Solidot: 20亿年前的天然核反应堆是如何启动的

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20亿年前的天然核反应堆是如何启动的
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May 1st 2014, 14:17

1972年6月，法国Pierrelatte铀浓缩工厂的核科学家注意到来自非洲加蓬Oklo铀矿的裂变材料铀235同位素比例失常。天然的铀包括三种比例相同的同位素：铀238为99.2744%，铀235为0.720%，铀234为0.0054%，但Oklo铀矿的铀235比例只有0.6%。核科学家的调查最终发现，Oklo铀矿在20亿年前曾发生核连锁反应，高浓缩（比例占3.5%以上）的铀235诱发了自我维持的天然核反应。但天然的核反应究竟是如何工作的？科学家在预印本网站上发表了一篇研究报告，回答了这一问题，同时谈论了天然核反应对物理学家的意义。20亿年，加蓬铀矿的铀235比例达到了4%左右：当一个中子击中了铀235的一个原子，原子分裂成两个更小的原子核和多个中子，这些中子继续轰击其它原子，连锁反应启动。分裂产生的中子需要慢化材料以防止其溅射出去。当地的流水恰好充当了慢化材料。科学家相信，Oklo的天然核反应是脉冲式的，核反应产生的高温会将水汽化，因此核反应是先启动30分钟，然后关闭2.5小时，等待岩石冷却，这一脉冲过程持续了30万年。科学家还认为，20亿年前的核反应受控于当时的物理学基本常数，因此可能从中了解到宇宙的物理学基本常数有没有发生变化。This entry passed through the Full-Text RSS service — if this is your content and you're reading it on someone else's site, please read the FAQ at fivefilters.org/content-only/faq.php#publishers.



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