20亿年前的核反应堆，是谁建造的？难道人类之前还有高级文明？

大家好，我是魅力科学君，今天我们来聊一下关于20亿年前的核反应堆的传言，实际上，这样的说法并非毫无依据，它其实是来自1972年时发生的一起真实事件。

当时，法国的一家核燃料处理厂正在对一批从非洲加蓬奥克洛铀矿进口的矿石进行常规检测，在检测工作中，一组数据引发了检测员的注意，因为数据显示，这批矿石里铀-235的含量，明显比正常值要低。

需要知道的是，铀元素有多种同位素，其中能被我们用来作为核裂变原料的，正是铀-235，而在自然界中，铀-235的丰度是非常稳定的，其数值约为0.72%，而这批矿石里的铀-235丰度，却只有0.6%左右。

为什么会这样呢？难道有人在偷偷地提炼铀-235？这事可不小，毕竟地球人都知道，铀-235是可以用来制造原子弹的。

所以在发现了这个情况之后，相关部门一下子就紧张起来，他们立刻组织了一个调查团，火速赶往加蓬的奥克洛矿区去一探究竟。

调查团很快抵达到了奥克洛，随后展开了详细的研究，他们发现，铀-235含量偏低的区域，并不是整个矿区，而是集中在16个特定的岩层区域里。

而在这些区域周围的岩石里，又发现了钕、钐、钌等多种元素的同位素，它们的比例和自然界中天然存在的完全不同，反而跟核反应堆里剩下的核废料成分非常相似。

根据这些迹象，调查团给出的结论是，这些区域中曾经发生过持续的、可控的核裂变反应，换句话说，它们曾经就是一个个核反应堆。

令人吃惊的是，后续的地质调查结果显示，这些核反应堆在大约20亿年前就存在了，因为它们所在的岩层，都是在大约20亿年前形成的，从那以后就再也没有被明显扰动过。

这些20亿年前的核反应堆，到底是谁建造的呢？很明显，不可能是我们人类，毕竟在那个时候，人类根本就没有出现。

不得不说，这样的情况实在是令人浮想联翩，一个迷人的猜测就是，难道人类之前还有高级文明，在20亿年前，他们建造了这些核反应堆，后来因为某种原因将其废弃了。

然而如果这真是高级文明所为，那在其周围区域，就应该存在着他们留下的其他痕迹，例如建筑遗址、工具残片、能源设施，甚至文字或符号类的信息。

然而实际情况却是，除了这些远古核反应堆本身，周边找不到任何能与之匹配的人工遗迹，因此更合理的情况就应该是，这些核反应堆应该是自然形成的。

那么问题就来了，这些20亿年前的核反应堆，是怎么自然形成的呢？在经过多年的深入研究，科学家对此给出了合理的解释——这些反应堆所在区域的一系列自然条件，曾经几乎完美地满足了核反应堆的需求，下面我们来具体了解一下。

核反应堆的运行机制可以简要描述为：重原子核在吸收一个中子后发生裂变，分裂成两个或多个较轻的原子核，同时释放出大量能量和额外的中子，如果这些新产生的中子能够继续引发其他重原子核的裂变，就会形成持续进行的链式反应。总的来讲，它需要四个条件。

条件一：初始中子源

现代核反应堆通常会采用人工中子源，而在自然条件下，铀-235自发裂变（概率相对较低）及宇宙射线中的少量中子，都可以为这些远古核反应堆提供初始中子的来源。

条件二：足够高浓度的铀-235

我们现在使用的核燃料被称为“浓缩铀”，它们经过了人工提纯处理，其中的铀-235浓度需要高于3%，一旦低于这个浓度，反应堆就因为无法维持核裂变所需的“链式反应”而迅速中断。

那么，这些远古时期的核反应堆哪来的“浓缩铀”呢？答案就是：时间。

简单来讲，铀-235是放射性元素，也就是说，它们会自发地衰变，根据科学家的测算，其半衰期大约是7亿年。

所以如果我们将时间往回推就会发现，现在铀-235的丰度是0.72%，那么在7亿年前，这个比例就是1.44%，14亿年前是2.88%……以此类推，在20亿年前，奥克洛的铀矿形成的时候，天然铀矿石中铀-235的含量，就在3%以上。

可以看到，在20亿年前，大自然根本不需要“浓缩”，因为那时候的铀矿石，本身就是合格的核燃料。

条件三：减速剂

有了核燃料还不够，因为铀-235裂变时所释放出的中子，需要被其他的铀-235原子核捕获，才能形成链式反应，但是刚被释放出来的中子速度太快，很难被其他原子核捕获。

在这种情况下，就需要给这些中子减速，在现代核反应堆里，通常用水或者石墨来做这个减速剂，而这些远古核反应堆所用的减速剂，其实就是水。

科学家发现，20亿年前的奥克洛地区，是一个三角洲或者河流的入海口，地下水非常丰富，所以当这些地下水渗透到富含铀矿的砂岩层里，就可以扮演了减速剂的角色，使得链式反应得以持续进行。

条件四：控制系统

一个核反应堆，只是能持续进行链式反应还不行，它必须能自我调节，否则能量越积越多，最后的结果就是原地爆炸。

现代核反应堆里，有复杂的“控制棒”系统，可以吸收多余的中子，来控制反应的速度。而这些远古核反应堆里，也有天然的控制系统，那就是刚才我们提到的水，其过程大概是这样的：

• 在有大量水作为减速剂的铀矿层中，初始中子引发链式反应。
• 链式反应后释放出巨大的热量，把周围的水加热到沸腾，变成了水蒸气。
• 水一旦变成蒸气，密度大大降低，就失去了减速效果，无法有效引发新的裂变。
• 链式反应的速率不断下降，直到完全停止。
• 反应停止后，温度慢慢降下来。
• 温度降低后，大量的水再次渗入矿层。
• 在有初始中子的情况下，反应堆再次重启……

如此一来，这些远古核反应堆就不会因为能量累积太多而爆炸，它们可以在运行一段时间之后，自己停下来“休息”一会儿，等冷却了再重新启动。

值得一提的是，根据科学家的研究，这些远古核反应堆断断续续地运行了大约50万年的时间，按其所消耗的铀-235数量计算，其累计释放的总能量相当于约100亿度电，也就是说，如果平均分摊到每天，其实际产出仅相当于每天大约50多度电……

结语：

可以看到，科学家给出的解释是很合理的。因此可以说，相对于“人类之前的高级文明”而言，这些20亿年前的核反应堆的“建造者”更可能是大自然本身，毕竟迄今为止，我们从未发现过任何史前文明存在的确凿证据。