Lò phản ứng hạt nhân tiền sử
2 tỉ năm tCN
Francis Perrin (1901–1992)
“Việc tạo ra một phản ứng hạt nhân thật không đơn giản,” theo các nhà kĩ thuật tại Bộ Năng lượng Hoa Kì. “Ở các nhà máy điện, nó liên quan đến việc phân tách các nguyên tử uranium, và quá trình đó giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt cùng neutron tiếp tục làm cho các nguyên tử khác phân tách. Quá trình phân tách này được gọi là sự phân hạch. Ở nhà máy điện, việc duy trì quá trình phân tách các nguyên tử đòi hỏi sự tham gia của nhiều nhà khoa học và chuyên viên.”
Thật vậy, mãi đến cuối thập niên 1930 thì các nhà vật lí Enrico Fermi và Leó Szilárd mới đánh giá đầy đủ rằng uranium là nguyên tố có khả năng duy trì một phản ứng dây chuyền. Szilárd và Fermi đã tiến hành các thí nghiệm tại Đại học Columbia và phát hiện thấy sự sản sinh neutron (hạt hạ nguyên tử) có ý nghĩa với uranium, chứng minh rằng phản ứng dây chuyền là có thể và cho phép chế tạo vũ khí hạt nhân. Szilárd đã viết vào cái đêm khám phá ấy, “có rất ít ngờ vực trong đầu tôi rằng thế giới sắp gặp tai họa.”
Bởi sự phức tạp của quá trình ấy, nên cả thế giới đã sửng sốt vào năm 1972 khi nhà vật lí Pháp Francis Perrin phát hiện thấy tự nhiên đã tạo ra lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới trước nhân loại đến hai tỉ năm, bên dưới vùng Oklo ở Gabon, châu Phi. Lò phản ứng thiên nhiên này hình thành khi một vùng trầm tích khoáng giàu uranium tiếp xúc với nước ngầm, làm chậm các neutron giải phóng từ uranium nên chúng có thể tương tác và làm tách các nguyên tử khác. Nhiệt sinh ra, biến nước thành hơi nước, do đó tạm thời làm chậm phản ứng dây chuyền. Môi trường nguội đi, nước hồi phục, và quá trình lặp lại.
Các nhà khoa học ước tính lò phản ứng tiền sử này đã chạy trong hàng trăm nghìn năm trời, từ các phản ứng như thế tạo ra vô số đồng vị (các biến thể nguyên tử) mà các nhà khoa học đã phát hiện tại Oklo. Các phản ứng hạt nhân ở uranium trong các mạch ngầm dưới lòng đất tiêu thụ chừng năm tỉ tấn uranium-235 phóng xạ. Ngoài các lò phản ứng Oklo, chưa có lò phản ứng hạt nhân thiên nhiên nào khác từng được phát hiện. Roger Zelazny suy đoán rất khéo trong quyển tiểu thuyết Bridges of Ashes (Cầu Tro) của ông rằng một giống loài ngoài hành tinh nào đó sẽ tạo ra mỏ Gabon nhằm mục đích gây ra các đột biến cuối cùng dẫn tới sự ra đời của loài người.
Tự nhiên đã tạo ra lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới ở châu Phi. Hàng tỉ năm sau, Leó Szilárd và Enrico Fermi giữ bằng sáng chế Mĩ số 2.708.656 về lò phản ứng hạt nhân. Bể 355 chứa đầy nước làm lá chắn bức xạ.
XEM THÊM. Phóng xạ (1896), Neutron (1932), Năng lượng từ Hạt nhân (1942), Bom Nguyên tử Little Boy (1945).
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
