Em maio de 1972, em uma usina de enriquecimento de urânio em França, os cientistas examinaram minério extraída de uma mina no Gabão, na África Ocidental, descobriu que um reator nuclear natural tinha manifestado espontaneamente naquela região no passado primordial da Terra, produzindo cerca de 100 Kw valor de energia de forma contínua para alguns cem mil anos cerca de 1,7 bilhões de anos atrás.
A fim de compreender como o reator nuclear natural, surgiu, ele ajuda a entender um pouco da história e da ciência de reações nucleares.
Reações Nucleares em poucas palavras
De acordo com a Comissão Internacional de Energia Atômica (AIEA) , existem mais de 400 usinas nucleares operando em mais de 30 países, e apesar das recentes falhas de segurança catastróficos, como a tragédia no Fukushima Daiichi , em 2011, cerca de 70 novas usinas nucleares estão em construção .Então, por que continuar a construir essas instalações potencialmente perigosos? Poder que, apesar de tais desastres como Chernobyl e Fukushima, megawatt por megawatt é, na verdade, em geral, geralmente considerado mais seguro e mais "verde" do que a energia gerada através de carvão ou gás .
Este tipo de energia nuclear é criado quando um isótopo , freqüentemente o urânio 235 (U-235), é bombardeado com um nêutron. A colisão geralmente quebra o isótopo em duas partes, cada uma contendo metade dos prótons e nêutrons do átomo original em um processo chamado de fissão nuclear .Durante a reacção, uma pequena quantidade de massa é perdida, o que é o resultado de um pequeno pedaço de material que se transforma em uma quantidade relativamente grande de energia.
Em um reator típico, um monte de U-235 é montado e, em seguida, bombardeado com nêutrons, em cada colisão entre U-235 eo de nêutrons, mais dois nêutrons são produzidos juntamente com a liberação de energia. Enquanto não são suficientes U-235 isótopos cerca, essas nêutrons extras irá causar reações adicionais. As reações crescer exponencialmente em um processo chamado de uma reação em cadeia que produz ainda mais energia. As usinas nucleares aproveitam a energia a partir destas reações em cadeia controlada e convertê-la em eletricidade que alimenta coisas como esta MacBook Air em que eu estou escrevendo.
O urânio-235
O urânio é um dos elementos mais pesados, com um peso atômico de 238,03. Pertinentes a este artigo, apenas três isótopos de que são encontrados naturalmente na crosta da Terra, U-238, o que torna-se 99,3% de todo o urânio, o U-235, que compreende a maior parte do 0,7% restantes, e U-234, que está presente em apenas uma quantidade infinitesimal. U-238 é apenas levemente reativa e não faz um bom material físsil. U-235, no entanto, é notável por ser dividida e produzindo muita energia.
Quando ele sai do solo, minério de urânio é composta de três isótopos em suas proporções relativas. A fim de ser cindível, a percentagem de U-235 no minério tem de ser aumentado de 0,7% para cerca de 5% da totalidade. Este processo é conhecido como o enriquecimento de urânio . No cenário típico de enriquecimento, o urânio é convertido num gás de hexafluoreto, urânio (UF-6), e o gás é separado por peso (lembrar, U-234 e U-235 são mais leves do que o L-238). A separação permite que o suficiente de urânio mais pesado a ser removido, e a substância que fica em última análise, tem uma concentração adequada de L-235 para a cisão.
Gabão Nuclear Reactor
Você pode perguntar: "Se minério de urânio não é adequado para as reações nucleares, sem um processo de enriquecimento artificial complicado, como é que um natural um começar quase dois bilhões de anos atrás?" Boa pergunta, ea resposta não é "aliens".
U-235 tem uma meia-vida significativamente menor do que U-238, de modo que, no passado distante, deve ter sido muito mais abundante, e em concentrações maiores do que ele é hoje. Cientista Paul K. Kuroda proposto in1956 que este U-235-rico minério, nas condições certas, teria apoiado a fissão nuclear e reações em cadeia, que formaria reatores nucleares naturais.
Há duas teorias sobre como o reator Gabão trabalhou, embora ambos assumir um ciclo de reação em cadeia, a cessação, refrigeração, repetir, durante um período de milhares de anos, até que o material físsil estava exausta.
Uma teoria propõe que o urânio estava coberto com as águas subterrâneas , que moderou os nêutrons e proporcionou um ambiente que apoiou uma reação em cadeia. A energia gerada eventualmente aquecido a água subterrânea para ferver, e cozido no vapor de distância. Com a água subterrânea foi, a reação parou.Eventualmente, a água escoou para trás na caverna de urânio, eo processo é repetido até que as concentrações foram muito baixos para apoiar outras reações.
A segunda teoria , o que não é bem aceito, propôs que o reator em chamas lançado certos elementos de terras raras, como samário, gadolínio e disprósio, que absorveu os nêutrons e parou a reação em cadeia, por um tempo, ou em certos lugares, só para ter ele aparecer novamente nas proximidades.
Detalhes da primeira teoria foram relatados em espaço diário em 2004:
Esta similaridade (para um jato) sugere que uma meia hora após o início da reacção em cadeia, água ilimitada foi convertido em vapor, diminuindo o fluxo de neutrões térmicos e fazendo o reactor de sub-crítico.
Levou horas, pelo menos, dois anos e meio para o reator para esfriar até Xe fissão (xenon) começou a reter. Em seguida, a água devolvida para a zona do reactor, proporcionando moderação de neutrões e, mais uma vez, que estabelece uma cadeia de auto-sustentação.
