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Cosa è il reattore nucleare naturale?

Nel giugno del 1972 un controllo su una partita di uranio naturale destinata all' Unione Sovietica rilevò una percentuale più bassa di uranio 235 che fece quasi nascere un incidente diplomatico, fino a quando non si scoprì che la causa non era umana, ma naturale. La partita proveniva dalla miniera di Oklo, in Gabon (Africa), e le indagini scientifiche rivelarono che all' incirca due miliardi di anni fa un ingresso naturale di acqua nel giacimento aveva innescato una reazione a catena che è durata per centinaia di migliaia di anni producendo oltre 2500 chili di plutonio e circa 6 tonnellate di prodotti di fissione. Le tracce di questo reattore naturale sono ancora ben chiare, anche se la pericolosità delle sue scorie si è completamente annullata nel corso dei millenni.   [1]

Quindici reattori naturali similari sono stati trovati in Africa. Probabilmente ci sono stati altri reattori naturali in altre aree del mondo, che non sono ancora stati scoperti. Questa reazione naturale era possibile due miliardi di anni fa, ma non lo sarebbe più oggi perchè la percentuale di uranio 235 in natura, che genera la fissione naturale, diminuisce lentamente col tempo. Il quantitativo totale di radioattività naturale oggi molto più basso di quando apparsa la vita sul pianeta, perchè la radioattività naturale diminuisce lentamente.   [2]

Dunque, nel 1972 alcuni scienziati francesi trovarono a loro dire le prove che "forze naturali" avevano creato un reattore nucleare naturale raffreddato ad acqua che era stato attivo a Oklo (Gabon), nell’Africa occidentale, per ben un milione di anni.
La notizia fu data dal Dr. F. Perrin, ex presidente del "Commissariat à l’Energie Atomique" (CEA).
Una reazione nucleare a catena avviene quando dei neutroni creati dalla scissione dell’ uranio bombardano altri atomi di uranio, generando in tal modo altri neutroni.
Se non vi sono sufficienti "moderatori" da ghermire i neutroni in eccesso, si verifica un’esplosione nucleare. Se i moderatori invece sono troppi, il processo si estingue rapidamente. Teoricamente sono necessarie determinate condizioni perché si verifichi una reazione nucleare a catena: la concentrazione dell’uranio deve essere elevata; ci vogliono un moderatore e un raffreddante e la zona deve essere relativamente priva di sostanze atte ad assorbire i neutroni, le quali potrebbero impedire la reazione stessa. Un’ indagine geologica nella regione di Oklo in Gabon così come essa si presentava presumibilmente durante l’Era Pre-Cambriana mise infine in luce l’esistenza di tutte queste condizioni. Si calcola che il "reattore" naturale avesse di per sé un diametro di circa 5 metri.
La principale prova che su cui i ricercatori francesi basavano la loro tesi era la riduzione di un certo isotopo dell’ uranio (U-235). Infatti l' uranio naturale contiene lo 0,72% dell’isotopo U-235, mentre i depositi di Oklo ne contengono di meno. E inoltre una parte del materiale dei depositi di uranio di Oklo aveva in effetti una maggiore incidenza di U-235 rispetto alla norma. Come avviene nei reattori atomici costruiti dall’uomo, la reazione nucleare a catena aveva prodotto del plutonio che si era ritrasformato in uranio. Tale "nuovo" uranio era più "giovane" e più ricco di U-235 dell’ uranio primordiale. Un campione di uranio di Oklo rivelava la presenza di quattro elementi rari (neodimio, samario, europio, cerio) con percentuali isotopiche che erano comuni fino a quel momento soltanto nei reattori di costruzione umana.   [3]

Nuovi studi sono stati di recente pubblicati nel mese di ottobre 2004 sulla rivista "Physical Review Letters" in merito ai reattori nucleari naturali scoperti nella regione di Oklo (Gabon) nel 1972 e che avrebbero prodotto l'equivalente in calore di una centrale da 100 000 kilowatt per un periodo di circa 150 000 anni. Gli scienziati avevano già capito che l' uranio contenuto nelle vene di minerale delle rocce era entrato in una reazione a catena autosostenuta che produceva un intenso calore. Il problema era capire come il tutto non si fosse tradotto in una reazione a catena incontrollata conclusa con una esplosione o con la fusione delle rocce. Alex Meshik dell'Università di Sain Louis nel Missouri ha scoperto che la reazione si accendeva e si spegneva naturalmente: a periodi di attività di 30 minuti seguivano  fasi di riposo di circa due ore e mezzo. Ed era proprio questo meccanismo di regolazione naturale dovuto alla presenza di acqua nelle rocce che evitava che la reazione a catena diventasse incontrollata e portasse a una esplosione o alla fusione delle rocce.
Meshik, infatti, ha analizzato i livelli di xeno nelle rocce. Lo xeno è un gas, sottoprodotto della fissione dell' uranio. Non è stato trovato nei minerali di uranio, ma in granuli di fosfati di alluminio dispersi nelle rocce. "Questi granuli contengono la più grande concentrazione di xeno mai trovata in natura", scrive Meshik. Dato che lo xeno è un gas, sarebbe dovuto sfuggire dalle rocce e disperdersi nell'atmosfera. Se però il reattore si raffreddava periodicamente, allora il gas poteva rimanere intrappolato nei granuli di fosfati.  [4]

Pertanto l' esame degli elementi contenuti nella roccia ha permesso loro di stabilire che la centrale atomica somigliava molto ad un geyser. Praticamente la chiave di tutto era l'acqua. Quella che si trovava nel terreno vicino al reattore veniva trasformata in vapore, che si intrufolata tra il materiale nucleare. Poichè l' acqua rallenta i neutroni, e quindi è capace di fermare una reazione di fissione, il reattore si spegneva per un po'. Poi, scomparso il vapore, la reazione nucleare si riavviava e tutto ricominciava daccapo in un ciclo fatta da trenta minuti di attività e due ore e mezza di "sonno".

Sembra così risolto il semplice e antico problema di questa zona del Gabon: perchè non è saltato tutto in aria in un'esplosione nucleare, oppure perchè la reazione non si è rapidamente esaurita? Alcuni avevano addirittura messo ipotizzato che tutto questo fosse opera di extraterrestri! In realtà, un sistema di controllo spontaneo e perfettamente bilanciato ha fatto quello che nelle nostre centrali contemporanee richiede computer e tecnici in costante veglia.   [5]
 

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http://lnx.gpgnc.it/envo/print.php?sid=32    [1]
http://www.ecolo.org/documents/
documents_in_italian/it.AAPN_domande_studenti.doc    [2]
http://www.edicolaweb.net/am_1005a.htm    [3]
http://ulisse.sissa.it/s7_05nov04_2.jsp    [4]
http://www.torinoscienza.it/novita/apri?obj_id=829    [5]

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