地球上最古老的核反应堆 奥克洛铀矿成矿于20多亿年前
地球上最古老的核反应堆是什么样子?核反应堆,又称为原子能反应堆或反应堆,是能维持可控自持链式核裂变反应,以实现核能利用的装置。核反应堆通过合理布置核燃料,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程。严格来说,反应堆这一术语应覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合堆,但一般情况下仅指裂变堆。下面就跟若悠网小编一起具体看看地球上最古老的核反应堆等相关内容。
地球上最古老的核反应堆
奥克洛铀矿成矿于20多亿年前,而核反应堆在成矿后不久便启用了,虽然其输出功率较低,只有10到100千瓦,但运转时间长达50万年。
简介
奥克洛铀矿(OkloUraniumMine)位于中非加蓬共和国Haut-Ogooué省Franceville镇附近,为地球上目前唯一的天然核裂变反应堆。此堆是天然形成的,由三个主要沉积区中的16个自然裂变点组成,时间大约在20亿年前。1956年P.Kuroda曾预言说地球上有自然形成的核裂变反应堆,1972年这一预言在Oklo铀矿成为现实,并且是唯一的存在。
历史
1972年,在非洲加篷共和国发现了一个20亿年前的铀矿——奥克洛铀矿。在矿里还发现了一个不可思议的史前遗迹:一个古老的核反应堆。它是由六个区域的大约500吨铀矿石组成,运转时间长达50万年之久。面对这个保存完好、结构合理的核反应堆,人们不禁要问:是谁留下了这个核反应堆?要知道,人类掌握核能技术,建立第一座核反应堆,只是20世纪40年代的事情。
主要成因
1、在当时Oklo铀矿形成的时候,该地铀矿石中U235含量高达3%,而普通天然铀矿U235含量仅有0.72%,这一含量和现今裂变反应堆使用的核燃料浓度相同;
2、此矿周边存在地表水流,并淹没反应区;水成为中子吸收剂,吸收热量沸腾,并将反应堆产生的热量带出地表,这一过程同时也冷却了反应堆,使反应堆停止或减缓裂变;当水从沸腾状态重新回到液态时,反应堆重新开始工作,形成一个循环。此循环周期大约为2小时30分钟。
3、铀元素只有在有氧气存在的情况下才能溶解在水中,大概就是在20亿年前,地球气候条件产生了极大变化,氧气含量急剧上升,当时铀元素分布存在于岩石中,氧气和水的存在为铀元素聚集提供了条件,使该矿中铀含量浓缩到3%以上,这样才使该矿的链式反应得以启动。
特殊的铀浓度,水和地理环境以及大气的演变种种因素交织在一起,才出现了地球唯一的天然核裂变反应堆——奥克洛铀矿!这是地球的奇观!