Prova da Oklo Fossil fissão Reactor
Então, como vamos saber que isso aconteceu, afinal? Várias razões.
Primeiro, na fase inicial, em 1972 investigação francesa , verificou-se que a concentração de L-235, a partir do local era muito inferior ao que é tipicamente observado na natureza, na realidade, as concentrações das amostras Oklo foram semelhantes aos encontrados no combustível nuclear.
Em segundo lugar, os franceses também descobriu discrepâncias em outros isótopos do site, incluindo o neodímio e rutênio, sendo que ambos são consistentes com U-235 de fissão.
Em terceiro lugar, em um estudo de 2004 da Universidade de Washington físicos que investigam o site descobriu quantidades elevadas de zircônio, cério e estrôncio que foram produzidos através da fissão nuclear.
Em quarto lugar, os estudiosos americanos também identificou que os depósitos Oklo continha as maiores concentrações de xenônio e criptônio-produzido fissão já encontrados.
Lições da Oklo Reactor
Uma descoberta surpreendente de Oklo é que, ao contrário de nossos reatores de fissão, que produzem resíduos tóxicos significativo que ninguém quer guardar (pense Yucca Mountain ), a Mãe Natureza eliminados de modo seguro dela. Segundo os pesquisadores Wash U, o reator natural, preso com segurança seus resíduos tóxicos (Xe e Kr-85) no composto químico, aluminofosfato :
É fascinante pensar que uma reação nuclear natural pode atingir as condições críticas, e que também é capaz de armazenar seus próprios resíduos.
Em uma nota final, é reconfortante saber que ocorrem naturalmente U-235 não existe hoje nas concentrações necessárias para iniciar ou manter um reator nuclear natural do dia moderno . Assim, embora algum dia poderemos ter que passar por uma outra Chernobyl , pelo menos saberemos que só temos a nós mesmos para culpar.
Bônus Fatos:
Three Mile Island, o acidente da central nuclear perto de Middletown, Pensilvânia, é o mais grave acidente da central na história dos EUA. Isso levou a nenhuma morte e nenhuma lesão plantar trabalhadores ou a comunidade próxima. Ele ainda foi classificado como nível 5 no INES, mesmo que ele realmente deveria ter acabado de ser classificado como um nível 2.
Se você acampados na usina de Three Mile Island durante o acidente que aconteceu lá em 1979, teria recebido apenas um adicional de 80 millirems de exposição durante o período de duração do acidente.Para referência, se você já teve a sua coluna radiografado, você teria recebido cerca do dobro que apenas durante os poucos segundos do raio-x. Se você fosse cerca de dez quilômetros de distância do reator durante o acidente, teria recebido cerca de 8 millirems ou sobre a radiação ionizante equivalente a comer 800 bananas, que são naturalmente radioativo . Há mortes não conhecidos / cânceres / etc. que resultou do acidente de Three Mile Island.
A reação do público a Three Mile Island foi extremamente ao mar a partir do que o evento em si justifica.Este foi, em grande parte devido à desinformação na imprensa; equívoco de radiação ionizante entre o público em geral, e do fato de que, não 12 dias antes aconteceu, o filme Síndrome da China foi lançado.O enredo do filme foi como reatores nucleares inseguras foram e quase todo mundo no filme, mas um dos personagens principais foi tentar encobri-lo. Síndrome da China conceito do título do filme vem da premissa de que, se um núcleo americano reator nuclear fosse derreter, ele iria derreter através do centro da Terra para a China. Ficando em torno do fato de que ele é realmente o Oceano Índico, que está no lado oposto da Terra a partir de os EUA, não a China, e os problemas óbvios com a "derreter através da Terra" premissa, não poderia ter sido um melhor cronometrado filme como propaganda tanto quanto livre através da imprensa devido ao incidente de Three Mile Island. O filme foi indicado a vários Oscars, incluindo melhor atriz por Jane Fonda.
Por incrível que pareça, se estivéssemos realmente capaz de converter a matéria perfeitamente a energia com 1 kg de matéria a ser completamente aniquilado, a energia produzida a partir de apenas que a pequena quantidade de matéria é de cerca de 42.95 mega-toneladas de TNT. Então, um homem adulto pesando cerca de £ 200 tem algum lugar nos arredores de 4000 megatons de TNT em seu potencial importa se completamente aniquilada.
Isso é cerca de 80 vezes mais energia do que foi produzido pelo maior bomba nuclear já detonada, o Tzar Bomba , que se produziu uma explosão cerca de 1.400 vezes mais poderoso do que as explosões combinadas das bombas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki.
Para ilustrar ainda mais, um megaton de TNT, quando convertido em quilowatts-hora, gera eletricidade suficiente para abastecer uma casa média americana para cerca de 100.000 anos. Também é suficiente para abastecer todo o Estados Unidos há pouco mais de 3 dias. Assim, 1 kg de algum assunto que está sendo completamente aniquilada seria capaz de abastecer todo o Estados Unidos por cerca de quatro meses. Um homem adulto médio, em seguida, quando completamente aniquilada, produziria energia suficiente para abastecer os EUA por cerca de 30 anos. Crise energética resolvido.
Em uma escala completamente desconcertante, uma explosão de supernova típica emitem cerca 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000 megatons de TNT. * Se encolhe no canto *
Fonte: Today i Foundout
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