1972 wunderte sich ein Ingenieur in einer französischen Uranfabrik im afrikanischen Gabun: War das wirklich frisches Erz, das er da untersuchte? Aufgrund der Messwerte keimte in ihm der Verdacht auf, dass versehentlich ein ausgebranntes Brennelement in die Anlage geraten sein könnte. Seine nächsten Messungen aber zeigten, dass die Proben dafür nicht stark genug strahlten. Trotzdem war in ihnen ungewöhnlich wenig spaltbares Uran 235. Was war da los? Die Theorien schossen ins Kraut: Von havarierten Raumschiffen war die Rede, von untergegangenen antiken Zivilisationen, die Atomreaktoren benutzt hätten. Die Realität war dann zwar sehr viel prosaischer, aber ebenso erstaunlich: In Oklo gab es natürliche Reaktoren:
Bis heute haben wir 15 Reaktorzonen entdeckt. Diese Zonen haben Durchmesser zwischen fünf und 15 Metern. Sie sehen aus wie elliptische Töpfe, und sie sind etwa ein Meter tief. Die "Reaktorkerne" sind Pfropfen aus Urandioxid, in denen vor zwei Milliarden Jahren natürliche Reaktoren liefen.
Chris Palenik, Geologe von der Universität Michigan. Heute liegen diese Reaktoren 500 Meter tief unter der Erde, aber vor zwei Milliarden Jahren, waren sie Teil der Landschaft, und ein Fluss floss über sie hinweg.
Das Uranerz ist in einem Sandstein konzentriert, in den damals Flusswasser eindrang. Dieses Flusswasser wirkte dabei wie das Wasser im kommerziellen Reaktor: Es bremste die schnellen Neutronen, die bei der Kernspaltung freigesetzt werden. Absorbierte ein Uran-Atom ein solches Neutron, spaltete es sich in zwei Teile, neue Neutronen wurden freisetzt, die Kettenreaktion lief. Dabei heizte sich der Reaktor auf, das Wasser verdampfte. Dadurch fehlte dann der Moderator, die Kettenreaktion brach zusammen. Der Reaktor kühlte ab, das Wasser floss nach - und alles begann von vorne. Dieser Zyklus könnte zehntausend, vielleicht einige hunderttausend Jahre lang abgelaufen sein.
Alle drei Stunden könnte sich dieses Spiel wiederholt haben. Der Reaktor war 30 Minuten aktiv, brachte es auf eine Leistung von 100 Kilowatt, und musste dann für zweieinhalb Stunden abkühlen. Heute könnte ein solcher Reaktor nicht mehr entstehen.
Es müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein, so dass wir ein Zeitfenster von etwa 100 Millionen Jahren haben, in dem auf der Erde ein natürlicher Reaktor entstehen konnte. Beispielsweise muss das Verhältnis zwischen den Uranisotopen so sein, dass der Reaktor kritisch wird. Vor zwei Milliarden Jahren aber war in den Sandsteinen mehr spaltbares Uran, als heute in einem kommerziellen Brennelement. Allerdings ist seit damals durch den radioaktiven Zerfall viel von dem spaltbaren Uran verschwunden. Im Grunde verhindert also der natürliche radioaktive Zerfall, dass es solche Reaktoren noch in jüngerer Zeit geben konnte.
Neben den 15 Reaktoren von Oklo sind inzwischen in etwa 35 Kilometer Entfernung weitere gefunden worden. Aber sonst scheint es sie nirgends auf der Welt zu geben - oder falls es sie einmal gegeben hat, sind sie durch zwei Milliarden Jahre an tektonischer Aktivität längst wieder im Erdinneren verschwunden.
Der interessanteste Aspekt meiner Arbeit war, dass wir für Endlager für hochaktiven Atommüll wie Yucca-Mountain herausfinden wollen, welche Radionuklide über Zeiträume von 10.000 oder 100.000 Jahre mobilisiert werden, wenn die Barrieren versagen. Schließlich ist Oklo ein zwei Milliarden Jahre altes Labor, in dem man genau nachprüfen kann, was weg und was noch da ist.
