20億年前的核反應堆，真相到底是什么？

沈夢溪

好奇是人類的本能，過度的好奇則催生了人們的獵奇心理，這就是為什么我們總是容易被那些違背常規知識體系的事件所吸引，而正經八百的科普文，卻鮮有人關注。

眾所周知，萬事萬物都是從無到有，包括我們如今所擁有的科技和文明，都是從落后和蠻荒循序漸進發展而來。然而近些年網絡上有這樣一種說法：20億年前地球上就有核反應堆，該反應堆在非洲被發現！這完全違背了我們的常識，但恰恰迎合了我們的獵奇心理，所以關于此事件的“報道”和視頻通常能收獲10萬以上的點擊量。

這個核反應堆真的存在嗎？假如它確實存在，是不是意味著遠在人類的祖先誕生之前，地球上就曾經存在過某種超級文明？或是有外星人前來地球建立過核設施？真相到底是什么？

加蓬共和國的“遠古反應堆”

近年來，在很多自媒體、科普讀物、科幻愛好者論壇上，流傳著這樣一個故事：非洲的加蓬共和國出產鈾礦，開采出來的鈾礦常年供給法國的核反應堆使用。而法國核反應堆的工作人員在使用這些鈾礦之前，會對鈾礦進行例行抽檢。1972年，法國一家工廠就在抽檢中發現了異常——人們在化驗中發現這種鈾礦石好像都是被提煉和使用過的，于是工廠就派出了科研人員前往加蓬共和國考察。

考察的結果讓人們大吃一驚，科研人員發現，加蓬共和國的這個鈾礦，竟是一個非常古老的大型核反應堆！據推測，這個核反應堆大約建于20億年前，而且它的布局非常合理，技術堪比當今人類所建立的最先進核反應堆。進一步考察還發現，這個核反應堆在建成后至少順利運轉了50萬年以上。

這個發現完全違背了我們的世界觀和歷史觀。這個核反應堆的存在似乎說明，要么在當今人類文明出現之前，甚至在地球上的生命尚未出現之前，地球上就已存在過其他的文明；要么在史前外星人曾降臨地球……

這里需要說明的是，經過嚴格的科學考證，以上說法已被證明是個徹頭徹尾的謠言，但這個謠言非常高明，以至于到了以假亂真的程度。它的高明之處在哪呢？在謠言界，有些謠言完全是憑空捏造的，所以不堪一擊；但是這個謠言卻把真實發生的故事和偽造的結局完美地結合在了一起，達到了讓一般人難辨真假的地步。

這個故事的前半部分是真實存在的事件。加蓬共和國確實產鈾，法國也確實從加蓬進口鈾礦，核電站在使用鈾礦之前要提煉這些鈾，為了更有效率地提煉鈾礦，在提煉之前會對同一批次的礦石進行成分分析。法國在成分分析的過程中確實曾發現鈾礦有問題，也確實派出了科研人員對鈾礦進行調查。

問題在于故事的后半截，科研人員并未發現所謂的布局合理的核電站，這批鈾礦石之所以異常，完全是大自然的鬼斧神工而已。

真相到底是什么？

現代核反應堆離不開放射性元素：鈾。鈾在自然界有三種同位素：鈾234、鈾235、鈾238，這三種鈾的同位素中，鈾234的含量可以忽略不計。鈾礦中主要成分為鈾235和鈾238，其中鈾235的比例為0.72%，而鈾238的比例則有99.28%，無論從世界上哪一個鈾礦中采掘出來的礦樣，鈾235和鈾238的比例都始終不變。

不過在開采出來的鈾礦中，只有鈾235能產生核裂變，核電站使用的是濃度為3%的鈾235，就是所謂的低濃縮鈾了；若濃度大于80%則稱為高濃縮鈾，大于90%則稱為武器級高濃縮鈾。核電站為了發電，必然要對鈾礦石進行濃縮，才能制成3%的低濃縮鈾。

