1942年,在芝加哥大学的一个网球场上,著名物理学家费米建造了历史上第一座反应堆,人类从此进入了核能时代。
然而,在非洲加蓬共和国的奥克洛(Oklo),竟发现一座20亿年前就开始运行的反应堆,震惊了全世界。
这个反应堆是真实的吗?它会是史前文明的遗迹吗?且听人马君为您揭秘:
人类历史上第一座反应堆
现代核电站
神秘的铀矿石
上个世纪70年代,正在大力发展核工业的法国,一直从加蓬进口铀矿。
铀矿石先在加蓬被制成黄饼,再送往法国皮埃尔拉特气体扩散工厂生产浓缩铀。
在这里,铀235的富集度被提升到3%左右,就可以用作核燃料了。
富集度,或称浓度,是指铀235在铀元素中所占的质量分数,在浓缩之前,地球上所有天然铀矿的铀235浓度都应该是0.72%,其余部分基本上都是铀238,甚至月球上也是这个比例。
铀精矿粉——黄饼
1972年春,皮埃尔拉特工厂的实验室发现,工厂所使用的原料里,铀235的浓度为0.7171%,比公认的数据少了千分之三。
涉核无小事,如果有人偷窃核材料,那这事儿可就大了!于是法国对铀矿的供应链进行了细致的调查,从法国追溯到加蓬的黄饼工厂,再到一个名为“奥克洛”的露天矿区。
调查发现,在1970至1972年,来自奥克洛的铀实际上仅含有0.69%的铀235,皮埃尔拉特工厂发现的差异更微小,是因为奥克洛铀与大量正常的铀混合了。
奥克洛露天铀矿
在对奥克洛矿区进行了大量勘探后,在特定的区域,发现了铀235浓度仅为0.44%的贫化铀,只有天然丰度的60%,这已不可能用天然形成的理论来解释。
同时在矿区的岩石中,发现了铀的裂变产物(钐、钕等)。
答案已经呼之欲出,这些贫化的铀是被使用过的,在奥克洛矿区的某个地方,发生过核裂变!
铀矿内部
矿坑中的反应堆
1973年3月,奥克洛矿区的富集度异常区域被查明:在矿层中,发现了16处异常区域,在这些区域中,出现了铀235浓度仅0.3%的样品,再度刷新了下限。
人们蓦然发现,这些区域就是一座座货真价实的反应堆!(实际上有17处,另外一处在30公里外的班古贝)
科学家勘探奥克洛铀矿
这些反应堆早已处于熄灭状态,根据分析,它们大约在20亿年前开始启动,功率可达到10~100千瓦,并运行了几十万年之久。
要知道,人类建造的最先进反应堆的寿命最多只有60年。
发现了反应堆,那些贫化的铀矿石,以及矿层中核裂变产物的来源也就顺理成章了。
然而一个更大的谜团随之出现:是谁在20亿年前就实现了受控核裂变,建造了史前反应堆?
谁建造了反应堆?史前文明还是外星人?
首先,奥克洛反应堆不可能是现代人修建的,除非是穿越了,而且是带着一大群科学家、工程师和施工机械穿越。
按照如今的生物进化理论,20亿年前,地球上只有原始的微生物存在,而且是细菌之类的原核生物,相当的低级,显然也指望不上。
最劲爆的猜测当然是我们未发现的史前文明,或是外星人修建了它。
出于猎奇的心理,大家肯定特别喜欢听到这类消息:外星人是个筐,什么未解之谜都能装。
外星人的反应堆?
但是从反应堆的实际情况,看不出有任何文明的痕迹存在。
能发现的只有矿脉、岩层。
而且,这些反应堆的输出只有热量,功率也不大,史前文明或外星人建造它们有什么意义呢?只是为了给后人一个惊喜?很明显,此路不通。
谜底揭晓
还是让我们回到科学的轨道上,理性的探究这些神奇的反应堆。
一般的慢中子核反应堆的能量来源是铀235核裂变:一个铀235原子核吸收一个慢中子后,裂变为两个较轻的核,同时释放出2~4个中子(平均值为2.416个)和200兆电子伏的能量,而这些中子可以被其它铀235原子核吸收,继续发生裂变,被称为链式裂变反应。
而要想做出一个能持续产生能量的反应堆,必须使链式反应能够自我维持,也就是说,一次裂变释放出的中子,恰好足够引发下一次裂变反应,这时反应堆就达到了临界,能够正常运行了。
铀235的核裂变
然而实际情况却非常复杂,铀235裂变放出的中子都是高能的快中子,很难被下一个铀235核吸收,这就需要慢化剂,将快中子的速度降下来,成为慢中子。
而铀235只占反应堆中物质的一小部分,中子还会被其它物质所吸收,例如大量的铀238,另外中子还可能直接跑出反应堆外。
要实现自持式链式反应,一般反应堆需要一个包含核燃料和慢化剂的堆芯,并在堆芯外面包上反射层,如下图所示。
反应堆的简化结构
前面说过,天然铀中铀235只占0.72%,含量太少,如果直接使用天然铀作为核燃料的话,必须使用重水作为慢化剂,因为重水对中子的吸收很少。
而重水是非常难以获取的,如果用普通的轻水作为慢化剂,那么就需要使用浓缩铀,将铀235浓度提高到3%左右,这也是目前绝大多数核电站的做法。
堆芯中的核燃料
奥克洛反应堆的核燃料显然用的是天然铀,而在20亿年前,想要找到重水更是绝不可能,除非再次找上外星人……那么反应堆是怎样实现临界的呢?
