20亿年前的核反应堆,到底是谁建造的?难道地球文明在循环吗?

星球上的科学啊 2025-02-28 03:38:24

1972年,法国原子能委员会发布了一则紧急报告,迅速引起了全球的关注,原因是科学家们在某矿区中,发现部分铀235的丰度仅为0.62%,远低于自然界常见的0.72%,这一现象指向了一个大胆的结论——20亿年前,这里曾发生过核裂变反应。

要知道,20亿年前地球上只有单细胞生物,而最早的动物化石则出现在约6亿年前。现代人类不过20万年的历史,文明的开端距今仅6000年,那这个20亿年前的核反应堆,究竟是怎么来的?

故事的开端要追溯到1956年,科学家在非洲的加蓬国,奥克洛的偏远地区首次勘测到了铀矿,之后人们开始在那里开采矿石,后来一直到了1972年,法国原子能委员会的研究人员在分析矿石时,发现铀235的含量偏低。

众所周知,铀235是核反应堆的原料,也是一种天然的放射性元素,在自然情况下,世界各地的天然铀石中的铀同位素,都应该有相同的元素丰度,而这批铀矿石中的铀235只有0.62%,明显低于自然界的0.72%。

随着研究的深入,科学家在铀-235丰度偏低的地方,还发现了裂变反应的副产物,比如氙和钕的同位素,它们的相对丰度同样高于正常水平。于是科学家们推测,这里曾经发生过核裂变反应,活跃期大概在17-20亿年前,并持续了数十万年。而想要建造一个核反应堆,绝不是一件轻松的事。

首先自然条件下的铀235,必须通过复杂的技术进行富集,否则达不到核反应堆运行所需的浓度。其次,当铀235的原子核裂变后,产生的几乎都是速度很快的“快中子”,很难被其它的铀235捕捉,必须加入中子减速剂来解决,否则核反应的链式反应就无法稳定的进行。除此之外,核反应堆的速率也不能太快,否则会像原子弹一样爆炸,具体如何调节还需要人工,根据运行参数和实际需求进行动态的调整。

即便这样,科学家还是坚信这是一种自然奇迹,因为20亿年前的地球环境和现在有着很大的不同,铀矿中的铀235的浓度可以达到3.7%,高于核反应堆所需的最低值3%,这就为自然核反应堆的进行提供了可能。除此之外,奥克洛核反应堆所在的地势较低,很容易聚集地下水,地下水作为中子减速剂,减缓了裂变产生的中子速度,使其更容易被铀235原子捕获,从而引发链式反应。

与此同时,核反应堆产生的热量又会加热水体,使其蒸发,于是水越来越少,中子减速剂也越来越少,铀-235捕捉到的快中子也越来越少,最终链式反应速度减慢,核反应堆温度降低。冷却之后,地下水又重新慢慢聚集,中子减速剂变多,慢中子越来越多,链式反应又会重新加速,核反应堆温度升高,然后不断循环,致使核反应堆持续运行。

后续梅希克等人也分析了奥克洛核反应堆的岩石样本,他们发现核反应堆确实是一直是间歇性进行的,以30分钟为一个反应周期,随后便休眠两个小时,功率约为100千瓦,持续了10万至60万年,直到铀235耗尽,这种自然“反应堆”与现代核电站的轻水反应堆有高度相似之处,但它完全是大自然的杰作。

尽管一些非主流理论认为,地球可能经历过多次文明的兴衰,每次毁灭后又重新开始,但是科学界一直对此持否定态度,因为地球的化石记录和地质证据表明,生命从简单到复杂的演化是一个渐进过程,并没有突然出现又消失的高级文明的迹象,如果真有史前文明,我们应该能找到更多证据,如金属工具、建筑遗迹或大规模环境改造的痕迹,然而到目前为止我们一无所获。

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