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关于核物理实验室里的意外发现

来源:物理ok网 编辑:网友 时间:2014-12-24 点击量:
  原子反应堆是人工建造的利用原子能的大型设备,它的发明还是近几十年的事。可是你知道吗,世界上还有天然的原子反应堆,而且早在18亿年前就存在了。
 
  1972年的一天,在法国皮埃尔拉特铀矿分析实验室里,化验员被一种异常的现象惊呆了。他们发现在一批铀矿石中,铀235的含量比常规值低得多,最低的竟然只有0.29%。
  自然界存在的铀,主要由两种同位素组成,一种是铀235,它占0.72%。另一种是铀238,它占99.28%。这种比例对无论从世界上哪一个铀矿中采掘来的矿样都是一样的,包括从海水中提炼出来的铀在内,都毫不例外。
  化验室里的意外发现惊动了人们,开始时有人还以为实验发生了误差,但后来经过反复核实,证明从加蓬采掘来的一大批铀矿石中,都存在着这一反常现象。这一发现引起了法国科学家的兴趣,于是他们派人去加蓬做实地考察,结果在奥克洛铀矿区发现了18亿年前发生自发裂变反应后留下来的天然原子反应堆“化石”。据分析,18亿年前,这里至少有6个天然原子反应堆在运行。它们像近代原子反应堆一样,时断时续地足足运行了几十万年之久。总计约有500吨以上的铀参加了裂变反应,释放出来的能量相当于100亿度电。
  国际原子能机构接受了加蓬和法国的建议,于1975年6月共同组织了一次专题讨论会,研究分析了这一罕见的现象。专家们指出,要使铀矿藏里发生自发裂变反应,必须具备三项必要条件。首先,要有含铀235浓度较高的富矿;其次是周围不存在强烈吸收中子的元素;最后要有水参与减慢中子的速度。在远古时,要满足这三项条件的可能性比现在要大得多。
  据推算,18亿年前天然铀中铀235含量可达 3.6%,这比现代发电用的轻水反应堆燃料中铀235的浓度还要高。其余两项条件,在千变万化的远古地壳中也是不难找到的。因此,天然原子反应堆的诞生就不足为怪了。
  研究天然原子反应堆的意义,不只限于反应堆“化石”本身,而是通过对它研究,可丰富地质史学知识,还可能找到贮存核电站废物的好方法。

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