原来,在亿万年前,铀235的浓度并不像现在这么低。
我们知道铀235的半衰期是7亿年,而铀238的半衰期为44.7亿年,人马君计算了一下,20亿年前铀235的天然浓度应该是3.71%,与现代核燃料非常接近,因此可以使用轻水作为慢化剂。
也就是说,20亿年前地球上的铀矿,直接就是浓缩铀!可惜那时人类还未出现,要不然就不用费这么大劲儿搞铀浓缩了。
核燃料的问题解决了,那么作为慢化剂的水从哪里来呢?地质学家为我们解开了谜团:21亿年前,在奥克洛地区形成了含铀的砂岩层,随后的1亿年的时间里,含铀砂岩层的上方沉积了厚达3000米的黑色含碳页岩。
在重力的作用下,两层之间出现了裂缝,富含氧气的地表水顺着裂缝进入了砂岩层,溶解了砂岩中的含铀矿物质,并使铀汇集在十几个大大小小的口袋形区域中,形成了晶质铀矿。
奥克洛矿区地质分布,灰色圆圈即为天然反应堆区域
当“口袋”中的铀和水达到一定量后,链式裂变反应发生了,随即释放出大量的热量,温度迅速升高,水被蒸干后,反应会自动停止。
每次反应大概持续30分钟,而2.5小时后,由于足量的水再次进入口袋,反应又重新开始。
借用个专业术语来说,这个反应堆还是个“脉冲堆”。
一切都大白于天下,原来是大自然的鬼斧神工建造了这些罕见的反应堆,与史前文明和外星人都没有关系。
据估计, 这16个反应堆分别运行了15万年至85万年不等,共发出热量达1300亿千瓦时,消耗铀235约5.5吨。
早期地球的火山活动
奥克洛反应堆现象表明,在二十亿年前甚至更早的洪荒时代,地球上铀235的浓度比较高,可能存在许多天然反应堆。
有科学家认为,早期地球地质活动的动力,有一部分就来自天然发生的核裂变。
不过截至目前,除了奥克洛之外,还没有发现其它地方因为天然反应堆而造成铀的贫化。
奥克洛之所以能形成反应堆,极可能与该地区特殊的地质构造和变迁有关。
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心理学解梦 梦境解说:梦见外星人可能暗示着生活被某种外来因素所左右,或者对自己所处的环境还不太了解,表示自己原来生活圈子的一些事物给人压力。
心理分析:梦见外星人,性格会出现变化。
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梦见外星人的案例分析 有一个敏感的女孩子,经常会梦见外星人,虽然说长大后已经没有像小时候梦得那么频繁,可是有时梦见还是会很害怕。
有时候梦见的不仅仅是外星人,还有飞碟的场景同时出现。
外星人长得就像科幻电影中的样子,主要特征是又大又黑的眼睛和绿色的皮肤,有时候见到的外星人的表皮疮疮瘪瘪的,总之就是很可怕。
梦境解析:外星人不是地球上的物种,甚至只存在于人们的幻想中。
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外星人代表个性中自己并不喜欢的,比较陌生怪异的部分。
它长着又黑又大的眼睛是想更清晰地看这个世界,而绿色的皮肤让人联想到植物的叶面,可以进行光合作用并且自己制造养分。
可以看出,做梦者对自己这一面并不太接纳,觉得它长相不好看(表皮疙瘩),可能提示着做梦者对于现实中某些事物不太敢于面对,而且对于独立与成长心存恐惧。
当面临一件期待的事物时,可能既向往又担心、顾虑。
外星人还提示做梦者有某种被隔离感或自我封闭的倾向。
陌生人、古代人、外国人、外星人在人们的梦境中经常被用来象征自我不熟悉的、非现实的、未整合的、奇异怪诞的部分。
每个人在自我形成的过程中都难免会有些选择和遗漏、压抑、抛弃。
但实际上,遗漏、压抑、抛弃的并没有退出自我的心灵,只是沉潜到意识的不同深度而已。
我们的心灵世界是无限广袤的,没有任何事物或者思想能退出这个世界――它们离我们越远,就越能拓展我们心灵的疆域,只要它们被意识到。
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