historia de un reactor natural fósil ubicado en la república de gabón

HISTORIA DE UN REACTOR NATURAL FÓSIL UBICADO EN LA
REPÚBLICA DE GABÓN. MINAS DE URANIO
Alberto JECH1
Nota de los Editores
El IV Congreso Argentino de Arqueometría se desarrolló en la Universidad Nacional de Luján en noviembre de 2011. En el marco del evento se dictaron varias conferencias. Este trabajo es una síntesis del argumento principal que el Dr. Alberto Jech
utilizó para su conferencia. Presenta una explicación de la fisión de Uranio que ocurre
en un contexto natural en la República de Gabón, África. Su importancia radica en la
vinculación de este proceso natural con la finalidad de desarrollar métodos para determinar la antigüedad de rocas relacionadas con estudios del pasado, procesos que
abarcan desde miles hasta millones de años. La aplicación de este método de datación
por Uranio es factible de emplearse respecto del estudio de la formación terrestre, su
historia geológica así como con aspectos antropológicos relacionados con el proceso
de hominización.
Introducción
La historia de la formación de las minas de Uranio provino de pequeñas cantidades dispersadas en la corteza terrestre durante su formación. El comienzo del proceso
de fotosíntesis en la Tierra fue producida por algas hace aproximadamente 3500 x 106
años, cuando liberó moléculas de oxígeno a la atmósfera. La evolución de la vida vegetal, provocó cambios graduales en la atmósfera, incluyó un contenido importante de
dióxido de Carbono (químicamente reductivo) a un contenido con más oxígeno (químicamente oxidante). Este incremento indujo hacia un aumento oxidante en las aguas
superficiales, las cuales disolvieron pequeñas cantidades de Uranio de las rocas en ríos
y arroyos.
Una de las principales características químicas del Uranio, es que es insoluble en
agua en condiciones libre de oxígeno, pero en una atmósfera donde esté presente es
fácilmente soluble. Esto produjo que ríos y distintos cursos de agua depositaron el
material acarreado (arena, materia orgánica, sales) formando sedimento. Estos reaccionaron con Uranio soluble y lo depositaron como capa delgada de relativamente
baja concentración, dando origen a minas de Uranio.
Eventualmente, movimientos de la corteza terrestre elevaron la arena, convertida
ahora en rocas, sobre el nivel del mar y la inclinaron en un ángulo cercano a los 45º.
Las precipitaciones fluviales, ahora más oxidantes, percolaron a través de fisuras y
Dr. en Física, Doctor Honoris Causa Universidad Nacional de Luján (UNLu). Docente e Investigador
de UNLu.
1
Jech, A. (2014), “Historia de un reactor natural fósil ubicado en la República de Gabón. Minas de uranio”,
Cuadernos de Antropología, No. 12: 205-208. Julio-Diciembre. ISSN 0328-9478 (impreso). ISSN 2314-2383
(en línea).
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grietas removiendo el Uranio llevándolo a zonas más profundas. El Uranio más soluble encontró condiciones químicamente reductoras para depositarse como burbujas
macroscópicas de alta concentración. Esta fase de formación comenzó hace 2800 x
106 años.
Vida media
El Uranio, como el resto de los isótopos que componen nuestro planeta solar se
incorporó en la Tierra durante su formación como U238 y U235. La vida media del
U238 es de 4.5 x 109 años y la del U235 de 7 x 105 años (el tiempo en que el número
de núcleos radiactivos se reduce a la mitad se denomina vida media).
Actualmente, la relación entre los Uranios para U235 0.720% para U238 99.27%
como la vida media de ambos isótopos es distinta. Hace 4000 x 106 años la relación
entre los isótopos era U235 20% y U238 80%, y hace 2000 x 106 años era U235 3% y
U238 97%.
Fisión nuclear
Cuando un núcleo de U235 captura un neutrón se vuelve muy inestable y se rompe en 2 fragmentos con la subsecuente emisión de 2 o más neutrones.
Figura 1. Los neutrones emitidos pueden a su vez ser capturados por otros U235 y
producir más eventos de fisión (reacción en cadena)
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Cuadernos de Antropología | Núm. 12 | 2014
Figura 2. La captura de los neutrones por otros U235 aumenta, con la disminución de
la energía de los neutrones emitidos (para disminuir la energía de los Neutrones hay
que moderarlos). El nivel de la reacción en cadena se puede regular, para eso hay que
usar moderadores o absorbentes de neutrones
Reactor nuclear
Condiciones de funcionamiento
Los requerimientos fundamentales para que un reactor nuclear funcione son:
 Un determinado valor en la relación U235/U238 (U235 3%).
 Una concentración alta de U en un tamaño crítico.
 Baja concentración de absorbentes de Neutrones.
 Alta concentración de moderadores.
En la ciudad francesa de Pierrelatte, en 1972, se dio a conocer una de las mayores
sorpresas a la comunidad científica. Todo comenzó en una planta de procesamiento
de la central nuclear de Tricastin donde en ese momento se procesaba Uranio de distintas minas y se procedía a su enriquecimiento para la obtención de barras de combustible. En tal proceso se controla minuciosamente, como exigen las normas de se207
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guridad internacional, la cantidad y la relación U235/U238. En una de las mediciones,
el físico francés Francis Perrin localizó que una muestra original de una mina de Uranio contenía menos U235 que el esperado. La discrepancia era pequeña U235 0.717%
(0.720% esperado). Tras un rastreo minucioso se llegó a la conclusión respecto de una
hipótesis asombrosa. En el área denominada Oklo (35.000 km²) un fenómeno único e
irrepetible había ocurrido en nuestro planeta; un primitivo reactor nuclear había actuado en aquella área.
Figura 3. Ubicación de la mina de Uranio de Oklo, República de Gabón
Todo parece indicar que el reactor nuclear natural empezó a funcionar cuando un
depósito rico en mineral de Uranio y se inundó de agua subterránea, lo cual actuó
como moderador y absorbedor de neutrones. El moderador de agua hervía a medida
que se incrementaba la reacción pero también se evaporaba por el calentamiento y así
evitaba una fisión descontrolada y se sostenía en determinado valor. El reactor natural
de Oklo estuvo funcionando durante 500.000 años y consumió 400 kg de Uranio con
una potencia de salida de 100 kW.
La naturaleza, adelantándose a los científicos del siglo XX, ya había construido un
reactor nuclear y un cementerio de desechos radiactivos hace más de 500.000 años…
Recibido: 25 de septiembre de 2014.
Aceptado: 06 de noviembre de 2014.
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