Τον Μάιο του 1972, σε μια γαλλική εγκατάσταση εμπλουτισμού ουρανίου στο Πιερλάτ, οι τεχνικοί πρόσεξαν κάτι που δεν έπρεπε να συμβαίνει. Το ουράνιο που είχε έρθει από ένα ορυχείο στο Όκλο της Γκαμπόν, στη δυτική Αφρική, περιείχε λίγο λιγότερο ουράνιο-235 από το αναμενόμενο. Η διαφορά ήταν μικροσκοπική, αλλά στον κόσμο της πυρηνικής ενέργειας ήταν ανησυχητική. Το ουράνιο-235 είναι το ισότοπο που διασπάται στους αντιδραστήρες, και η αναλογία του στη φύση είναι σχεδόν η ίδια παντού στη Γη.
Το πρώτο ερώτημα ήταν αν κάποιος είχε αφαιρέσει ή εκτρέψει υλικό. Η απάντηση αποδείχθηκε πολύ πιο ενδιαφέρουσα. Στις 25 Σεπτεμβρίου 1972, η Γαλλική Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας ανακοίνωσε ότι το ουράνιο του Όκλο είχε «καεί» φυσικά. Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, εκεί είχαν λειτουργήσει πυρηνικοί αντιδραστήρες χωρίς καμία ανθρώπινη παρέμβαση.
Πώς είναι δυνατό
Για να γίνει αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση χρειάζονται τρία πράγματα: αρκετό σχάσιμο υλικό, αρκετή ποσότητα συγκεντρωμένη στο ίδιο σημείο και κάτι που να επιβραδύνει τα νετρόνια ώστε να προκαλούν νέες διασπάσεις. Σήμερα, το φυσικό ουράνιο δεν αρκεί, γιατί περιέχει μόλις 0,72% ουράνιο-235. Γι’ αυτό οι αντιδραστήρες χρειάζονται εμπλουτισμένο καύσιμο.
Πριν από περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια όμως, η αναλογία ήταν πολύ μεγαλύτερη, γύρω στο 3%, γιατί το ουράνιο-235 διασπάται ταχύτερα από το πιο κοινό ουράνιο-238. Ήταν, ουσιαστικά, φυσικά εμπλουτισμένο σε επίπεδο κοντινό σε αυτό που χρησιμοποιούν πολλοί σύγχρονοι αντιδραστήρες. Στο Όκλο, πλούσια κοιτάσματα ουρανίου βρέθηκαν μέσα σε πετρώματα που διαπερνούσε υπόγειο νερό. Το νερό έπαιξε τον ρόλο του επιβραδυντή.
Ένας αντιδραστήρας με «αυτόματο πιλότο»
Ο μηχανισμός αποδείχθηκε και αυτορρυθμιζόμενος. Όταν η αντίδραση ξεκινούσε, η θερμότητα έβραζε το νερό. Χωρίς νερό, τα νετρόνια δεν επιβραδύνονταν και η αντίδραση σταματούσε. Όταν το πέτρωμα κρύωνε και το νερό επέστρεφε, η αντίδραση ξεκινούσε ξανά. Μελέτες των ευγενών αερίων που παγιδεύτηκαν στα πετρώματα έδειξαν έναν κύκλο: περίπου μισή ώρα λειτουργίας και δυόμισι ώρες παύσης.
Συνολικά έχουν εντοπιστεί δεκαέξι περιοχές όπου έγιναν τέτοιες αντιδράσεις, που διήρκεσαν, κατά τις εκτιμήσεις, μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Η ισχύς τους ήταν μικρή, πιθανότατα όχι πάνω από 100 κιλοβάτ θερμικής ενέργειας, δηλαδή ένα ελάχιστο κλάσμα ενός σύγχρονου σταθμού.
Τι μας διδάσκει σήμερα
Το Όκλο έχει μεγάλη αξία για ένα πρακτικό ζήτημα: την αποθήκευση των πυρηνικών αποβλήτων. Τα περισσότερα από τα προϊόντα σχάσης που δημιουργήθηκαν εκεί έχουν μετακινηθεί μόλις λίγα εκατοστά μέσα στα πετρώματα, σε διάστημα δισεκατομμυρίων ετών. Οι επιστήμονες το μελετούν ως «φυσικό ανάλογο» για να κατανοήσουν πώς συμπεριφέρονται τα ραδιενεργά στοιχεία μέσα στη γη μακροπρόθεσμα.
Οι φυσικοί το χρησιμοποίησαν επίσης για να ελέγξουν αν οι θεμελιώδεις σταθερές της φύσης άλλαξαν με τον χρόνο. Οι αναλύσεις έδειξαν ότι οι πυρηνικές αντιδράσεις τότε λειτουργούσαν σχεδόν όπως σήμερα. Ως σήμερα, το Όκλο παραμένει το μόνο γνωστό σημείο στη Γη όπου η φύση πέτυχε μόνη της κάτι που η ανθρωπότητα κατάφερε μόλις τον 20ό αιώνα.
