Reactores fosiles y constantes fundamentales

Reactores nucleares de hace 2000 millones de años y las constantes del universo
(Preimpresión del articulo previsto publicar en Nuclear España, marzo 2009) 

Guillermo Sánchez

(http://web.usal.es/guillermo)

Enrico Fermi in Chicago in 1942 made a nuclear reactor with natural uranium. However it had a natural predecessor, the fossil reactor found in 1972 in OKLO. About 2 billion years agoa uranium deposit spontaneously underwent nuclear fission. Xenon samples from this side are now becoming clear how this phenomenon happened. Scientists are learning from the natural reactors the long term behavior of the disposal of nuclear waste. The Oklo reactors may also teach us about the fundamental physical theories. En 1942 Enrico Fermí puso en marcha la primera pila nuclear construida porlos seres humanos. Sin embargo, en la Tierra ya habían funcionado reactores nucleares hace miles de millones de años. Así se ha podido comprobar en los yacimientos de uranio de Oklo. Análisis reciente de muestras de xenón allí encontradas nos descubren detalles de aquel fenómeno. Los resultados pueden ser útiles en diseño de almacenes subterráneos de residuos radiactivos. Además la medida delsamario en Oklo puede tener implicaciones en el desarrollo de nuevas teorías físicas.

Un descubrimiento inesperado En la planta francesa de enriquecimiento de Pierrelatte, en mayo de 1972, el analista quedó extrañado al comprobar que el espectrómetro de masas indicaba un contenido de 0,717% átomos de U-235 en el uranio de la muestra de UF6 natural. Los resultados de miles de análisis en uranionatural en todas las partes del mundo mostraban que la fracción de átomos de U-235 en el total de uranio era siempre 0,720% (expresado en porcentaje en peso equivale a 0,711%). Incluso los análisis de las rocas lunares y de meteoritos daban siempre ese contenido del isótopo U-235. La discrepancia era pequeña, pero Pierrelatte era una instalación militar donde se contabilizaba rigurosamente el materialnuclear. El Comisariado de Energía Atómica francés inició una investigación. Se descartó que la causa fuese una contaminación de la muestra con uranio empobrecido (uranio de un contenido de U-235 menor de 0,72% que se produce como subproducto del proceso de enriquecimiento). Se comprobó [1] que se trataba de uranio que provenía de una mina de Oklo, situada en el sudeste de Gabón (África).Análisis de muestras del mismo lugar mostraron incluso una concentración de U-235 menor. En una de ellas el contenido de U-235 era de sólo el 0,44%. La cuestión que se planteaba era cómo podía explicarse   1

semejante anomalía. Tras descartar distintas hipótesis se llegó a una explicación aparentemente descabellada: en los yacimientos de Oklo uno o varios reactores nucleares naturales habíanfuncionado hacía casi dos mil millones de años. Ilustración. Interior del yacimiento de  Oklo donde se observa el alto contenido  de rocas de uranio En Oklo se han  localizado 16 reactores fósiles y a unos 20  km, en Bangombe

Reactores nucleares naturales La posibilidad de que hubiera reactores naturales hace miles de millones de años en yacimientos de uranio había sido predicha por G. Wetherill y M.Inghram en 1953. En 1956 el químico P. Kuroda [2] había calculado las condiciones que deberían darse para que esto ocurriese y eran las siguientes: a) La concentración de U-235 en el uranio debería ser al menos del 3%.- Esta situación en la actualidad sólo puede conseguirse a través del proceso de enriquecimiento. Sin embargo, hace miles de millones de años todo el uranio que existía en el SistemaSolar cumplía esta condición. Es así porque de los dos isótopos padre que forman el uranio natural, el U-238 y el U-235, el U-235 (periodo de desintegración: 704 millones de años) se desintegra a un ritmo casi siete veces más rápido que el U-238 (periodo de desintegración: 4468 millones de años). De esto se deduce (Fig. 1) que cuando se formó la Tierra [3], hace unos 4,5 mil millones de años, el...