1972年5月，法國物理學家弗朗西斯·佩蘭在法國皮埃爾拉特核濃縮工廠中的鈾礦分析室，發現一個奇怪的現象：在一些來自于加蓬奧克洛礦場的鈾礦石里面，鈾235的含量普遍偏低，有的為0.717%，有的僅為0.44%，最低不到0.29%！這個發現引起了世界核科技界的極大興趣。

1975年6月，應加蓬政府要求，國際原子能機構對奧克洛礦場進行了現場勘測和研究，發現：距今約20億年前，在奧克洛礦場曾有10多座“天然核反應堆”，這些“天然核反應堆”斷斷續續運行了約50萬年，涉及到500-800噸天然鈾，釋放出來的能量相當于100億度電，平均下來每天發電量不過54.8度。

每天平均發電量不到54.8度……這點電量，按照美國的人均使用量，僅夠1.5個美國人用……要是這些“天然核反應堆”真是遠古超文明或外星人建造的，他們折騰出這么龐大的設施，就為了每天54.8度電？

經過科學家對奧克洛礦場地質條件的細致研究，圍繞這些“天然核反應堆”的謎團終于被揭開。

原來，奧克洛礦場在形成之前實際上是一片河岸。河邊沉積了大量的細砂，這些細砂在隨后的歲月中被埋入地下，并被壓得越來越實，最終形成了砂巖。來自河流上游和砂巖上層的水向下淋濾，沿途不斷溶解該地區普遍存在的鈾元素，成為鈾礦礦液。這些鈾礦礦液遇到砂巖后，疏松多孔的砂巖就好像海綿一樣，吸附了大量的鈾元素，鈾元素不斷在砂巖中富集，最終把砂巖變成了鈾礦。

為何會自行開啟核反應

那為什么這些鈾礦會像核反應堆一樣運行呢？要知曉其中的秘密，我們先來了解一下現代人造核反應堆的運行原理。

核反應堆和核爆炸的原理都很相似，它們都源于鈾元素的自然衰變。鈾元素在自然狀態下會發生衰變，并在衰變過程中釋放出中子，這些中子會撞擊其他的鈾元素，引發鏈式反應。一旦鈾元素濃度足夠高，鏈式反應就將一直進行下去。

核武器中的鈾元素濃度極高，所以鏈式反應發生的速度極快，最終結果是導致劇烈的爆炸。

核反應堆中的鈾濃度較低，所以鏈式反應速度慢，可以進行控制。在鏈式反應過程中，會釋放大量的熱，用這個熱量去燒水，讓水變成蒸汽，再以蒸汽推動水輪機，就是核反應堆的工作原理。如何控制鏈式反應呢？核電站一般會用石墨、重水、輕水等材料制成反應堆減速劑，來控制鏈式反應的速度。

在加蓬共和國的“天然反應堆”中，地下水就扮演了減速劑的角色。

在奧克洛礦場，部分區域內砂巖中的鈾元素不斷富集，可一度富集到3.6%的濃度，這個濃度已遠遠高于現代核反應堆的核燃料棒濃度。在這個濃度下，這些富含鈾的礦石自然就會發生核反應。正如前文所說，砂巖如同海綿，它們能夠賦存大量的地下水——作為“核燃料棒”的高鈾濃度砂巖有了，控制核反應速度的“減速劑”地下水也有了，核反應就這樣在地下悄然啟動。

在這座“天然核反應堆”運行期間，由于核燃料在不斷消耗，每當鈾濃度到達臨界濃度以下，或當地下水因高溫而蒸發后，鏈式反應自然就會逐漸中止。之后隨著鈾礦礦液讓砂巖中的鈾元素再度富集，以及地下水的再次涌現，核反應同樣也會“重出江湖”。

這就是為什么奧克洛礦場的“天然核反應堆”能斷斷續續自己運行50萬年。