Pompy ciepła | Oświetlenie LED, żarówki LED | Kolektory słoneczne | Certyfikat energetyczny | Podłogówka
Codziennie spacerujesz po reaktorze jądrowym?!... We wnętrzu Ziemi od 4,5 mld lat hula w najlepsze reaktor jądrowy,
twierdzi amerykański geochemik J. Marvin Herndon. Jeżeli to prawda, będziemy
mieli do czynienia z największym wydarzeniem od czasu odkrycia tektoniki
płyt, uważają geofizycy.
Czy chodzimy po bombie? Zgodnie z teorią Herndona energia od 4,5 mld lat jest produkowana na miejscu, we wnętrzu Ziemi. Na dowód tego cytuje on swoje badania składu izotopowego bazaltów, które można znaleźć u wybrzeży Hawajów i Islandii. Bazalty są skałami wulkanicznymi wyrzuconymi z głębin planety. Niektórzy przypuszczają, że mogą nawet pochodzić z granicy zewnętrznego jądra Ziemi. Jeśli tak jest rzeczywiście, a we wnętrzu Ziemi zachodzi rozszczepienie uranu (i plutonu), lekkie produkty tej reakcji powinny być obecne w wypychanej z czeluści planety lawie. Z kolei izotopy ciężkie nie będą w stanie wydostać się z samego środka georeaktora do jądra zewnętrznego. Od wielu lat obserwuje się izotopy helu-3 i helu-4 w bazaltach - tłumaczy Herndon. Tak jak obecność He4 jest zrozumiała, bo jest on produktem naturalnego rozpadu toru i uranu, tak He3 stanowi zagadkę. Rzeczywiście, do "produkcji" helu-4 nie trzeba reakcji rozpadu, ale helu-3 nie sposób wyprodukować inaczej. On jest produktem rozszczepienia. Nikt nie wie, jakim sposobem znalazł się we wnętrzu Ziemi - mówi autor koncepcji georeaktora. Herndon policzył też, jaki powinien być w bazaltach stosunek dwóch wspomnianych izotopów helu w przypadku istnienia georeaktora. Symulacje komputerowe przeprowadzone w renomowanym laboratorium fizyki jądrowej w Oak Ridge w USA wykazały, że dokładnie taki, jak zmierzony w bazaltach. To jest dowód nie do odparcia - twierdzi Herndon. W Oak Ridge National Laboratory Herndon sprawdził - używając oprogramowania, które służy do symulowania rozmieszczania izotopów w rdzeniu reaktora jądrowego - czy w warunkach panujących w samym sercu Ziemi w ogóle jest możliwa reakcja rozszczepienia. Okazało się, że jak najbardziej. Co więcej, z symulacji wynika, że energia, którą produkowałby georeaktor, zgadza się z energią, którą rzeczywiście oddaje Ziemia, i wynosi około czterech terawatów. O tym, że reaktory atomowe nie są wyłącznie tworem ciągle pożądającego energii człowieka, wiadomo od ponad 30 lat. W 1972 roku w Oklo (Gabon, Afryka) francuscy naukowcy odnaleźli ślady wygasłego reaktora jądrowego. Przez prawie 200 mln lat, w miejscu, gdzie z powodów geologicznych doszło do koncentracji rudy uranu, zachodziła jądrowa reakcja łańcuchowa. Około 2 mld lat temu uranu zabrakło i reaktor wygasł. Takich naturalnych reaktorów znaleziono jeszcze kilka. Za każdym razem - z oczywistych względów - tam, gdzie była wystarczająca ilość izotopów rozszczepialnych. Pokłady rudy uranowej występują w wielu miejscach na Ziemi, ale skąd duże ilości tego pierwiastka miałyby się wziąć w samym środku Ziemi? Czy mogły - jako najcięższe z pierwiastków - utonąć w ciekłej, a potem przypominającej plastelinę młodej kuli ziemskiej? Na to nie ma jednak dowodów, są za to poszlaki, które temu przeczą.
