Reattore naturale di Oklo
Avvocato Atomico
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Di tutte le obiezioni di chi si oppone all'energia nucleare, sicuramente la più irrazionale è quella per cui l'energia nucleare sarebbe da evitare in quanto "non naturale".
Ogni volta che qualcuno utilizza la parola "naturale" in quell'accezione romanticamente positiva, c'è da mettere mano alla pistola, principalmente perché niente di ciò che facciamo è "naturale".
Non sono naturali gli occhiali, il poliestere, l'aria condizionata, i vestiti, gli anticoncezionali e la medicina.
Sicuramente non è naturale l'utilizzo di energia elettrica tout-court, e quindi nessuno dei metodi con cui la si genera.
… a parte l'energia nucleare.
Negli anni '70, la Francia, in seguito alla crisi petrolifera, decide di espandere il suo programma nucleare civile per non rischiare di trovarsi scoperta in caso di nuove crisi energetiche. Avvia quindi la costruzione di nuovi reattori e contemporaneamente apre centri per il processamento e per l'arricchimento del combustibile e inizia l'importazione di Uranio dai principali paesi produttori.
Il 2 giugno 1972 il signor Pierre Bouzigues si reca normalmente a lavoro presso il centro per l'arricchimento dell'Uranio a Pierrelatte, cittadina nel sud-est della Francia. La sua mansione è piuttosto semplice, quasi impiegatizia: deve semplicemente testare i campioni provenienti dalle diverse miniere da cui la Francia sta acquistando l'Uranio, per determinarne la purezza e la percentuale di isotopo 235, quello fissile. Per farlo utilizza uno strumento semplice e molto preciso, che tutti i fisici e gli ingegneri conoscono benissimo: uno spettrometro di massa.
In generale, l'Uranio 235 ha un tempo di decadimento molto più rapido rispetto all'Uranio 238, quindi col passare delle ere geologiche la percentuale di U235 si riduce sempre di più: oggi ammonta ad appena lo 0.72%, anche se a livello locale possono verificarsi variazioni minime (dell'ordine dello 0.0006%).
Quel giorno Pierre Bouzigues fa una scoperta molto strana: uno dei campioni, proveniente da una miniera situata nello stato africano del Gabon, manifesta una percentuale di fissile SIGNIFICATIVAMENTE diversa: lo 0.61%.
Si tratta di una differenza ENORME: in termini relativi vuol dire un 15% di U235 in meno del normale. Sarà un campione fallato? Vengono esaminati altri campioni provenienti dalla stessa miniera, il responso resta identico.
La faccenda viene immediatamente portata ai piani alti e il Commissariato per l'Energia Atomica e le Energie Alternative fa subito partire un'indagine. Tra gli scenari inizialmente ipotizzati vi è il sabotaggio industriale, ma vi sono teorie ancora più inquietanti: l'Uranio giunto in Francia potrebbe essere il prodotto di scarto di un precedente processo di arricchimento clandestino, forse a scopi militari.
Vengono dunque fatti controlli accurati su tutto il percorso del materiale: dall'estrazione alla purificazione al trasporto fino al campionamento, ma non viene trovata nessuna anomalia, né si riscontra alcun intervento umano.
Da un lato questo fa tirare a tutti un sospiro di sollievo, ma dall'altro la faccenda si ingarbuglia ancora di più: sembra proprio che per qualche bizzarro motivo l'Uranio di Oklo (questo il nome della miniera) sia diverso dall'Uranio che si trova in qualunque altro luogo del mondo.
Gli scienziati trovano solo due possibili spiegazioni per questa diversità: la prima è che il minerale abbia avuto a disposizione molto più tempo per decadere, e che quindi quel deposito uranifero sia più vecchio della Terra.
La seconda è che vi sia una quantità minore di isotopo fissile perché è andato effettivamente incontro a fissione.
Vengono effettuati dei test sulle rocce circostanti per mettere alla prova queste teorie: l'età geologica dei minerali che circondano l'Uranio è paragonabile a quella del nostro pianeta, quindi la teoria dell'origine extraterrestre del giacimento non regge. In compenso vengono trovate tracce di oltre trenta elementi che si generano durante la fissione dell'Uranio 235, il che conferma la seconda ipotesi.
Ulteriori analisi sugli strati sedimentari sottostanti tolgono ogni dubbio: circa due miliardi di anni fa, quando la percentuale di U235 era superiore al 3%, il giacimento si trovava sul fondo di un lago sotterraneo.
L'uranio, tutti lo sappiamo, è radioattivo, e tra le particelle che possono venire prodotte dal decadimento dell'Uranio vi sono i neutroni. L'acqua invece è un moderatore naturale, quindi rallenta i neutroni prodotti dai decadimenti radioattivi, e i neutroni rallentati ("termici") sono proprio i proiettili che servono per rompere i nuclei atomici: gli ingredienti ci sono tutti.
La stessa acqua ha anche raffreddato l'intero processo, mantenendolo stabile.
Il primo reattore nucleare a fissione della storia del pianeta è quindi entrato in fase di criticità (la fase in cui il tasso di reazioni è stabile) circa 1,7 miliardi di anni fa, molto prima che i dinosauri mettessero piede sulle terre emerse, e ha continuato a funzionare per centinaia di migliaia di anni (fino a quando la percentuale di fissile non si è abbassata troppo), producendo una potenza stimata di circa 100 kW termici - oggi sarebbe sufficiente ad alimentare qualche condominio.
Il reattore nucleare di Oklo aveva anche il suo meccanismo di sicurezza naturale: se la temperatura saliva troppo l'acqua andava infatti in ebollizione e si trasformava in vapore. Ma il vapore non è un buon moderatore, quindi smetteva di rallentare i neutroni, e visto che i neutroni veloci non provocano la fissione degli atomi, la reazione si interrompeva, per poi ripartire quando si formava un nuovo deposito idrogeologico. Oggi diremmo che il reattore aveva un coefficiente di vuoto negativo.
La miniera di Oklo è stata chiusa, visto che produceva Uranio di qualità inferiore, ma si può visitare. Nella foto potete vedere quella che era la parete interna del nocciolo del reattore, quasi due miliardi di anni fa: il calore della fissione ha fuso le rocce.
-Luca