天然﹖ 人造﹖ 還是…… 加蓬史前核反應堆之謎

文 ◎ 方洪

這個「天造地設」的核反應堆不僅安全運行了50萬年，而且成功的把核廢料限制在反應堆附近，沒有發生任何擴散和污染。

在過去的一百多年裏，人類的生活水準大幅度提高了，不過隨之而來的是自然資源的日益枯竭。尤其是水危機和能源危機，不僅威脅著社會的持續發展，甚至直接威脅著整個人類的生存。

單就能源角度講，近幾十年來，人們一直在努力開發和使用石油、煤、天然氣以外的替代能源，比如太陽能、核能等。其中對核能的研究一度十分誘人，在20世紀50年代到80年代到達高峰。然而，核能使用的安全性一直困擾著人們。

1986年，前蘇聯烏克蘭境內的切爾諾貝利核電站發生嚴重的爐心融毀幅射外洩事件，造成嚴重後果後，核電站運作的安全更是引起了全世界的關注。此外，核廢料的處理是核能利用的另外一個難題，誰能保證有害的放射性物質不會在自然界擴散，造成大面積核污染呢﹖

如今看來，這個問題的答案似乎是現成的。或許你聽說過位於非洲加蓬的史前核反應堆，現在科學家們認為這是一個天然核反應堆。而這個「天造地設」的核反應堆不僅安全運行了50萬年，而且成功的把核廢料限制在反應堆附近，沒有發生任何擴散和污染。

如果這是某個史前文明的成就，那麼，這個文明肯定比我們今天的文明發達得多﹔如果這真的是大自然的偶然傑作，我們就不得不承認大自然在智慧方面又一次戰勝了人。

下面就讓我們來看一看，圍繞加蓬的核反應堆究竟有哪些疑問和啟示。

非洲大陸上的驚人發現

自從上世紀70年代，法國科學家發現，位於非洲加蓬共和國奧克洛（oklo）的一個鈾礦曾是一個核反應堆，各種各樣的假說、猜測就從未平息過。
這個鈾礦的特別之處在於其中的鈾礦石是被提煉過的，而且是在20億年前！

1972年，當這個礦區的鈾礦石被運到一家法國的氣體擴散工廠時，人們發現，這些鈾礦的鈾235含量只有0.7171%。在地球上幾乎所有的地方，甚至在月球上或隕石中，鈾235同位素的原子數量在鈾元素總量中佔據的比例始終都是0.720%。這意味著這些鈾礦石早已被一個核反應堆使用過。

由於加蓬共和國自身沒有提煉鈾的能力，因此法國政府一宣佈這一發現，全世界都震驚了。各國科學家經過研究，得出了一個驚人的結論：20億年前，十幾座天然核反應堆神祕啟動，穩定地輸出能量，並安全運轉了幾十萬年之久！

目前科學界的主流觀點認為，這個核反應堆是「天然」的……但也有人猜測，這可能是地外生命的傑作，或者在20億年前曾經有個高度發達的文明。

最大疑問﹕天然還是人造？

那麼，這些核反應堆如何產生的？如何啟動的？又如何能安全運轉幾十萬年？目前科學界的主流觀點認為，這個核反應堆是「天然」的，也就是說把一切歸為大自然的一種偶然。但也有人猜測，這可能是地外生命的傑作，或者在20億年前曾經有個高度發達的文明。

大家知道，核反應堆的建造需要複雜的技術，運轉過程中，還需要大量科學家和專業技術人員的參與。那麼一個「天然」反應堆如何產生呢﹖

其實在1950年代，美國阿肯色大學的一位日裔化學家黑田和夫（Paul K. Kuroda）計算出了鈾礦自發產生「自持裂變反應」的條件。其中包括1. 鈾礦礦脈的大小必須超過誘發裂變的中子在礦石中穿行的平均距離，也就是0.67米左右﹔2. 鈾235必須足夠豐富﹔3. 存在某種中子「慢化劑」（moderator）。同時還要保證礦脈中不能出現大量的硼、鋰或其他「毒素」，這些元素會吸收中子，因此可以令任何核裂變反應停止。

考查發現，奧克洛反應堆的結構完全可以支撐持續的核反應。因而科學家斷言，奧克洛反應堆是天然的。

但是這一理論本身也存在一些問題。比如，其前提是「一個中子偶然的闖入」啟動鈾235原子核發生裂變。這個中子究竟從那裏來？有了「偶然」，這一理論就無法排除其他的啟動核裂變的可能性。

另外，這座核反應堆的構成非常合理。比如，目前的研究結果表明，這個核反應堆有幾公里，如此巨大的一個核反應堆，對周圍環境的熱干擾卻局限在反應區周圍40米之內。更讓人吃驚的是，核反應所產生的廢物，並沒有擴散，而是局限在礦區周圍。

這簡直就是技術奇蹟，連今天最先進的核技術都做不到。因此有人認為，把加蓬核反應堆解釋成「自然界的偶然」十分牽強，至今仍然有許多人懷疑天然核反應堆的結論。

最安全的反應堆

天然核反應堆理論另外一個難以解釋的問題是，為甚麼反應堆能安全運轉幾十萬年。目前普遍認為，當時的礦山附近好像有水的痕跡，按照地形來看好像有水，由於水也會起到吸收中子的作用。因此水就可能滲透在這個礦裏面，起作用維持運作。

但是仔細想想，這種可能性非常的小，因為水必須能夠均勻地滲透這座礦山裏面去，這個礦山裏只要一個小地方，水滲進去不均勻的話，那就是一場爆炸，這整個礦山就不會存在了。那麼究竟用甚麼技術能夠將反應控制得這麼好，而且維持那麼長時間？對此目前沒有答案。

另外奧克洛的整個礦脈都是原料，相比而言，當代的核電站其實用的原料是很少的。即使這樣，當代核電站的安全技術問題也是非常重要的。大家知道前蘇聯切爾諾貝利核電站就曾經發生嚴重的核洩漏，造成了嚴重的核污染。而奧克洛反應堆的核廢料控制卻非常好，這也很難用「偶然」現象來解釋。

史前核反應堆的啟示

除了天然核反應堆理論外，其他的解釋和猜測有很多，但是都沒有直接的證據。其實，天然核反應堆的理論並不是完全不可能，只是可能性小得可憐。但是如果不接受「天然」理論，勢必會引起科學理論界的大地震。可以預見，在人類對宇宙的理解出現長足的進步前，奧克洛反應堆仍然是個謎。

不過，即使人們目前還無法瞭解奧克洛反應堆的真相，這並不妨礙人們從中汲取知識和技術。美國等世界各國都在研究奧克洛反應堆的地質特點和佈局，希望瞭解核安全控制和核廢料處理的祕密。眾所周知，美國準備將猶卡山作為核廢料的貯存基地，奧克洛反應堆的構造也許會幫助人們掌握更合理的核廢料貯存知識。 X