新浪生活
 新浪首页 > 新浪生活 > 正文

非洲20亿年前天然核反应堆揭秘(图)(4)

http://life.sina.com.cn 2006年12月13日11:23 《环球科学》杂志

  什么力量能让氙气在磷酸铝矿物中留存20亿年之久呢?再进一步,为什么在某次反应堆运转期间产生的氙气,没有在下一次运转期间被清除呢?对于这些问题,我们还没有找到确切的答案。据推测,氙可能被囚禁在磷酸铝矿物的笼状结构中,这种结构即使在很高的温度下,也能够容纳笼中产生的氙气。尽管具体细节仍不清楚,但不管最终的答案如何,有一点是明确无误的:磷酸铝俘获氙气的能力真是令人惊叹。

  间歇式核反应堆

  远古核反应堆犹如今天的间歇泉,有着天然形成的自我调节机制。它们在核废料处置和基础物理研究方面,给科学家们提供了全新的思路。

  在搞清了观测到的氙同位素在磷酸铝中产生的基本过程之后,我和我的同事们试图从数学上为这个过程建立一个模型。这个计算揭示了有关反应堆运转时间的更多信息,所有的氙同位素都提供了大致相同的答案。我们研究的那个奥克罗反应堆每次“开启”30分钟,然后再“关闭”至少2.5小时。这样的模式犹如我们所看到的一些间歇泉,先是缓慢地加热,然后在一场壮观的喷发中将积蓄的地下水统统蒸腾而出,接着再重新蓄水,开始新一轮循环,日复一日、年复一年地持续下去。这种相似性支持了这样的观点:流经奥克罗矿脉的地下水不仅充当着中子慢化剂的角色,还不时会被蒸发殆尽,形成保护这些天然反应堆不至于自我摧毁的调节机制。在这方面,这种调节机制十分有效,数十万年间没有发生一次熔毁或爆炸事件。

  人们大概会设想,从事核电工业的工程师也许能在奥克罗学到一两样本事。他们确实能学到东西,不过不一定是有关反应堆设计的,更重要的也许是处置核废料的方法。毕竟,奥克罗就像一个地质储藏室那样运转了如此漫长的时间,这就是科学家要细致入微地进行调查的原因,他们想知道裂变的各种产物如何从这些天然核反应堆中迁移出来。他们还仔细检查了另一处类似的远古核裂变区域,这个地点是通过勘探钻井发现的,位于大约35千米以外的一个叫作班哥贝(Bangombe)的地方。班哥贝反应堆之所以特别引人注目,是因为它的埋藏位置比奥克罗及奥克罗班多地区的露天铀矿更浅,因此在近期有更多的水流过那里。总之,调查得出的结论令我们信心倍增:多种危险的核废料都能够成功地被隔离于地下。

  奥克罗还演示了一种方法,能够储存那些一度被认为肯定会对环境造成污染的核废料。自从核能发电问世以来,核电站产生的大量放射性氙135、氪85和其他惰性气体,都被释放到大气之中。天然裂变反应堆表明,磷酸铝矿物拥有一种独一无二的能力,能够俘获和储存这些气体废料达几十亿年之久,把这些废气封存在这种矿物之中也许是可行的。

  奥克罗反应堆还向科学家们透露了这样的讯息:他们曾经认定为基本物理常数的α(阿尔法,控制着诸如光速这样的宇宙参数),可能曾发生过改变。过去30年来,发生在20亿年前的奥克罗现象一直被用来驳斥α曾经发生过改变的观点。但是2005年,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的史蒂文·K·拉蒙诺(Steven K. Lamoreaux)和贾斯廷·R·托格森(Justin R. Torgerson)却根据奥克罗现象推断,这一“常数”确实发生了明显改变(而且十分奇怪的是,他们得出的常数改变方向与最近其他人得出的结论相反)。对于拉蒙诺和托格森的计算来说,奥克罗运转过程的一些细节十分关键,从这个角度上来讲,我和我的同事们所做的工作,也许有助于阐明这个复杂的问题。

  加蓬的这些远古反应堆是地球曾经出现过的唯一天然反应堆吗?20亿年前,自持裂变所需的条件并不十分罕见,有朝一日,我们或许能够发现其他的天然反应堆。我想,一丝泄露天机的氙气,将给这项搜寻工作带来极大的帮助。

[上一页] [1] [2] [3] [4]


发表评论

爱问(iAsk.com)


评论】【吃在北京论坛】【收藏此页】【 】【多种方式看新闻】【下载点点通】【打印】【关闭
 相关链接
摩洛哥首座核反应堆年底投入运行2006-11-29 21:00:21
西方国家反对向伊朗核反应堆提供技术援助2006-11-21 10:42:54
伊朗公布重水核反应堆升级计划2006-11-20 11:13:00
乌克兰核反应堆被紧急关闭实施维修2006-11-07 20:57:00
韩国承认核反应堆发生火灾 否认造成放射性污染2006-10-26 22:39:38
伊朗将启动重水生产项目为核反应堆做准备2006-08-22 14:38:21
美机构称巴建大型核反应堆 每年可造40-50件核武2006-07-25 15:10:44
印度六座核反应堆不受监督年产50枚核弹头2006-06-20 08:19:21
伊朗称愿意考虑轻水核反应堆方案2006-05-17 08:43:54
美卫星图片显朝核反应堆重启 疑造武器级铀2006-05-15 09:19:34
外电称中国计划建设30座以上核反应堆2006-05-11 18:58:53
伊朗国营电台称伊朗成功生产出核反应堆燃料棒2006-05-05 18:36:39
伊朗称已生产出可作为核反应堆燃料的浓缩铀2006-05-03 15:04:52
中国科学家研制成打捞核反应堆异物机器人2006-02-02 10:12:04
疑产大量武器级钚 加拿大敦促印度开放一核反应堆2005-12-20 11:06:34



新浪生活意见反馈留言板 电话:010-82628888-5739 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

Copyright © 1996 - 2006 SINA Corporation, All Rights Reserved

新浪公司 版权所有