好奇是人類的本能,過度的好奇則催生了人們的獵奇心理,這就是為什么我們總是容易被那些違背常規(guī)知識體系的事件所吸引,而正經(jīng)八百的科普文,卻鮮有人關(guān)注。
眾所周知,萬事萬物都是從無到有,包括我們?nèi)缃袼鶕碛械目萍己臀拿鳎际菑穆浜蠛托U荒循序漸進發(fā)展而來。然而近些年網(wǎng)絡(luò)上有這樣一種說法:20億年前地球上就有核反應(yīng)堆,該反應(yīng)堆在非洲被發(fā)現(xiàn)!這完全違背了我們的常識,但恰恰迎合了我們的獵奇心理,所以關(guān)于此事件的“報道”和視頻通常能收獲10萬以上的點擊量。
這個核反應(yīng)堆真的存在嗎?假如它確實存在,是不是意味著遠(yuǎn)在人類的祖先誕生之前,地球上就曾經(jīng)存在過某種超級文明?或是有外星人前來地球建立過核設(shè)施?真相到底是什么?
加蓬共和國的“遠(yuǎn)古反應(yīng)堆”
近年來,在很多自媒體、科普讀物、科幻愛好者論壇上,流傳著這樣一個故事:非洲的加蓬共和國出產(chǎn)鈾礦,開采出來的鈾礦常年供給法國的核反應(yīng)堆使用。而法國核反應(yīng)堆的工作人員在使用這些鈾礦之前,會對鈾礦進行例行抽檢。1972年,法國一家工廠就在抽檢中發(fā)現(xiàn)了異常——人們在化驗中發(fā)現(xiàn)這種鈾礦石好像都是被提煉和使用過的,于是工廠就派出了科研人員前往加蓬共和國考察。
考察的結(jié)果讓人們大吃一驚,科研人員發(fā)現(xiàn),加蓬共和國的這個鈾礦,竟是一個非常古老的大型核反應(yīng)堆!據(jù)推測,這個核反應(yīng)堆大約建于20億年前,而且它的布局非常合理,技術(shù)堪比當(dāng)今人類所建立的最先進核反應(yīng)堆。進一步考察還發(fā)現(xiàn),這個核反應(yīng)堆在建成后至少順利運轉(zhuǎn)了50萬年以上。
這個發(fā)現(xiàn)完全違背了我們的世界觀和歷史觀。這個核反應(yīng)堆的存在似乎說明,要么在當(dāng)今人類文明出現(xiàn)之前,甚至在地球上的生命尚未出現(xiàn)之前,地球上就已存在過其他的文明;要么在史前外星人曾降臨地球……
這里需要說明的是,經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)考證,以上說法已被證明是個徹頭徹尾的謠言,但這個謠言非常高明,以至于到了以假亂真的程度。它的高明之處在哪呢?在謠言界,有些謠言完全是憑空捏造的,所以不堪一擊;但是這個謠言卻把真實發(fā)生的故事和偽造的結(jié)局完美地結(jié)合在了一起,達(dá)到了讓一般人難辨真假的地步。
這個故事的前半部分是真實存在的事件。加蓬共和國確實產(chǎn)鈾,法國也確實從加蓬進口鈾礦,核電站在使用鈾礦之前要提煉這些鈾,為了更有效率地提煉鈾礦,在提煉之前會對同一批次的礦石進行成分分析。法國在成分分析的過程中確實曾發(fā)現(xiàn)鈾礦有問題,也確實派出了科研人員對鈾礦進行調(diào)查。
問題在于故事的后半截,科研人員并未發(fā)現(xiàn)所謂的布局合理的核電站,這批鈾礦石之所以異常,完全是大自然的鬼斧神工而已。
真相到底是什么?
