Cách đây hơn 40 năm, các nhà khoa học đã phát hiện một lò phản ứng hạt nhân rất đặc biệt tại Gabon, một nước Châu Phi. Đến nay, nguồn gốc của lò phản ứng hạt nhân này vẫn là chủ đề tranh cãi của giới khoa học.
Phát hiện mỏ quặng gây tranh cãi
Cộng hòa Gabon là một nước ở miền Trung Châu Phi. Nước này giáp với vịnh Guinea về phía tây, Guinea Xích Đạo về phía tây bắc, Cameroon về phía bắc, Cộng hòa Congo bao quanh phía đông và nam. Với dân số chỉ hơn 1 triệu người, lại có nhiều tài nguyên thiên nhiên và nguồn đầu tư nước ngoài nên Gabon là một trong quốc gia thịnh vượng nhất trong vùng này.
Một trong những tài nguyên của Gabon là quặng Uranium. Năm 1972, các chuyên gia hạt nhân của Pháp phát hiện rằng quặng Uranium xuất khẩu từ mỏ Oklo, Gabon có mức đồng vị phóng xạ giống như nguyên liệu hạt nhân đã qua sử dụng tại các nhà máy nhiệt điện hạt nhân. Quặng từ mỏ Oklo chứa 0,3% uranium-235, trong khi quặng uranium trong tự nhiên chứa đến 0,7% uranium-235.
Các nhà khoa học khắp nơi trên thế giới rất sửng sốt, họ nhanh chóng đến Oklo để điều tra, làm rõ hiện tượng đặc biệt này.
Phát hiện của các nhà khoa học về Oklo làm chấn động thế giới: địa điểm khai thác quặng Uranium là một lò phản ứng hạt nhân ngầm, dài vài dặm (1 dặm = 1,6km), và bất kỳ tác động nhiệt nào đến môi trường đều bị giới hạn trong bán kính khoảng 40m xung quanh.
Tại báo cáo với Viện Hàn lâm Khoa học Pháp vào ngày 25/9/1972, Tiến sĩ Francis Perrin, nguyên chủ tịch Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Pháp, đã cho biết phản ứng hạt nhân tại mỏ Oklo đã xảy ra cách đây khoảng 1,7 tỷ năm và lò phản ứng hạt nhân này đã vận hành khoảng 500 nghìn năm.
Lò phản ứng hạt nhân tự nhiên?
Tiến sĩ Francis Perrino cho rằng đây là một lò phản ứng hạt nhân tự nhiên. Ý kiến của Francis Perrino cũng tương tự với ý kiên của nhà khoa học người Mỹ gốc Nhật Paul Kazuo Kuroda về khả năng tồn tại các lò phản ứng hạt nhân trong tự nhiên vào năm 1956.
Theo các nhà khoa học này, điều kiện để có thể tạo ra một lò phản ứng tự nhiên như sau:
Việc đầu tiên là cần có uranium 235 mức độ tinh khiết cao nhất, khoảng 3% để cấp nhiên liệu cho phản ứng.
Điều kiện thứ hai là nguồn tạo ra các hạt neutron. Uranium 235 phân hủy tự nhiên thành thori và giải phóng một neutron trong quá trình này. Các neutron này sau đó có thể được hấp thụ bởi một nguyên tử uranium khác và bắt đầu quá trình phân hạch. Sự phân hạch hạt nhân là khi một nguyên tử phân rã thành các nguyên tử nhỏ hơn và giải phóng năng lượng trong quá trình này. Neutron này kết hợp với uranium 235 và tạo thành uranium 236, là đồng vị không ổn định. Uranium 236 sau đó lại phân chia, tạo ra các nguyên tử nhỏ hơn, ổn định và một số neutron mới. Những neutron này sau đó lại bắn vào các nguyên tử khác và tiếp tục tạo ra phản ứng dây chuyền.
Các lò phản ứng hạt nhân tự nhiên đã cung cấp cho phản ứng yếu tố điều chỉnh ổn định của chúng: dòng nước ngầm tự nhiên. Khi các nguyên tử bắt đầu phân chia, chúng phát ra neutron cũng như năng lượng. Nước sẽ hấp thụ neutron để giữ ổn định số lượng neutron cho phản ứng, nhưng năng lượng của phản ứng sẽ làm nước nóng lên. Sau một thời gian, nước sẽ nóng lên đến mức bắt đầu sôi và bốc hơi. Cuối cùng, lượng nước cần thiết để hấp thụ neutron và giữ phản ứng ổn định sẽ không còn đủ. Khi đó, các neutron bắt đầu bắn rơi xuống đất và không tương tác với bất cứ nhân tố nào, và phản ứng sẽ dừng lại. Sau đó, dòng chảy tự nhiên của nước ngầm sẽ chảy xuống cho đến khi có đủ nước để bắt đầu lại toàn bộ quy trình. Chu kỳ này có thể tiếp tục duy trì hàng trăm ngàn năm.
>> Biến chất thải hạt nhân thành kim cương chứa năng lượng sạch
Hay liệu đây có phải 1 lò phản ứng phi tự nhiên?
Tuy vậy, Tiến sĩ Glen Seaborg người từng đoạt giải Nobel với công trình trong lĩnh vực tổng hợp các kim loại nặng, đồng thời là cựu giám đốc Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ lại không cho rằng đây là lò phản ứng hạt nhân tự nhiên.
Tiến sĩ Seaborg giải thích, thứ nhất, cần phải có một loại nước cực kỳ tinh khiết trong quá trình phản ứng hạt nhân, vì chỉ một phần triệu chất gây ô nhiễm trong nước cũng đủ để làm hỏng quá trình phản ứng và khiến nó bị đình trệ. Ông cho rằng loại nước tinh khiết để vận hành lò phản ứng hạt nhân không tồn tại tự nhiên trên trái đất. Nó chỉ có thể được con người tạo ra.
Thứ hai, quan điểm về lò phản ứng tự nhiên của Tiến sĩ Perrin liên quan đến chính uranium. Một số chuyên gia về lò phản ứng hạt nhân đã nhận xét rằng không có loại quặng uranium nào trong tự nhiên có hàm lượng urani đủ để phản ứng tự xảy ra.
Quá trình phân rã phóng xạ của uranium-235 sẽ rất chậm ngay cả khi các khối quặng mới được bắt đầu hình thành, quá chậm đến nỗi phản ứng hạt nhân không thể xảy ra.
Nếu không có những bằng chứng rõ ràng hơn về lò phản ứng hạt nhân tại Gabon, sự tranh cãi của các nhà khoa học về nguồn gốc và sự hình thành của nó có lẽ sẽ không bao giờ chấm dứt. Nhưng dù nó có nguồn gốc tự nhiên hay phi tự nhiên đi chăng nữa, những kiến thức để bảo quản chất thải phóng xạ của Oklo vẫn là thông tin quý giá cho các nhà khoa học đương thời.
