈局非常合理,我們現在的人都不可能創造的出來。經過仔細研究以後發現,這個核反應堆居然是20億年前就建好了,已經運轉了50萬年,這對於我們人類來說簡直是不可想象的,按照達爾文的進化論根本解釋不了····”

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

要麼扯史前文明,要麼扯外星人 圖/網絡

小時候的我被唬的一愣一愣的,看完一本不過癮還要找更多的未解之謎去看。但是在學了地質學以後,才知道這根本就是一個惑眾的妖言!不僅僅是這一個“, 什麼“死亡百慕大”、“4000年前的古埃及飛機”、“三葉蟲上的腳印”等等等等,都不是未解之謎,而是人為偽造或誇大的“人造之謎”!整套《世界未解之謎》裡面的“謎”,通通都!是!假!的!

二、 “核反應堆”發現始末

我們都知道,現代的核反應堆都離不開放射性元素:鈾。鈾在自然界有三種同位素:鈾234、鈾235、鈾238,這三種鈾的同位素中,鈾234的含量可以忽略不計,主要是鈾235和鈾238,1其中鈾235佔0.72%,鈾238佔99.28%,無論從世界上哪一個鈾礦中採掘出來的礦樣,鈾235和鈾238的比例都始終不變。[1]

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元素週期表第92號元素 圖/網絡

1972年5月,法國物理學家弗朗西斯·佩蘭(Francis Perrin)在法國皮埃爾拉特核濃縮工廠中的鈾礦分析室進行鈾礦石分析的過程中,發現一個奇怪的現象:在一些來自於加蓬奧克洛礦場的鈾礦石裡面,鈾235的含量普遍偏低[2-3],有的為0.717%,有的僅為0.44%,最低不到0.29%!

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加蓬是法國前殖民地,所以法國才會從加蓬進口鈾礦

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

谷歌地圖上的礦區位置

這個發現引起了世界核科技界的極大興趣,1975年6月,應加蓬政府要求,國際原子能機構對奧克洛礦場進行了現場勘測和研究,研究發現:距今約20億年前在奧克洛礦場曾有10多座“天然核反應堆”,這些“天然核反應堆”斷斷續續運行了約50萬年,涉及到500-800噸天然鈾,釋放出來的能量相當於100億度電。(這個發電量看起來多,但是平均每天不過54.8度電,真要是一個工業級的核電站,這點電連維護都不夠的吧~)

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礦區空中照片 圖/網絡

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礦石其實產自於天然的岩層中 圖/網絡

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天然礦石的長相 圖/網絡

三、 為什麼會形成天然核反應堆?

科學家們研究了奧克洛礦場的地質條件,他們發現這裡的鈾元素是賦存在一種叫做砂岩的岩石中的(所謂砂岩,其實就是砂子固結形成的岩石,一般存在於河邊、湖邊、海邊,我們今天在這些地方也能夠見到沙灘,如果自然發展,可能數千萬年後這些沙灘也能變成砂岩)。這些砂岩已經存在了二十億年了。[4]

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這就是典型的砂岩

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砂岩都是砂子形成的!

那麼,為什麼會形成這個天然核反應堆呢?

我們先來看看現代核反應堆的原理。核反應堆的原理很簡單:

1、核燃料棒中的鈾元素含量比較高,會發生衰變,在衰變的過程中會釋放出中子,這些中子又會去撞擊其他的鈾元素,從而引發鏈式反應。

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

鏈式反應

2、鏈式反應釋放大量的熱,用這個熱去加熱冷水,就會形成水蒸氣,水蒸氣推動汽輪機就能發電了。

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

核反應堆發電原理 圖/網絡

那麼回頭再看天然核反應堆形成過程就很簡單了,只要20億年前鈾元素含量達到或者超過現在使用的核燃料棒,核反應就很有可能自發發生了!

然而,很不巧的是,20億年前,奧克洛礦場的鈾元素含量就真的比現在的核燃料棒還要高!

鈾是一種放射性元素,也就是說,它無時無刻都在發生著衰變,變成其它元素。隨著時間的變遷,鈾元素的含量是越來越少的,現在發現的鈾235的含量是0.72%,但是在20億年前,鈾235的含量實際上是3.6%,而我們現在使用的核燃料棒中的鈾元素含量只有3%! [5]

20億年前的核反應堆,誰“建造”了它?

隨著時間變化,含量越來越少

這種自發發生的核反應現象,在1978年以後已經被地質學家、核物理學家、化學家們研究的很透徹了,並做出了圓滿的解答。在這個科學家們的解答裡,沒有神、沒有外星人、也沒有史前文明,只有大自然的鬼斧神工。

但是很可惜,這個在40年前就已經得到解答的科學問題,時至今日依然還出現在類似於《未解之謎》一類的街頭雜書中,迷惑著一代又一代人!

參考文獻:

[1]劉鐵庚.天然鈾同位素的某些地球化學特徵[J].地質地球化學,1979(12):42-49.

[2]Wikipedia.Natural nuclear fission reactor[EB/OL].https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_nuclear_fission_reactor,2019-9-27.

[3]Wikipedia.Francis Perrin[EB/OL].https://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Perrin,2019-9-20.

[4]楊福新.加蓬弗朗斯維爾盆地和奧克洛天然核反應堆帶周圍循環古流體的地球化學特徵[J].國外鈾金地質,2001(01):40-42.

[5]G.A.Cowan,劉岐元.自然界的核反應堆[J].世界科學譯刊,1980(09):32-36.


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