miércoles, 10 de diciembre de 2014

Antiguo Reactor nuclear encontrado en Africa



En mayo de 1972 un trabajador en una planta de procesamiento de combustible nuclear en Francia notó algo sospechoso. Él había llevado a cabo un análisis de rutina de uranio procedente de una fuente de mineral aparentemente normal. Como es el caso con todo el uranio natural, el material en estudio contenía tres isotopos— es decir, tres formas con diferentes masas atómicas: uranio 238, la variedad más abundante; uranio 234, el más raro; y el uranio 235, el isótopo que es codiciado porque puede mantener una reacción nuclear en cadena. 
En otras partes de la corteza terrestre, en la Luna e incluso en los meteoritos, los átomos de uranio 235 conforman solo el 0,720 por ciento del total. Pero en estas muestras, que venían del depósito de Oklo en Gabón (una ex colonia francesa en el África Occidental ecuatorial), el uranio 235 constituía sólo el 0,717 por ciento. Esa pequeña diferencia fue suficiente para alertar a los científicos franceses que algo extraño había sucedido. Análisis posteriores mostraron que el mineral de al menos una parte de la mina estaba muy por debajo de la cantidad normal de uranio 235: unos 200 kilogramos parecían haber sido extraídos - suficiente como para hacer media docena de bombas nucleares.
Lo llamaban el “monstruo atómico”. En todo el planeta no había productor de energía nuclear más grande y más eficiente. Paredes en ángulo inclinado, aislamiento para residuos nucleares y el mejor sistema de refrigeración que la ingeniería pudiera desarrollar. Tenía una estructura tan bien diseñada que podía haberse mantenido en funcionamiento por siempre. Por eso, después del período de “la gran aniquilación”, muchas civilizaciones posteriores intentaron aprovechar lo que había quedado del “monstruo” para regresar a los tiempos de gloria.
Científicos de todo el mundo se reunieron en Gabón para explorar este fenómeno. Ellos encontraron que el sitio donde se encontró el uranio es un reactor nuclear subterráneo muy técnico más allá de las capacidades de nuestro conocimiento científico actual. Este reactor nuclear surgió hace 1,8 mil millones años y estuvo en funcionamiento durante unos 500.000 años. 

Los científicos investigaron la mina de uranio y los resultados se hicieron público en una conferencia de la Agencia Internacional de Energía Atómica. Los científicos encontraron restos de productos de la fisióndesechos de combustible en varios lugares dentro del área de la mina.

En comparación con este enorme reactor nuclear, nuestros reactores nucleares actuales son mucho menos impresionante, meros aparatos primitivos. Los estudios indican que el reactor nuclear de la mina de uranio era de varios kilómetros de longitud. Sin embargo, para un gran reactor nuclear de esta índole, el impacto térmico con su entorno se limitaba a solo 40 metros (unos 131 pies) en todos los lados. Aún más asombroso, los residuos radioactivos aún no han migrado fuera del sitio de la mina. Se mantienen en su lugar por la geología de la zona.
Restos de productos del antiguo reactor nuclear. Se estima que estos reactores nucleares han producido en el orden de los 1000 megavatios, comparable a una planta grande y moderna.

Es necesario comprender que, lo que era tan increíble para todos, era que una reacción nuclear se había producido tal que el plutonio (un subproducto) fue creado y que la propia reacción nuclear se había "moderado", lo que ha sido por un largo tiempo el "santo grial" de la ciencia atómica.
Fisión nuclear de un átomo de uranio-235.

La habilidad para moderar la reacción significa que una vez se ha inició una reacción, uno era capaz de aprovechar la potencia de salida de una manera controlada, incluyendo el tener la habilidad para evitar la explosión y la liberación de toda la energía de una solo vez.