Klucz do georeaktora Uran chętnie wiąże się z krzemianami, a to oznacza powstanie kompleksów na tyle lekkich, że trudno byłoby im opaść do wnętrza płynnej Ziemi. Dlatego geolodzy uważają, że uran (a także ołów) nie opada w głąb planety dalej niż do płaszcza Ziemi. Koncentracja izotopów ciężkich w samym centrum planety nie wydaje mi się możliwa - twierdzi Bruce Buffett, geofizyk z University of British Columbia. Herndon się z tym nie zgadza, a jako dowód pokazuje... dwa rodzaje meteorytów. Od około 1940 roku uważa się, że Ziemia jest podobna do pewnego typu meteorytów, tzw. chondrytów. Spora część geofizyki opiera się na tym założeniu. Tymczasem ja od 35 lat publikuję dowody na to, że Ziemia ma więcej wspólnego z o wiele rzadziej spotykanymi chondrytami enstatytowymi - mówi "Wiedzy i Życiu". Po jednej z opublikowanych na ten temat prac dostał list od Inge Lehmann: Podziwiam pańską precyzję oraz siłę argumentacji opartą na dostępnych informacjach - napisała. Jest ona niekwestionowanym autorytetem wśród geofizyków, odkąd w 1936 roku odkryła, że sam środek naszej planety nie jest płynny, tylko stały. Chondryty to bardzo stare kawałki skalne i dlatego uważa się, że odzwierciedlają one stan Układu Słonecznego z wczesnej fazy jego rozwoju. Herndon uważa jednak, że warunki, w jakich te skały powstawały, były inne niż te, które panowały na Ziemi. Według niego chondryty enstatytowe powstawały w środowisku znacznie uboższym w tlen niż zwykłe chondryty i dlatego są takie jak wewnętrzne planety Układu Słonecznego - w tym Ziemia. Tak się składa, że w chondrytach enstatytowych uran jest bardziej skoncentrowany niż w zwykłych chondrytach. W środowisku bogatym w tlen pierwiastki takie jak uran rzeczywiście wiążą się z krzemianami w lekkie kompleksy, ale to się drastycznie zmienia, gdy brakuje tlenu. Wtedy widać, że uran - jako ciężki - skoncentrowałby się w samym środku Ziemi. Powyższe rozważania są najważniejszym elementem teorii Herndona. Jeżeli Ziemia jest jak chondryty enstatytowe, wówczas wszystko przechyla się na korzyść georeaktora. Jeżeli jednak jest jak zwykłe chondryty, z koncepcji naturalnego reaktora nic nie zostaje, bo w samym środku planety trudno będzie znaleźć gram materiału rozszczepialnego. Tymczasem Herndon obliczył, że 64% całego uranu, który "przypadł" Ziemi w czasie jej formowania, znalazło się w sercu planety, a to aż z nadmiarem wystarczy, żeby zaczął działać reaktor jądrowy. Z wyliczeń wynika, że na początku kula uranu (czyli rdzeń georeaktora) miała średnicę około 14?km. Do dzisiaj (czyli przez 4,5 mld lat) miało się go wypalić około 75%, a to oznacza, że ziemski reaktor przestanie pracować za około 2 mld lat. Dla porównania: szacunki dotyczące koncepcji jądra wewnętrznego jako kuli zestalonego żelaza mówią, że energii w sercu Ziemi starczy jeszcze na 4 mld lat. Dlaczego Ziemia nie wybucha? Herndon wyjaśnia także, w jaki sposób georeaktor sam potrafi regulować swoją moc. Rozszczepienie pojedynczego atomu uranu rozpoczyna się wchłonięciem neutronu. Im neutronów więcej, tym więcej atomów może ulec rozszczepieniu. Skąd w sercu Ziemi biorą się neutrony? Każdy akt rozszczepienia oznacza ich emisję. Reakcja rozszczepienia mogłaby więc ciągle narastać (jej tempo ograniczałaby jedynie liczba atomów pierwiastka rozszczepialnego), gdyby wszystkie neutrony trafiały w atomy izotopu rozszczepialnego. Z kolei gdyby wszystkie neutrony wyłapywać, reakcja rozszczepienia natychmiast by ustała. W elektrowni atomowej tempo zachodzenia reakcji (a więc liczba rozszczepień przypadających na jednostkę czasu) jest regulowane przez pręty z materiału pochłaniającego neutrony wprowadzane do rdzenia reaktora lub z niego wyciągane. Jak ten mechanizm miałby działać w georeaktorze? Produkty rozpadu uranu absorbują neutrony, a to spowalnia reakcję. Z definicji produkty rozszczepienia są jednak lżejsze niż izotop wyjściowy, a to oznacza, że "wypływają" z jądra Ziemi w kierunku warstw zewnętrznych (jeden ze współpracowników Herndona porównywał ten proces do ucieczki bąbelków gazu w kieliszku szampana). Po chwili liczba wyłapujących neutrony produktów rozszczepienia będzie na tyle mała, że reakcja znów ruszy z kopyta. I historia się powtórzy, bo wraz ze zwiększeniem tempa procesu wzrośnie także liczba wyłapujących neutrony produktów. To właśnie te wahania mocy georeaktora mogą według Herndona tłumaczyć obserwowane zmiany pola magnetycznego Ziemi. Uran - władca geomagnetyzmu W teorii, w której środek Ziemi tworzy stałe jądro wewnętrzne, pole magnetyczne jest generowane przez ruchy konwekcyjne i wirowe zachodzące w obrębie płynnego jądra zewnętrznego (koncepcja tzw. dynama magnetohydrodynamicznego). Herndon twierdzi, że w ten sposób nie da się jednak wyjaśnić wahań wartości ziemskiego pola magnetycznego. A zmiany te mogą być naprawdę nagłe. W ciągu ostatnich kilkuset lat ziemskie pole magnetyczne osłabło o kilkanaście procent. Tego typu zmiany pojawiają się co kilka, kilkanaście tysięcy lat. Z kolei zamiana biegunów magnetycznych naszej planety (przebiegunowanie) następuje średnio co 250 tys. lat. Zjawisko to także nie zostało wyjaśnione na gruncie obowiązujących dzisiaj teorii. Zarówno małe wahania natężenia pola, jak i zamiany biegunów można jednak zrozumieć, przyjmując, że we wnętrzu Ziemi działa reaktor. Produkowane przez niego ciepło wprawiałoby w ruch naładowane elektrycznie cząstki, a te byłyby źródłem pola magnetycznego. Moc georeaktora (a więc i natężenie oraz kierunek pola magnetycznego) jest jednak zmienna w czasie. Ta zmienność może, ale nie musi być cykliczna - dokładnie jak obserwowane zmiany ziemskiego pola magnetycznego! Z kolei w przypadku teorii z twardym jądrem z zastygłego żelaza taką cykliczność trudno zrozumieć, twierdzi Herndon. Zaznaczmy tutaj, że choć zrozumieć to rzeczywiście trudno, jednak zrobić się da. Naukowcom sprawdzającym koncepcję dynama za pomocą symulacji komputerowych udało się bowiem "przebiegunować" pole magnetyczne Ziemi. Gdyby teoria Herndona była prawdziwa, oznaczałoby to prawdziwą rewolucję w geofizyce. Wagę takiego odkrycia uplasowałbym na równi z teorią tektoniki płyt - powiedział Hatten Yoder, emerytowany dyrektor prestiżowego Geophysical Laboratory w Carnegie Institution w Waszyngtonie. Yoder jest jednym z najbardziej znanych orędowników pomysłów Herndona. Implikacje takiego odkrycia dotyczyłyby nie tylko Ziemi, ale także całego Wszechświata. No bo skoro wewnątrz Ziemi miałby