У истоков человечества - [33]

Кроме месторождения Витватерсранд в Южной Африке расположено месторождение Шинколобве. Это одно из крупнейших месторождений урана, служившее главным источником его для капиталистических стран в течение многих лет. Только с 1944 по 1959 г. оно дало около 100 т радиоактивных минералов и до сих пор играет большую роль в добыче урана.

Уран — самый тяжелый элемент из всех, которые открыты в естественном состоянии. Он занимает 92-е место в таблице Менделеева. Важнейшее его свойство — ярко выраженная естественная радиоактивность. В природе существуют три изотопа урана: 238, 235, 234. Больше всего в природе ²³⁵U. Он постоянно распадается на торий, радон, радий и другие и в конце концов превращается в свинец и гелий. Скорость распада этих элементов различна. Например, радий распадается в 3 млн. раз быстрее, чем уран. На 3 т урана приходится всего 12 г радия. Постоянные превращения урана сопровождаются радиацией. Естественно, что чем больше концентрация урановых руд, тем больше в местах залегания и радиоактивное излучение.

Даже сейчас, через миллионы лет после того, как радиоактивные руды стали интенсивно разлагаться в местах, содержащих урановые руды, радиация по меньшей мере в 10—20 раз превышает общий уровень. Какова же она была в тот момент, когда обнажились урановые руды в Восточной и Южной Африке и происходило интенсивное извержение радиоактивной магмы? Напомним, что все это было незадолго до того, как стало изменяться физическое строение антропоидов в Восточной Африке, или почти одновременно с тем, как среди человекообразных обезьян, обитавших там, стали появляться прямоходящие предки человека, по своему внешнему виду ничем не отличавшиеся от появившихся здесь же их потомков — людей.

Как известно, производством урановых концентратов занято в капиталистическом мире всего пять стран: ЮАР, Австралия, Канада, США, Франция, причем две из них (ЮАР и Франция) ведут это производство в Африке. Любопытная история произошла недавно во Франции (Смагин, 1978). 7 июня 1972 г. при обычных анализах урана, поступившего на обогатительную фабрику одного из городов Франции, обнаружилось, что изотопа-235 (это и есть ядерное топливо) там несколько меньше. Разница была совершенно незначительной — всего лишь 0,003%, но тем не менее она привлекла внимание технологов. Обогащение урана — операция очень ответственная, дорогостоящая, поэтому необходимо было точно выяснить причину такого необычного отклонения от нормы.

Проанализировав все ступени сложного производства, физики наконец добрались до первоисточника. Им оказалась исходная руда, добытая в африканском месторождении Окло. Теперь это название, которое было известно лишь узким специалистам, стало весьма популярным. Еще бы — в Окло человечество впервые столкнулось с ядерным реактором, «изготовленным» самой природой. Но почему ученые считают, что это реактор?

Причиной единодушия послужила арифметика. Изотопный состав урана абсолютно стабильный для всех минералов, будь они земного происхождения, метеоритного, даже лунного. А тут ученые впервые столкнулись с нарушением постоянства изотопного состава.

В число природных постоянных входит и соотношение изотопов урана (²³⁵U/²³⁸U). Обычно на один атом ²³⁵U приходится 139 атомов ²³⁸U. Такое соотношение ученые наблюдали во всех урановых минералах, во всех горных породах и природных водах Земли, а также в лунных образцах. А вот в Окло оно оказалось иным.

Месторождение в Окло пока единственное, зарегистрированное в природе, где это постоянство оказалось нарушенным. Предположение, что уран-235 «выгорел», как это бывает в топках атомных электростанций, поначалу прозвучало как шутка, хотя для того имелись весьма серьезные основания. Специальная экспедиция ученых, исследовавшая место происшествия, установила, что многие миллионы лет назад здесь действительно «работал» природный ядерный реактор.

История создания ядерного реактора выглядит примерно так: сначала в дельте древней реки образовался богатый урановой рудой слой песчаника толщиной до 10 м и шириной более полукилометра. Покоилась урановая руда на крепком базальтовом ложе, и долгое время никаких чудес не происходило. Сигнал к «действию» был подан очередным землетрясением, обычным явлением в то бурное время. Базальтовый фундамент будущего реактора опустился на несколько километров, потянув за собой урановый слой. Жила растрескалась, в трещины проникла грунтовая вода. Затем очередное тектоническое движение подняло всю «установку» до современного уровня, как бы предлагая ее для осмотра удивленному человечеству: после спуска и подъема ничем не примечательные залежи урановой руды стали ядерным реактором!

Схема атомного котла (он же ядерный реактор) при всех технологических тонкостях довольно проста. Уран располагается в особой среде — замедлителе. Источник энергии — ядра урана, делящиеся под действием нейтронов. При этом рождаются новые нейтроны, которые в свою очередь могут стать инициаторами процессов деления. Необходимо лишь, чтобы они уменьшили свою естественную скорость деления.

На атомных электростанциях в качестве замедлителя используют тяжелую воду (дейтерий) или графит. А природа «выбрала» обычную воду, которую современные инженеры считают непригодной, поскольку она поглощает часть нейтронов и уменьшает мощность реактора. Здесь же вода послужила хорошим замедлителем. Атомный реактор — это в общем укрощенная атомная бомба. Взрыва в нем не может быть потому, что внутри его заложен механизм саморегулирования. Когда цепная реакция приближается к опасному неуправляемому уровню, резко повышается температура, скорость нейтронов в связи с этим возрастает, и реакция приостанавливается. Температура падает, в реакторе снова начинается ускорение реакции, и так до тех пор, пока не выгорит все «топливо», т. е. пока не иссякнут запасы урана в этом концентрированном месторождении.