Frente a estos resultados, la comunidad científica considera que la mina es un reactor nuclear "natural". Ellos llegaron a la conclusión de que el mineral se habría enriquecido hace bastante, 1,8 mil millones años, para producir espontáneamente una reacción en cadena. Concluyeron además que el agua había moderado la reacción al igual que los reactores nucleares modernos utilizan varillas de grafito y cadmio para que sus reactores no vayan al estado crítico— y explosionen.

Sin embargo, el Dr. Glenn T. Seaborg, ex jefe de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos y Premio Nobel por su trabajo en la síntesis de elementos pesados, señaló que "para que el uranio se 'queme' en una reacción, las condiciones deben ser exactamente correctas. Es necesario agua o algún otro moderador para frenar los neutrones liberados mientras que cada átomo es dividido de modo que no se estén moviendo demasiado rápido como para ser absorbidos por otros átomos, manteniendo la reacción en cadena. Por otra parte, el moderador y el combustible deben ser extremadamente puros. Incluso unas pocas partes por millón de contaminantes, como el boro, 'envenenarán' la reacción, llevándola a un punto de interrupción. ¿Cómo podrían surgir las condiciones necesarias bajo tierra en circunstancias naturales?", dijo Seaborg en la revista Time en 1972.
Dr. Glenn T. Seaborg

Además, varios especialistas en ingeniería de reactores comentaron que en ningún momento en la historia geológicamente estimada de los depósitos de Oklo fue el mineral de uranio suficientemente rico en U-235 como para que una reacción natural haya tenido lugar.

Incluso cuando los depósitos se formaron primero, debido a la lentitud de la desintegración radiactiva del U-235, el material fisionable habría constituido sólo el 3 por ciento de los depósitos — un nivel demasiado bajo para una reacción nuclear. Sin embargo, una reacción tuvo lugar, lo que sugiere que el uranio original, era mucho más rica en U-235 que una formación natural pudiera haber sido.

Si la naturaleza no fue la responsable, entonces la reacción debe haber sido producido artificialmente. ¿Es el uranio de Oklo el residuo de un reactor antediluviano de una civilización prehistórica?  Es probable que hace aproximadamente dos mil millones años hubo una civilización avanzada en Oklo (que quizás no era de este planeta) que era tecnológicamente superior a la civilización de hoy.
Pero el edificio estaba demasiado desvencijado y el sistema de reciclado del uranio ya no funcionaba. Al final, con el correr de los milenios, las paredes y los canales de enfriamiento se oxidaron, se corroyeron y terminaron por confundirse con la montaña que algún día los había albergado. Millones de años más tarde, el único vestigio de que un emplazamiento tecnológico había existido en aquel lugar era el material empobrecido; el resto del reactor era irreconocible.
Este panorama ficticio podría no haber sido muy distinto del real si tenemos en cuenta que para muchos científicos la existencia del “Reactor nuclear de Gabón”, un gigantesco depósito de uranio hallado en África a principios de los setenta, es un fenómeno que nunca podría haber ocurrido en forma natural.
De una antigüedad aproximada de 2.000 millones de años, las minas de Oklo, en la República de Gabón, saltaron a la luz internacional cuando una empresa francesa descubrió que su uranio ya había sido extraído y utilizado.
Después de analizar muestras de la mina, los técnicos de la Central Nuclear de Tricastin descubrieron que el mineral no servía para fines industriales. Sospechando un posible fraude por parte de la empresa que lo exportaba, la central de Tricastin decidió investigar por qué las muestras de uranio normales tenían aproximadamente un 0,7% de material aprovechable, mientras que las de Oklo apenas se acercaban al 0,3%. Cuando se confirmó que el material parecía el desecho de una reacción nuclear, investigadores de todo el mundo viajaron a estudiar el yacimiento.
Después de exhaustivos análisis químicos y geológicos, la comunidad científica por unanimidad llegó a una escalofriante conclusión: las minas de uranio de Gabón no podían haber sido otra cosa que un reactor de 35.000 km2, que inició su trabajo hace 2.000 millones de años y se mantuvo en funcionamiento durante otros 500 mil.
Estas cifras descomunales hicieron que muchos especialistas se devanaran los sesos pensando en una posible explicación. Pero cuarenta años después, el caso de Gabón aún despierta los mismos e incómodos interrogantes que en su inicio. ¿Qué o quiénes habían estado usando energía nuclear antes de que cualquier civilización pisara la Tierra? ¿Cómo lograron diseñar un complejo de reactores tan grande? ¿Cómo lo mantuvieron en funcionamiento por tanto tiempo?

