Iran en Amerika sloten vandaag een historisch atoomakkoord. Tijd voor Fronza om te wijzen naar de oudste kernreactor ter wereld. Het krachtig pareltje stond niet in het Fermilab in Amerika, maar in Afrika, bij het plaatsje Oklo in Gabon. Al bestond dit plaatsje in de tijd dat de kernreactor actief was nog niet. Of, wat dat betreft, wezens die ingewikkelder waren dan bacteriën. Dit was namelijk heel lang geleden. Twee miljard jaar, om precies te zijn. Hoe kreeg de natuur voor elkaar wat de mens pas in de twintigste eeuw lukte?
Het was begin jaren zeventig. De olieprijzen stegen als een raket de hoogte in en overal in het westen werd koortsachtig gezocht naar alternatieve energiebronnen. Een logische kandidaat is dan kernenergie. In veel opzichten, zie het eerdere artikel op Fronza, een ideale energiebron.
Frankrijk is grootgebruiker van kernenergie: vier op de vijf kilowattuur in Frankrijk komt uit een kerncentrale. Voor die kerncentrales is uranium nodig. Gelukkig voor de Fransen, wat minder voor de lokale bevolking, zijn hun voormalige Afrikaanse koloniën uitermate rijk aan uraniumertsen. In het Centraal-Afrikaanse land Gabon, bij het plaatsje Oklo, werd in de jaren vijftig een grote uraniummijn geopend die nu uit is geput en gesloten. De Franse onderzoeker Francis Perrin ontdekte in 1972 iets vreemds in het uraniumerts uit Oklo. Er zat veel minder uranium-235, de splijtbare uraniumisotoop, in dan normaal. Aan de chemische elementen en hun isotopen (atoomkernen met een verschillend aantal neutronen er in), kon hij zien dat er een kernreactie plaats had gevonden. Groot alarm natuurlijk. Hadden corrupte Gabonese of Franse technici zitten rommelen met het uranium en uranium-235 aan een schurkenstaat verkocht voor een atoombom? De Franse waakhond voor kernenergie stelde meteen een grootschalig onderzoek in.
Wat heb je nodig voor een kernreactie?
Een kernreactie, zoals die in een uraniumcentrale plaatsvindt, is een kettingreactie. Een neutron raakt een uraniumkern. Deze kern valt uit elkaar, waarbij twee of meer neutronen vrij komen. Deze bewegen te snel en moeten eerst worden afgeremd, bijvoorbeeld door water. Deze langzame neutronen raken weer andere uraniumkernen. Als er per saldo evenveel neutronen een nieuwe kernreactie opwekken als er weglekken, is er een evenwicht. Lekken er meer neutronen weg dan er bijgemaakt worden, dan stopt de kernreactie. Worden er steeds meer neutronen ingevangen, dan ontstaat een lawine van kernreacties. Het gevolg: een meltdown, of als het echt uit de hand loopt, een kernexplosie.
Natuurlijke kernreactor
Al de dingen die hier beschreven worden, uranium, water en neutronen, komen in de natuur voor. Een natuurlijke neutronenbron kan de reactie op gang brengen. De Japans-Amerikaanse kernfysicus Paul Kasuo Kuroda voorspelde in de jaren vijftig dat dit proces ook in de natuur plaats kon vinden. De benodigdheden: verrijkt uraniumerts en water. Rond de twee miljard jaar geleden zat er veel meer U-235 in de grond dan nu: 3%. Uranium-235 valt van nature veel sneller uit elkaar dan U-238, waaruit de rest van het uranium bestaat, waardoor nu nog maar 0,7 procent van alle uranium U-235 is. Drie procent is wat er ook in een kerncentrale zit.
En dit is precies wat er aan de hand bleek te zijn in Oklo, stelden de Fransen opgelucht vast. Rond de 1,7 miljard jaar geleden stroomde er water in de uraniumafzettingen. Spontaan uit elkaar vallende uranium-235 kernen produceerden een steeds toenemende lawine van kernreacties. De temperatuur liep op en het water, dat zich in de uraniumhoudende laag bevond, begon weg te koken. Daardoor werden de neutronen niet meer afgeremd, waardoor ze niet meer ingevangen konden worden door andere kernen en de kernreactie werd gehinderd. Er stelde zich een evenwicht in: een natuurlijke kernreactor. Deze had het vermogen van rond de 100.000 watt en hield het enkele honderdduizenden jaren vol.
Bron: http://fronza.nl/blog/363/de-kernreacto ... d-jaar-oud