Da beruhigt es, dass heute noch der Atommüll der natürlichen Reaktoren weitgehend and Ort und Stelle ist. Allerdings zeigen sich Unterschiede zwischen dem Langzeitverhalten der Radionuklide in der Natur und den Vorhersagen aufgrund von Laborergebnissen. Die Forschung wird in Oklo also noch eine ganze Zeit weiterlaufen.
Bis heute haben wir 15 Reaktorzonen entdeckt. Diese Zonen haben Durchmesser zwischen fünf und 15 Metern. Sie sehen aus wie elliptische Töpfe, und sie sind etwa ein Meter tief. Die "Reaktorkerne" sind Pfropfen aus Urandioxid, in denen vor zwei Milliarden Jahren natürliche Reaktoren liefen.
Chris Palenik, Geologe von der Universität Michigan. Heute liegen diese Reaktoren 500 Meter tief unter der Erde, aber vor zwei Milliarden Jahren, waren sie Teil der Landschaft, und ein Fluss floss über sie hinweg.
Das Uranerz ist in einem Sandstein konzentriert, in den damals Flusswasser eindrang. Dieses Flusswasser wirkte dabei wie das Wasser im kommerziellen Reaktor: Es bremste die schnellen Neutronen, die bei der Kernspaltung freigesetzt werden. Absorbierte ein Uran-Atom ein solches Neutron, spaltete es sich in zwei Teile, neue Neutronen wurden freisetzt, die Kettenreaktion lief. Dabei heizte sich der Reaktor auf, das Wasser verdampfte. Dadurch fehlte dann der Moderator, die Kettenreaktion brach zusammen. Der Reaktor kühlte ab, das Wasser floss nach - und alles begann von vorne. Dieser Zyklus könnte zehntausend, vielleicht einige hunderttausend Jahre lang abgelaufen sein.
Alle drei Stunden könnte sich dieses Spiel wiederholt haben. Der Reaktor war 30 Minuten aktiv, brachte es auf eine Leistung von 100 Kilowatt, und musste dann für zweieinhalb Stunden abkühlen. Heute könnte ein solcher Reaktor nicht mehr entstehen.
Es müssen mehrere Bedingungen erfüllt sein, so dass wir ein Zeitfenster von etwa 100 Millionen Jahren haben, in dem auf der Erde ein natürlicher Reaktor entstehen konnte. Beispielsweise muss das Verhältnis zwischen den Uranisotopen so sein, dass der Reaktor kritisch wird. Vor zwei Milliarden Jahren aber war in den Sandsteinen mehr spaltbares Uran, als heute in einem kommerziellen Brennelement. Allerdings ist seit damals durch den radioaktiven Zerfall viel von dem spaltbaren Uran verschwunden. Im Grunde verhindert also der natürliche radioaktive Zerfall, dass es solche Reaktoren noch in jüngerer Zeit geben konnte.
Neben den 15 Reaktoren von Oklo sind inzwischen in etwa 35 Kilometer Entfernung weitere gefunden worden. Aber sonst scheint es sie nirgends auf der Welt zu geben - oder falls es sie einmal gegeben hat, sind sie durch zwei Milliarden Jahre an tektonischer Aktivität längst wieder im Erdinneren verschwunden.
Der interessanteste Aspekt meiner Arbeit war, dass wir für Endlager für hochaktiven Atommüll wie Yucca-Mountain herausfinden wollen, welche Radionuklide über Zeiträume von 10.000 oder 100.000 Jahre mobilisiert werden, wenn die Barrieren versagen. Schließlich ist Oklo ein zwei Milliarden Jahre altes Labor, in dem man genau nachprüfen kann, was weg und was noch da ist.
Da beruhigt es, dass heute noch der Atommüll der natürlichen Reaktoren weitgehend and Ort und Stelle ist. Allerdings zeigen sich Unterschiede zwischen dem Langzeitverhalten der Radionuklide in der Natur und den Vorhersagen aufgrund von Laborergebnissen. Die Forschung wird in Oklo also noch eine ganze Zeit weiterlaufen.