Aussi étrange que cela puisse paraître, il y a un « Réacteur nucléaire naturel« , C’est-à-dire un endroit unique où le fission nucléaire – Bien que cette énergie ne soit pas ensuite convertie en électricité. C’est en fait une mine particulière découverte en 1972 dans le bassin de Franceville, au Gabon. On estime que le réacteur était actif à partir de Plus de 1,7 milliard d’années, Lorsque la concentration duisotope u235 Dans l’uranium naturel, il était plus de quatre fois plus élevé que celui actuel.
La découverte du réacteur nucléaire naturel au Gabon
L’uranium présent dans la nature est caractérisé par proportions bien définies de ses trois isotopes radioactifs: le 99 2743% de u238lo 0,7202% de u235 Et 0,0055% de u234. Vous pouvez donc imaginer la surprise du physicien français Francis Perrin Quand, en 1972, il a mesuré une concentration de U235 égale à 0,7171% Dans un échantillon extrait des roches d’Uraiifère du bassin de Franceville, dans la région de OkloDans le Gabondans le’Afrique de l’Ouest.
Bien que apparemment minime, la différence de la 0,0031% Par rapport à la valeur standard d’aujourd’hui, c’est inhabituel. D’autres analyses isotopiques, effectuées après diverses recalibractions du spectromètre, ont confirmé ces résultats, à l’exclusion de la possibilité d’une erreur instrumentale. Des échantillons ultérieurs dans la mine Oklo ont révélé des concentrations de u235 encore plus bas. Dans un rapport publié parAgence internationale de l’énergie atomique (AIEA) Il est indiqué que dans environ 500 tonnes de l’uranium analysé en 1972, la concentration moyenne de u235 était du 0,62%avec un champion qui est même descendu 0,44%. Cela signifie qu’à peu près 500 kg d’uranium U235 Ils avaient « disparu ».
Le seul processus physique capable d’expliquer une telle réduction significative de la concentration de u235 Dans les champions du bassin de Franceville se trouve le fission nucléaire.
Fission nucléaire naturelle
La fission nucléaire est un phénomène dans lequel un atome, dans ce cas d’uranium, vient Je me séparais en deux Ou plus de noyaux « enfants » et émet en même temps un certain nombre de neutrons. C’est le même processus exploité dans centrales nucléaires pour la production d’énergie. Parmi les trois isotopes d’uranium, le u235 est le seul fissilec’est-à-dire capable de soutenir une réaction en chaîne nucléaire. Pour cette raison, en fait, le fonctionnement des réacteurs nucléaires traditionnels nécessiteEnrichissement de l’uraniumaugmentant la concentration de u235 jusqu’à des valeurs, y compris entre 3% et 5%.
Face aux concentrations isotopiques inhabituelles détectées dans le bassin de Franceville, la première hypothèse formulée par les scientifiques était que les champions étaient artificielproduit par une réaction contrôlée. Cependant, cette explication n’était pas compatible avec le contexte géologique dans lequel ils ont été trouvés. Les champions venaient en fait de mines dans le sous-soldans certains cas à la profondeur ci-dessus 1000 mètreset avait été extrait de rochers sédimentaires de Paléoprotérozoïque, Aujourd’hui daté de Il y a 2,1 milliards d’années . La seule explication plausible est donc que les découvertes sont les restes d’un Réacteur nucléaire naturel ancien.
Les causes possibles de la fission naturelle
L’hypothèse d’un réacteur nucléaire naturel a été théorisée pour la première fois par le chimiste et le physicien nucléaires Paul Kuroda Dans le 1952. Celui découvert dans la région d’Oklo n’est probablement pas le premier réacteur naturel sur terre, mais c’est certainement le seul jusqu’à présent découvert.
Fondamentalement, c’est un environnement naturel dans lequel la réaction de fission nucléaire des isotopes d’uranium peut se produire spontanément. Un environnement de ce type serait impossible aujourd’hui, en raison des faibles concentrations de u235. Cependant, il y a plus de 1,7 milliard d’années, la concentration de u235 Dans l’uranium naturel, c’était égal à environ 3%une valeur comparable à celle utilisée dans les réacteurs nucléaires modernes, e suffisant pour déclencher une fission naturelle.
Le fonctionnement du réacteur naturel d’Oklo n’est pas encore complètement clair. Dans le paléoprotérozoïque, le paysage était très différent: la région d’Oklo a été traversée par vastes systèmes fluviaux et deltizi qui a transporté éléments lourdsproduit par l’érosion des roches de granit, vers le bassin. Certaines études suggèrent que l’augmentation des concentrations d’oxygène causée par « Grande oxydation« ont facilité la dissolution de l’uranium dans l’eau, permettant sa migration à travers pores Et fractures dans le rocher. De plus, la présence de matière organique peut avoir favorisé la précipitation de l’uranium à des concentrations élevées.
Enfin, lecascade Il aurait joué un rôle crucial à la fois dans le déclencheur et dans le maintien des réactions de fission. Comme il explique Peter Wood, Scientifique expert dans la production d’uranium à l’AIEA.
Comme dans les réacteurs nucléaires légers construits par l’homme, les réactions de fission, sans modérateur qui ralentit les neutrons, s’arrêterait. L’eau à Oklo a agi comme un modérateur, absorbant les neutrons et contrôlant la réaction en chaîne.
À ce jour, ils ont été identifiés 16 réacteurs nucléaires naturels dans le bassin de Franceville: 15 situé près de l’autre et un, le Réacteur bangombé, à À plus de 30 km. Le plus grand de ces mesures sur 12 mètres de long, 18 mètres d’épaisseur et jusqu’à 0,5 mètres de large. Les experts spéculent que le processus de fission naturelle s’est poursuivi à intervalles pendant quelques centaines de milliers d’années et n’a probablement jamais dépassé 100 kW de puissance thermique.
Sources