物理學(xué)家Francis Perrin坐在法國南部的一家核燃料加工廠旁，自言自語道：“這是不可能的?！蹦鞘?972年。一方面，有一塊從非洲的一個(gè)礦井中提取的黑色放射性天然鈾礦石。另一方面，關(guān)于礦石中放射性鈾的恒定比率存在公認(rèn)的科學(xué)數(shù)據(jù)。

對從加蓬的一個(gè)礦井提取的這種高品位礦石進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)含有較低豐度的鈾-235——易裂變類型。只低一點(diǎn)點(diǎn)，但足以讓研究人員坐下來撓頭。

物理學(xué)家對鈾-235這種不尋常豐度的第一個(gè)邏輯反應(yīng)是，這不是天然鈾。當(dāng)今所有天然鈾含有0.720％的鈾-235。無論你從地殼、月球巖石還是隕石中提取鈾，都會(huì)發(fā)現(xiàn)情況如此。但奧克洛的那塊巖石只有0.717％。

這意味著什么？起初，所有物理學(xué)家想到的是鈾礦經(jīng)歷了人工裂變，即一些鈾-235同位素被迫在核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中分裂。這可以解釋為什么這個(gè)比率低于正常水平。

但經(jīng)過補(bǔ)充分析，Perrin和他的同行證實(shí)鈾礦石是完全天然的。更令人窒息的是，他們在礦石中發(fā)現(xiàn)了裂變產(chǎn)物的足跡。于是得出結(jié)論：鈾礦石是天然的，并且經(jīng)歷過裂變。只有一種可能的解釋——巖石是20多億年前發(fā)生的自然裂變的證據(jù)。

“經(jīng)過更多的研究，包括現(xiàn)場檢查，他們發(fā)現(xiàn)鈾礦石經(jīng)歷了自身裂變?！本S也納自然歷史博物館巖石收藏館館長Ludovic Ferrière說道?！皼]有其他解釋?！?019年將在這座博物館向公眾展示這塊奇石的一部分。

就這種自然發(fā)生的現(xiàn)象而言，赤道非洲西部的這些鈾礦床一定含有臨界質(zhì)量的鈾-235才會(huì)開始這種反應(yīng)。在那個(gè)時(shí)代，它們發(fā)生了這種反應(yīng)。

第二個(gè)促成因素是，為了發(fā)生和維持核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，需要有一種慢化劑。在這種情況下就是：水。如果沒有水來減緩中子的速度，就不可能進(jìn)行受控裂變。原子根本就不會(huì)分裂。

“就像人造輕水核反應(yīng)堆一樣，裂變反應(yīng)如果沒有任何東西可以減緩中子的速度，就只能停止。”原子能機(jī)構(gòu)鈾生產(chǎn)小組負(fù)責(zé)人Peter Woods說。“水在奧克洛巖石中起了慢化劑作用，吸收中子，控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。”

當(dāng)今加蓬所處的具體地質(zhì)背景也提供了幫助。鈾（包括鈾-235）的化學(xué)含量總量足夠高，個(gè)別礦床厚且足夠大。而且最后一點(diǎn)是，奧克洛在時(shí)間的流逝中成功地保存下來。專家懷疑世界上可能還有其他這樣的天然反應(yīng)堆，但這些反應(yīng)堆一定已被地質(zhì)過程破壞、侵蝕或潛沒，或者根本就沒被發(fā)現(xiàn)。

“讓它變得如此耐人尋味的原因是：時(shí)間、地質(zhì)和水這些情況匯集到一起促使這種情況發(fā)生?！盬oods說?！八恢北４娴浇裉臁Ｖi題終于解開了。”

原子能機(jī)構(gòu)所在城市的巖石樣本