hulać reaktor jądrowy, to dlaczego nie w innych planetach? Inne światy - ten sam mechanizm Dla twórcy koncepcji georeaktora przedrostek "geo" wydaje się tylko uwerturą. Na pewne analogie pomiędzy Ziemią i Jowiszem wpadłem przypadkiem, tak właściwie dzięki mojemu synowi - opowiada Herndon. To on jako nastolatek pokazał mi w książce popularnonaukowej artykuł o tym, że Jowisz "wyświeca" dwa razy więcej energii, niż dostaje od Słońca. Takie zjawisko odkryto już w latach 60. minionego wieku. Przez następne lata naukowcy rozważali hipotezy (i zwykle dość szybko je eliminowali) wszelkich możliwych źródeł wewnątrzplanetarnej energii. Ostatecznie trzeba było zgodzić się na to, że energia była dana Jowiszowi w czasie formowania się planety około 4,5 mld lat temu. Przecież Jowisz spełnia wszystkie warunki ku temu, aby mieć swój wewnętrzny reaktor jądrowy - twierdzi Herndon. Kilka lat po odkryciu "nadprodukcji" energii Jowisza to samo zjawisko zaobserwowano w przypadku Saturna i Neptuna. Herndon jest pewien, że także we wnętrzach tych planet działają reaktory atomowe. Co więcej, mówi, że to samo dotyczy przynajmniej niektórych księżyców. Ziemski Księżyc wydaje się zimny i ciemny, ale to tylko pozory. W rzeczywistości już kilka lat temu NASA ogłosiła, że wnętrze naszego satelity jest gorące i płynne, a to może oznaczać - przynajmniej dla Herndona - tylko jedno. Uran ma też rozszczepiać się wewnątrz jowiszowego Io. Jak na księżyc, Io jest rzeczywiście globem wyjątkowo aktywnym wulkanicznie. Skąd miałby brać energię, jak nie ze swego reaktora? Herndon to bardzo nietypowy naukowiec. Z wykształcenia jest geochemikiem i gdy zainteresował się źródłem energii drzemiącej głęboko pod Ziemią, pracował w University of California w San Diego. Sam przyznaje, że jego pomysły były jednak zbyt rewolucyjne jak na zamknięte i konserwatywne w swoich poglądach środowisko geofizyków. Zamiast stać się obiektem debaty, akademickich sporów i naukowej, konstruktywnej krytyki, jego prace przez lata były ignorowane. Co więcej, granty naukowe, z których Herndon się utrzymywał, nie zostały odnowione i naukowiec nie miał z czego żyć. Postanowił odejść z uczelni, ale zainteresowań nie zmienił. Zatrudnił się jako inspektor-geolog w kopalni, a badania prowadził po pracy i za własne pieniądze. Korzystał przy tym z dawnych znajomości naukowych, nie miał więc problemu z przeprowadzeniem skomplikowanych symulacji na potężnych komputerach w Oak Ridge National Laboratory. Swojej teorii, jak twierdzi, poświęca każdą wolną chwilę i każde zaoszczędzone pieniądze. Z pasją opowiada o tym, co już zrobił, a czego musi jeszcze dokonać. Obawiam się, że niedługo dojdę do granic możliwości pojedynczego człowieka. Moje pomysły muszą być poddane dyskusji środowiska. Jeżeli są czegoś warte, a wierzę głęboko że są, powinny się nimi zająć grupy ludzi. Sam już niewiele osiągnę - mówi. Tomasz Rożek jest doktorem fizyki i dziennikarzem, zajmuje się popularyzacją nauki. SAM CHCIAŁBYM WIEDZIEĆ... źródło: Wiedza i Życie źródło: Onet.pl |
Strona główna
Roczniki:
Kontakt: |
Jakie
globy pana zdaniem mogą zawierać we wnętrzu reaktory atomowe? Jaki
najmniejszy ciężar musi mieć taki obiekt, aby zaszła w nim
reakcja rozszczepienia?