現(xiàn)代核反應(yīng)堆離不開放射性元素:鈾。鈾在自然界有三種同位素:鈾234、鈾235、鈾238,這三種鈾的同位素中,鈾234的含量可以忽略不計。鈾礦中主要成分為鈾235和鈾238,其中鈾235的比例為0.72%,而鈾238的比例則有99.28%,無論從世界上哪一個鈾礦中采掘出來的礦樣,鈾235和鈾238的比例都始終不變。
不過在開采出來的鈾礦中,只有鈾235能產(chǎn)生核裂變,核電站使用的是濃度為3%的鈾235,就是所謂的低濃縮鈾了;若濃度大于80%則稱為高濃縮鈾,大于90%則稱為武器級高濃縮鈾。核電站為了發(fā)電,必然要對鈾礦石進行濃縮,才能制成3%的低濃縮鈾。
1972年5月,法國物理學(xué)家弗朗西斯·佩蘭在法國皮埃爾拉特核濃縮工廠中的鈾礦分析室,發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象:在一些來自于加蓬奧克洛礦場的鈾礦石里面,鈾235的含量普遍偏低,有的為0.717%,有的僅為0.44%,最低不到0.29%!這個發(fā)現(xiàn)引起了世界核科技界的極大興趣。
1975年6月,應(yīng)加蓬政府要求,國際原子能機構(gòu)對奧克洛礦場進行了現(xiàn)場勘測和研究,發(fā)現(xiàn):距今約20億年前,在奧克洛礦場曾有10多座“天然核反應(yīng)堆”,這些“天然核反應(yīng)堆”斷斷續(xù)續(xù)運行了約50萬年,涉及到500-800噸天然鈾,釋放出來的能量相當(dāng)于100億度電,平均下來每天發(fā)電量不過54.8度。
每天平均發(fā)電量不到54.8度……這點電量,按照美國的人均使用量,僅夠1.5個美國人用……要是這些“天然核反應(yīng)堆”真是遠(yuǎn)古超文明或外星人建造的,他們折騰出這么龐大的設(shè)施,就為了每天54.8度電?
經(jīng)過科學(xué)家對奧克洛礦場地質(zhì)條件的細(xì)致研究,圍繞這些“天然核反應(yīng)堆”的謎團終于被揭開。
原來,奧克洛礦場在形成之前實際上是一片河岸。河邊沉積了大量的細(xì)砂,這些細(xì)砂在隨后的歲月中被埋入地下,并被壓得越來越實,最終形成了砂巖。來自河流上游和砂巖上層的水向下淋濾,沿途不斷溶解該地區(qū)普遍存在的鈾元素,成為鈾礦礦液。這些鈾礦礦液遇到砂巖后,疏松多孔的砂巖就好像海綿一樣,吸附了大量的鈾元素,鈾元素不斷在砂巖中富集,最終把砂巖變成了鈾礦。
為何會自行開啟核反應(yīng)
那為什么這些鈾礦會像核反應(yīng)堆一樣運行呢?要知曉其中的秘密,我們先來了解一下現(xiàn)代人造核反應(yīng)堆的運行原理。
核反應(yīng)堆和核爆炸的原理都很相似,它們都源于鈾元素的自然衰變。鈾元素在自然狀態(tài)下會發(fā)生衰變,并在衰變過程中釋放出中子,這些中子會撞擊其他的鈾元素,引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。一旦鈾元素濃度足夠高,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就將一直進行下去。
核武器中的鈾元素濃度極高,所以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的速度極快,最終結(jié)果是導(dǎo)致劇烈的爆炸。
核反應(yīng)堆中的鈾濃度較低,所以鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度慢,可以進行控制。在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程中,會釋放大量的熱,用這個熱量去燒水,讓水變成蒸汽,再以蒸汽推動水輪機,就是核反應(yīng)堆的工作原理。如何控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)呢?核電站一般會用石墨、重水、輕水等材料制成反應(yīng)堆減速劑,來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。
在加蓬共和國的“天然反應(yīng)堆”中,地下水就扮演了減速劑的角色。
在奧克洛礦場,部分區(qū)域內(nèi)砂巖中的鈾元素不斷富集,可一度富集到3.6%的濃度,這個濃度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)代核反應(yīng)堆的核燃料棒濃度。在這個濃度下,這些富含鈾的礦石自然就會發(fā)生核反應(yīng)。正如前文所說,砂巖如同海綿,它們能夠賦存大量的地下水——作為“核燃料棒”的高鈾濃度砂巖有了,控制核反應(yīng)速度的“減速劑”地下水也有了,核反應(yīng)就這樣在地下悄然啟動。
在這座“天然核反應(yīng)堆”運行期間,由于核燃料在不斷消耗,每當(dāng)鈾濃度到達(dá)臨界濃度以下,或當(dāng)?shù)叵滤蚋邷囟舭l(fā)后,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自然就會逐漸中止。之后隨著鈾礦礦液讓砂巖中的鈾元素再度富集,以及地下水的再次涌現(xiàn),核反應(yīng)同樣也會“重出江湖”。
這就是為什么奧克洛礦場的“天然核反應(yīng)堆”能斷斷續(xù)續(xù)自己運行50萬年。