天设地造的"核反应堆"

　　人类发现了原子核裂变的规律，并掌握了巨大的原子能的力量。当今世界，能源问题日益突出，核电站异军突起，这些核电站利用核反应堆释放的能量发电。除了人类建造的核反应堆之外，大自然也在建造“核反应堆”。 　　万物生长靠太阳，其实，太阳就是大自然建造的“核反应堆”。如同太阳这样的恒星都是超级“核反应堆”。在太阳上，持续发生着核聚变反应，4个质量较小的氢原子核，转化成1个质量较大的氦原子核，同时释放出比原子核裂变高得多的能量。 　　在太阳这个“核反应堆”中，时时刻刻释放着巨大的能量。在这些能量中，仅有二十亿分之一抵达了地球，就给地球送来光和热，使地球孕育出千姿百态的生命形式，演化出蓬勃的地球文明。从而使地球成为广袤宇宙中，最璀璨夺目的生命家园。 　　通常，人们以为，在地球上，只有人类建造的“核反应堆”。可是，在非洲西海岸的加蓬共和国奥克洛铀矿，法国工程师鲍齐奎斯发现了奇异的情况。他在1972年6月，对这里的矿石作出了分析，结果令科学界大吃一惊。经过对铀矿中一种铀的同位素铀235进行常规分析，结果显得异乎寻常：天然铀235的含量，比他过去测量所得的数值低。这个数据表明，几十亿年前，这里的铀235可能已燃烧过。难道在人类出现之前，大自然就天造地设了“核反应堆”？ 　　经过多年探索，科学界终于认定，奥克洛铀矿的铀235，是链式反应中生成的“矿渣”，是“核反应堆”曾经存在的证据，这表明奥克洛铀矿区的“核反应堆”，在20亿年前已经点火工作。 　　在20亿年前，奥克洛铀矿中铀235含量比现在高很多，由于某种原因，可能是自然条件得天独厚，此地形成了“核反应堆”。反应堆的燃烧使铀235的链式反应得以缓慢进行，并且在数十亿年演化过程中，断断续续地释放原子能，其方式和间歇泉喷水相似。 　　这简直是不可思议的。要知道，要发生核裂变链式反应，先要有大量高浓度铀235，而天然铀矿中只含有极少比例的铀235；即使铀235足够多，要想使核反应不成为核爆炸，还必须使用中子慢化剂如重水等；即使上述两个条件满足了，也并不等于真能发生持续的核反应，还必须使铀与慢化剂之间有某种比例的配置。 　　在人类建造的核电站中，通常都是核裂变反应堆。在这种反应堆中，必须用高纯度浓缩铀或钚为燃料；必须用石墨、重水等慢化剂来获得慢中子；反应堆中必须加装控制棒，使链式反应受人控制，以缓慢释放原子能。如此苛刻的条件，在奥克洛铀矿的“核反应堆”中，是如何实现的呢？至今在科学界仍然存在很多争论。 　　最自然的论点是，奥克洛铀矿纯粹是大自然的手笔。20亿年前，种种机缘的巧合，使奥克洛矿区的铀235含量比现在高得多。于是大自然就地取材，利用普通水作“慢化剂和控制阀”，使链式反应在人类难以想象的环境中，简洁而神奇地发生。 　　水的作用举足轻重，这是科学界的最新论点。美国科学家亚历山大・梅希克认为，铀235产生的快中子经过矿石中地下水慢化和控制后，变成了慢中子，使链式反应能以缓慢方式发生。更令人称奇的是，铀235发生的每一次链式反应，都可能持续数千年。因为当核反应堆的温度太高时，将有更多的水蒸发掉，于是链式反应速度减慢、规模变小，使核反应堆温度降低甚至熄火。在这以后的漫长岁月中，地下水会重新汇聚，使慢中子增多，链式反应加速，核反应堆温度升高，以实现重新点火启动。所以，有科学家相信，20亿年来，整个链式反应过程像间歇喷泉一样重复发生。显然，地下水是核反应的触发和控制开关，是关键所在。也就是说，奥克洛核反应堆，之所以没像原子弹那样爆炸，“功劳”全在于地下水的神奇控制，使之在持续几千年的链式反应中，一直缓慢释放着原子能。 　　科学家们已为这种论点找到了证据。一种只在核反应堆关闭并冷却后才出现的氙同位素，在奥克洛矿区高度集中，这一事实告诉我们，在过去20亿年中，这座由大自然亲手缔造的“核反应堆”，确实像科学家推测的那样，不断重复自动点火和熄灭过程。 　　但是，质疑这种论点的人也大有人在。有人认为，地下水毕竟不是重水，用来做核反应堆的慢化剂有点勉强；还有，奥克洛矿区的结构相当合理，保存得也相当完整，似乎有刻意之嫌，如此等等。总之，这是一个令全世界科学家都无法揭晓的特大奇谜，被人们称为“奥克洛之谜”。这个谜团的另外几种解释涉及了史前文明、外星人等等，这里就不作介绍。 　　那么，地球上到底有没有大自然建造的核反应堆呢？有人认为这个问题的答案是：有，在地核中。我们知道，高温造就了熔融态的地核物质，推动了地壳板块的运动。而产生这样的高温，主要得益于两种过程：一种过程是45亿年前地球生成时保存的热量，另一过程是铀、钍等放射性同位素所释放的能量。 　　于是，一个与地核中放射性元素有关的、更大胆的假设，由西班牙地理学家马文・赫恩登提出。他认为，地核中运行着一个巨大的天然核反应堆，而我们就生活在这个天然核反应堆上。赫恩登认为，在我们脚下深处的地核中，由铀等放射性物质产生的链式反应，这就是地核热量的来源，它释放的原子能使地核中金属物质维持流动状态。正因为这个巨大的核反应堆一直在运转，组成地核和地幔的物质才不停地循环流动。这意味着，在地核这个核反应堆的能量未耗尽之前，它将永远驱动地球大陆板块的运动、火山活动，产生和维持着地球磁场。这种观点是否正确呢？科学家们正在研究。 　　【责任编辑】李金