Doğal nükleer reaktörler: Dünya’nın 2 milyar yıllık sırrı

İşte Oklo’da nükleer fisyonu mümkün kılan jeolojik ve kimyasal koşullar:

1972 yılında Fransa’daki Eurodif uranyum işleme tesisinde yapılan rutin analizler, bu keşfin başlangıç noktası oldu. Gabon’dan gelen uranyum cevherlerinde normalden düşük oranda uranyum-235 izotopu tespit edildi. Bu durum, ilk bakışta küçük bir fark gibi görünse de nükleer fizik açısından son derece kritik bir anlam taşıyordu. Çünkü uranyum izotop oranları doğada sabit kabul edilir ve bu tür bir sapma ancak nükleer fisyonla açıklanabilirdi.

Keşfin ardından yapılan detaylı incelemeler, Oklo’daki kayaçların yalnızca tek bir reaksiyona değil, uzun süreli ve tekrarlayan nükleer süreçlere sahne olduğunu ortaya koydu. Fizikçi Francis Perrin’in dikkat çektiği %0,003’lük uranyum-235 farkı, zincirleme nükleer reaksiyonların gerçekleştiğine dair güçlü bir kanıt sundu. Daha sonra yapılan izotop analizleri, fisyon sonucu ortaya çıkan elementlerin açık izlerini taşıyordu. Bu bulgular, Oklo’nun aslında birden fazla doğal nükleer reaktör barındırdığını doğruladı.

Viyana Doğa Tarihi Müzesi’nde muhafaza edilen Oklo kaya örnekleri, bu sürecin nasıl mümkün olabildiğini anlamak açısından büyük önem taşıyor. Müzenin küratörlerinden Ludovic Ferrière’e göre, uranyum cevherinin kendi kendine fisyona uğramasından başka mantıklı bir açıklama bulunmuyor. İki milyar yıl önce doğal uranyumun uranyum-235 oranı yaklaşık %3 seviyesindeydi ve bu oran, günümüz nükleer santrallerinde kullanılan yakıt zenginleştirme değerlerine oldukça yakındı. Ancak tek başına bu oran yeterli değildi; süreci mümkün kılan asıl unsur yeraltı suyuydu.

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’ndan Peter Woods, Oklo’daki mekanizmanın modern hafif su reaktörleriyle şaşırtıcı benzerlikler taşıdığını belirtiyor. Nötronların kontrolsüz kaldığı durumlarda reaksiyonların kendiliğinden durması, bugün kullanılan nükleer güvenlik prensipleriyle örtüşüyor. Bu yönüyle Oklo, yalnızca jeolojik değil, aynı zamanda mühendislik açısından da öğretici bir örnek sunuyor.

Bugüne kadar Oklo ana yatağı ve Bangombé çevresinde en az 15 doğal nükleer reaktör tespit edildi. Her biri aktif olduğu dönemlerde yaklaşık 100 kilovat termal enerji üretti. Bu değer modern santrallerle kıyaslandığında düşük olsa da tamamen doğal süreçlerle ortaya çıkmış olması açısından son derece etkileyici. Ayrıca 2011 yılında yayımlanan akademik çalışmalarda Oklo fenomeni, 20. yüzyılın en şaşırtıcı bilimsel keşiflerinden biri olarak tanımlandı.

Günümüzde benzer bir doğal nükleer reaktörün oluşması mümkün görünmüyor. Çünkü doğal uranyumdaki uranyum-235 oranı %0,7 seviyelerine kadar düşmüş durumda ve bu oran zincirleme reaksiyon için yetersiz. Ancak Oklo bölgesi, hâlâ hem uranyum madenciliği hem de nükleer güvenlik ve atık depolama araştırmaları açısından önemli bir referans noktası olmayı sürdürüyor.