Acum 2 miliarde de ani au funcţionat pe Terra reactoare nucleare

În urmă cu aproximativ 2 milioane de ani procentul de uraniu 235 prezent în uraniul natural era de 3,6% deci mult mai important decât astăzi (0,7%) datorită faptului că perioada izotopului 235 (710 milioane de ani este mai scurtă decât cea a izotopului 238 (4,5 milioane de ani). Drept consecinţă, uraniul natural putea atunci să declanşeze reacţia în lanţ în natură.

La fel de extraordinar pe cât ar putea părea, condiţiile necesare pentru a atinge criticitatea (îmbogăţire ad-hoc, puternică concentrare de uraniu în mineral, prezenţa apei în cantitate suficientă, absenţa elementelor prin absorbante) erau dealtfel îndeplinite acum 1950 de milioane de ani după cum o atestă situl de la Oklo din Gabon, unde au putut funcţiona mai multe reactoare nucleare în mod spontan timp de mai multe mii de ani degajând căldură (câteva zeci de kilowaţi) prin fuziune la fel cum o fac astăzi centralele nucleare create de om!

Ce a dus la această descoperire a fenomenului prezent la Oklo? Observarea unei anomalii de ordin izotopic a unui eşantion de uraniu natural în cursul unei analize de rutină efectuată la uzina de îmbogăţire a uraniului de la Pierrelatte în iunie 1972. Ancheta desfăşurată a permis de a cerceta ciclul combustibilului până la extracţia mineralului din două situri uranifere din Gabon, Oklo şi Mounana. Abia atunci s-a descoperit, prin forajul de tip carotă a sitului de la Oklo, eşantioane de mineral de uraniu care conţinea uraniu 235, în mod surprinzător scăzut, putea atinge 0.4% în loc de 0,7%. A încercat să se explice acest fenomen singular: unii au avansat ipoteza unei contaminări a terenului prin uraniu provenind de la o centrală nucleară, sau chiar posibilitatea de fracţionare a conţinutului izotropic al uraniului. Alţii au presupus eventualitatea unui impact de fragmente de antimaterie. Sau că era mina extratereştrilor…

Specialiştii au validat însă ipoteza reacţiilor în lanţ în sânul zăcământului de uraniu de la Oklo într-o perioadă foarte veche. Ei au pus în evidenţă existenţa produselor de fuziune care şi-au lăsat amprenta, deşi s-a întâmplat cu foarte mult timp în urmă.

Fenomenul de la Oklo a putut fi observat graţie unor circumstanţe incredibil de favorabile: zonele de reacţie au rămas într-adevăr închise în adâncime (la mai multe sute de metri) într-o regiune care nu a cunoscut nicio bulversare geologică importantă în ultimii 2 miliarde de ani. Abia într-o epocă foarte recentă fenomenele de eroziune au adus reactoarele în apropiere de suprafaţă, permiţând de a fi descoperite de om. De altfel, condiţiile necesare întreţinerii reacţiei în lanţ nu avea decât o slabă probabilitate de a fi reunite simultan. De fapt, perioada în timpul căreia reacţia în lanţ avea o şansă de a se amorsa spontan se întindea pe o plajă strâmtă mergând de la 1500 milioane la 2.200 milioane de ani î.e.n.: dincolo de această plajă, conţinutul în uraniu 235 era prea slab pentru a atinge criticitatea şi după, apele superficiale nu erau destul de oxidante pentru a antrena uraniul şi a-l concentra imediat în capcane reductoare.

Între altele, în aceeaşi epocă, deschiderea structurilor tectonice a permis acumularea unei cantităţi suficiente de apă în concentraţiile de uraniu deja constituite. Mai precis, buna irigare a minereului prin apa infiltrată, a putut astfel să joace rolul de moderator (ea provenea de la foarte marea porozitate a terenurilor provocată prin desilificarea în prezenţa apei). Aceeaşi reacţie a stat la originea reconcentraţiei uraniului şi deci a declanşării reacţiei în lanţ.

În fine, reactoarele de la Oklo s-au creat ele – însele concentrând uraniul din aproape în aproape prin desificarea minereului. Posibilitatea teoretică a existenţei de reactoare nucleare naturale a fost anunţată încă din 1956 de Paul K. Kuroda în SUA. Iar în 1972, ea a fost confirmată prin descoperirile resturilor reactoarelor naturale de la Oklo în Gabon. Este interesant de subliniat faptul că plutoniul a rămas pe loc, până la dispariţia sa prin dezintegrare alfa (cu o perioadă de 24.000 de ani) dând naştere la uraniu 235 care s-a constituit astfel în parte.

Exemplul reactoarelor de la Oklo constituie o bază de informaţii foarte interesantă pentru studiul stocării geologice a deşeurilor radioactive. Deplasările observate de deşeurile radioactive după 2 miliarde de ani sunt minime (câţiva metri în cel mai bun caz), deşi mediul sitului a fost extrem de agresiv. Natura oferă numeroase exemple de situaţii în care materiile radioactive au fost perfect închise timp de milioane de ani.

Omul poate alege amplasamentele pentru stocaj geologic a deşeurilor nucleare în funcţie de criterii specifice: capacitatea de a închide elementele radioactive, impermeabilitatea rocii, rezistenţa la deformare şi stabilitatea geologică. Avantajele foarte importante pentru siguranţa omenirii.

Marian Deaconu