La explicación inverosímil

En el afán de explicar el origen del reactor, los científicos acudieron a una vieja teoría del químico japonés Kazuo Kuroda, quien años antes había sido ridiculizado tras postularla.
Kuroda expuso que una reacción nuclear podía tener lugar sin que la mano del hombre interviniese si se daban en la naturaleza una serie de condiciones esenciales: un depósito de uranio con el tamaño adecuado, un mineral con una proporción elevada de uranio fisible, un elemento que actúe como moderador y la ausencia de partículas disueltas que dificulten la reacción.
Pero si bien tres de las condiciones de Kuroda eran altamente improbables, aún más difícil de explicar  era cómo una reacción nuclear natural podía haberse mantenido equilibrada sin que el núcleo de uranio se apagase o fundiese durante el lapso estimado de 500 mil años. Por esta razón, los científicos sumaron a la hipótesis de Kuroda un último factor: un sistema geológico casual que permitiera la entrada de agua a los depósitos y la salida del vapor de reacción.
Se calcula que hace muchos millones de años, la proporción de uranio fisible en la naturaleza era mucho mayor (cerca de un 3% del mineral), un hecho clave para que una supuesta reacción pudiera tener lugar. En base a este factor, los científicos propusieron que cada tres horas los depósitos de uranio podían haberse activado de forma espontánea cuando se inundaban con agua filtrada de las grietas, generando calor y apagándose cuando el agua, que actuaba como moderador, se evaporaba por completo.
No obstante, según la teoría de Kuroda, el agua necesaria debía tener una buena proporción de deuterio (agua pesada) y debía estar ausente de cualquier partícula que pudiera detener los neutrones en la reacción. ¿Podía agua que se filtraba por las rocas tener estas condiciones tan excepcionales? ¿Podía hallarse en la naturaleza un líquido que hoy requiere de un elaborado proceso de producción?

Ingeniería de punta

Después de una serie de análisis geológicos, los investigadores descubrieron que el reactor de Oklo aún guardaba una última sorpresa: los “depósitos” de desechos adoptaban una disposición tal, que a pesar de haber transcurrido millones de años la radiactividad no había logrado escapar afuera de la mina. De hecho, se calculó que el impacto termal de los reactores en funcionamiento no debía haber superado un radio de acción de más de 40 metros. Los científicos reconocieron la incapacidad de emular un sistema de desechos tan eficiente, y el reactor aún se estudia con el fin de diseñar nuevas tecnologías en base a su estructura.
En pocas palabras, el gigantesco reactor de Gabón se encontraba mejor diseñado que cualquier reactor moderno.
Por eso, a pesar de que la teoría de los “reactores naturales” es hoy la más difundida a nivel académico, sobre el yacimiento de Oklo aún aguardan muchos interrogantes sin ser contestados. 
¿Por qué el uranio fue encontrado en depósitos bien delimitados y no esparcido en forma azarosa por todo el terreno? ¿Pudo una reacción espontánea haberse dado en forma independiente veinte veces distintas en todo el yacimiento? ¿Por qué este fenómeno se daría única y exclusivamente en África y no en otros puntos del planeta? ¿Pueden casualmente las paredes de una mina conformar un diseño tal que la radiactividad no migre fuera de la misma? Pero por sobre todo: ¿qué sucedió exactamente en Gabón hace 2.000 millones de años?
La Gran Epoca
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