Dünya Bizden İki Milyar Yıl Önce Nükleer Reaktör İnşa Etti
Biz atomu parçalayıp tarihe geçmeden iki milyar yıl önce, Dünya bunu çoktan başarmış ve kendi nükleer reaktörlerini çalıştırıyordu. Ve bu reaktörler, çok hücreli yaşamın ilk belirtileri ortaya çıktığı yüz binlerce yıl boyunca çalışmaya devam etti.
1972’de, Fransa’nın Pierrelatte kentindeki Eurodif uranyum işleme tesisindeki mühendisler, Batı Afrika’daki doğal kaynak bakımından zengin Gabon’dan gönderilen uranyum cevherini incelerken tuhaf bir şey fark ettiler.
Uranyum-235 (U-235) içeriği beklenenden düşüktü ve bu durum sadece bazı kayalarda değil, bu madenden gelen tüm kayalarda gözlemlendi.
Kayaların U-235’inin bir kısmı eksikti ve uranyumun izotop oranları sabit olduğundan, bunu açıklamanın tek yolu nükleer fisyona uğramış olmasıydı. Esasen, bu, uranyumun zaten nükleer yakıt olarak kullanıldığına dair kesin bir kanıttı.
Fizikçi Francis Perrin, bu keşif karşısında ne yapacağını bilemeden oturdu. Doğal uranyum %0,720 oranında U-235 içerirken, Gabon’daki Oklo kasabasından gelen bu kayaçlar sadece %0,717 oranında U-235 içeriyordu. Bu küçük – sadece %0,003 – ama önemli bir farktı.
Kanıtlar kayaların daha önce bir nükleer reaksiyonun parçası olduğunu gösterse de, bilim insanları buna inanmakta zorlandılar. Ancak daha detaylı analizler sonucunda, fisyon sonucu oluşan izotopik izler buldular ve bu da Oklo’daki uranyum cevherinin bir zamanlar Dünya yüzeyinin derinliklerinde doğal bir nükleer reaktöre -hatta birkaçına- güç sağladığını doğruladı.
Viyana Doğa Tarihi Müzesi’ndeki kaya koleksiyonunun küratörü Ludovic Ferrière, “Yerinde incelemeler de dahil olmak üzere daha fazla çalışmadan sonra, uranyum cevherinin kendi kendine fisyona uğradığı keşfedildi,” dedi. 2019’dan beri kaya örnekleri müzede kalıcı olarak muhafaza ediliyor. “Başka bir açıklama yoktu.”
Viyana Doğa Tarihi Müzesi’ndeki kaya koleksiyonunun küratörü Ludovic Ferrière, “Yerinde incelemeler de dahil olmak üzere daha fazla çalışmadan sonra, uranyum cevherinin kendi kendine fisyona uğradığı keşfedildi,” dedi. 2019’dan beri kaya örnekleri müzede kalıcı olarak muhafaza ediliyor. “Başka bir açıklama yoktu.
Görünüşe göre Doğa Ana, nükleer enerji konusunda bizden neredeyse iki milyar yıl önce öne geçmişti. Elbette, Dünya iki milyar yıl önce çok farklı bir yerdi ve doğal uranyum yaklaşık %3 U-235 içeriyordu – bu da bazı modern reaktörlerde kullanılan zenginleştirme seviyesine benzerdi.
Bu tek başına nükleer fisyonun devam etmesi için yeterli değildi, ancak Oklo’da bu kayaların arasından akan yeraltı suyu, doğal bir nötron yavaşlatıcı görevi görüyordu – tıpkı günümüzdeki birçok reaktörde suyun kullanılması gibi. Ve yeraltı suyu doğru yönde aktığında, fisyon reaksiyonları gerçekleşiyordu.
Daha sonra yapılan araştırmalar, bu doğal reaktörlerin sürekli olarak çalışmadığını, yüz binlerce yıl boyunca aralıklı olarak açılıp kapandığını ortaya koydu. Uranyum-235 atomları zaman zaman kendiliğinden parçalanırken, Oklo’daki koşullar bu nadir olayların sürekli bir zincirleme reaksiyona dönüşmesine olanak sağladı.
Çevredeki kayaların çatlaklarını ve gözeneklerini dolduran yeraltı suyundaki hidrojen atomları , fisyon sonucu açığa çıkan hızlı hareket eden nötronları, daha fazla atomik parçalanmayı tetikleyecek ve reaksiyonu devam ettirecek kadar yavaşlattı. Ardından, oluşan ısı suyu kaynatıp doğal nötron yavaşlatıcısını ortadan kaldırarak reaktörü durdurdu; ta ki her şey soğuyup su tekrar kayaların arasına akana kadar.
Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’ndan (IAEA) Peter Woods, “İnsan yapımı hafif su nükleer reaktöründe olduğu gibi, nötronları yavaşlatacak, onları kontrol altına alacak hiçbir şey olmadığında fisyon reaksiyonları basitçe durur” dedi. “Oklo’da su, nötronları emerek ve zincirleme reaksiyonu kontrol ederek bir moderatör görevi gördü.”
1972’deki keşiften bu yana, ana Oklo uranyum cevheri yatağında ve yakınlardaki Bangombé’deki ek alanlarda en az 15 reaktör tespit edildi.
Her birinin, yalnızca sürekli nükleer fisyonla oluşturulabilecek belirleyici izotopik izleri var. Her birinin aktifken yaklaşık 100 kilovat termal enerji ürettiği düşünülüyor; bu da modern standartlara göre çok fazla değil ve sistemler kapanırken veya açılırken herhangi bir anda bunun sadece küçük bir kısmını üretiyor.
Araştırmacılar 2011’de yayınladıkları bir makalede, “‘Oklo fenomeni’, jeoloji ve nükleer fizik alanlarında 20. yüzyılda yapılan en şaşırtıcı ve hayret verici keşiflerden biridir” demişlerdir .
Merak edenler için söyleyelim, Oklo’da yerin altında yaşananlar bugün doğal olarak gerçekleşemezdi. Doğal yataklardaki U-235 oranı yaklaşık %0,7’ye düştü; bu oran, insan eliyle zenginleştirme olmadan zincirleme reaksiyonu sürdürmek için çok düşük . Bölge uranyum madenciliği için bir merkez olarak varlığını sürdürürken, aynı zamanda bilim insanları için değerli bir araştırma alanı haline de geldi.
Woods, “Bunu bu kadar büyüleyici kılan da bu: Zamanın, jeolojinin ve suyun koşullarının bir araya gelmesi ve bunun gerçekleşmesi,” dedi. “Ve bugüne kadar korunmuş olması. Dedektiflik öyküsü başarıyla çözüldü.”
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Dünya Bizden İki Milyar Yıl Önce Nükleer Reaktör İnşa Etti
Devekuşu Yumurta Kabuğu Oymaları: Altmış Bin Yıl Önce Geometriyi Kim Öğretti?