Perrin objevil v roce 1972 v Gabonu v západní Africe anomální uranovou rudu, která obsahovala nižší než očekávané množství uranu 235 (U-235). Tento nález vedl k dramatickému zjištění, že v gabonském Oklu před miliardami let žil přírodní štěpný jaderný reaktor.
Tým fyziků pod vedením Francise Perrina provedl v roce 1972 ve Francii zkoumání uranové rudy z dolu v gabonském Oklo. Podivná byla anomálie: uranu-235, štěpného izotopu, který by mohl být zdrojem jaderných reakcí, bylo o něco méně, než kolik se obvykle nachází v přírodním uranu.
Tehdejší vědce to zmátlo, protože veškerý přírodní uran měl mít asi 0,720 % U-235. Původní domněnky byly, že ruda prošla umělým štěpením, možná v reaktoru vyrobeném člověkem. Po provedení dalších analýz, včetně návštěv na místě, dospěli fyzikové k ohromujícímu závěru: uranová ruda prošla přirozeným štěpením – před dvěma miliardami let.
Meet #Oklo, the Earth’s two-billion-year-old only known natural #nuclear reactor.@iaeaorg: https://t.co/y1RrKvsQyk #nuclear #radiation pic.twitter.com/ZfcKfa4gJF
— Urs Bolt 🇨🇭🇵🇭 (@UrsBolt) April 26, 2025
Tento pozoruhodný objev byl prvním přímým důkazem přirozeného jaderného štěpení a podstatně změnil všechny naše názory na jadernou fyziku. Nyní je lokalita Oklo celosvětově uznávána jako první lidstvu známý přírodní reaktor a tento objev vyvolal mnoho otázek ohledně možnosti existence dalších přírodních reaktorů na Zemi.
Fenomén přírodních štěpných reaktorů
Zde jsou uvedeny všechny ty věci, díky nimž mohlo dojít k jadernému štěpení. Patří mezi ně přítomnost dostatečného množství štěpného materiálu pro vytvoření kritické hmotnosti, přivedení moderátoru schopného zpomalit neutrony a vhodné faktory prostředí schopné udržet řetězovou reakci.
V Oklu se náhodou v ložiscích nacházelo dostatečné množství uranu 235, aby bylo možné iniciovat štěpení, ale bylo zde také něco, co to umožnilo: voda. Moderátor neutronů, jako je voda, zpomaluje neutrony vznikající při štěpení a umožňuje jim pokračovat ve štěpení atomů uranu.
Toto uspořádání umožnilo vznik stavů udržovaných štěpením, s cykly štěpení on-off, jako je tomu u reaktoru Oklo s dobou aktivity přibližně jeden až dva miliony let. Moderovaná reakce probíhala dále odpařováním vody na páru, kdykoli se při reakci vytvořilo teplo, protože po určitou dobu probíhala bez řetězové reakce.
Nakonec, když se voda vrátila, prodloužila se i doba spuštění reakcí. K tomu docházelo v určitých intervalech, což způsobovalo, že štěpné reakce byly takzvaně „pulzní“. Odhaduje se, že reaktor během své životnosti vyprodukoval přibližně 130 terawatthodin (TWh) tepla.
Přírodnímu reaktoru při tomto procesu nepomáhala žádná lidská síla a pokračoval v něm po miliony let. Zajímavé je, že štěpné produkty vzniklé během přírodního procesu měly přidruženou signaturu, která dodnes odlišuje tyto štěpné produkty od ostatních v rudě. Proto je vědci dokázali identifikovat a studovat mnohem později.
Dokonalá bouře předpokladů pro přirozené štěpení
Přírodní jaderný reaktor Oklo je do jisté míry hříčkou přírody a to kvůli extrémní vzácnosti faktorů, které jej uvedly do chodu: ložiska uranu s dostatečným množstvím U-235, voda jako moderátor a geologický kontext, který to vše uchoval po miliardy let.
V minulosti mohly existovat i jiné přírodní reaktory; všechny však byly zničeny geologickými procesy. Toto výjimečné zachování v Oklu poskytuje zajímavé vědecké poznatky o závislosti přirozeného jaderného štěpení na určitých podmínkách a vybízí k úvahám o tom, jaké potenciálně byly v minulosti Země další přírodní reaktory.
Úžasný objev přírodního reaktoru v Oklo vypovídal o možnostech přírodního jaderného štěpení a popsal poznatky o jaderné energii. Přidává se k tajemstvím světa, protože by mohly existovat jevy, jako je tento, které přežijí miliardy let. Průběžné studie mezitím různými způsoby prohlubují naše znalosti o přírodní radioaktivitě, jaderné fyzice a schopnosti Země podporovat složité systémy.