Có nhiều phát hiện, khám phá ngoài sức tưởng tượng của khoa học. Chúng có thể làm đảo lộn toàn bộ nhận định về lịch sử loài người như trước nay. Nó động chạm đến nhiều vấn đề quá to lớn khiến các nhà khoa học bối rối. Một trong số đó là sự tồn tại của những lò phản ứng phân hạch hạt nhân có niên đại cách đây 2 tỷ năm.
Cách đây 2 tỷ năm, khi chưa có con người, tại sao lại có thể xuất hiện lò phản ứng hạt nhân? Phải chăng trái đất không chỉ từng tồn tại một thời kỳ văn minh như nhân loại hiện nay? Đây là điều thực sự rất khó tiếp nhận, nên khoa học một lần nữa lại cố gắng giải thích sự tồn tại của các lò phản ứng hạt nhân đó dưới góc độ là một chuỗi điều kiện được tự nhiên sắp đặt một cách hoàn hảo như nghiên cứu dưới đây.
Nằm ở Gabon- Châu Phi, lò phản ứng hạt nhân lộ thiên phát hiện năm 1972 đã đã khiến các nhà khoa học vô cùng bối rối. Họ buộc phải dùng từ “tự nhiên” để giải thích rằng Gabon vào thời điểm cách đây 2 tỷ năm đã có một hoàn cảnh độc đáo, khó nơi nào trên Trái đất có được, để có thể hình thành lò phản ứng hạt nhân “tự nhiên” này.
Và “tự nhiên” luôn thông thái nhất, khi lò phản ứng cổ xưa ở Gabon thậm chí đã xử lý được vấn đề chất thải phóng xạ độc hại từ hạt nhân, luôn là mối quan tâm chính khiến các nhà khoa học đau đầu bấy lâu. Các nhà khoa học hiện đang cố gắng tìm ra cơ chế hình thành độc đáo này để cố gắng tìm ra kỹ thuật khả thi về việc lưu trữ chất thải hạt nhân một cách an toàn trong tương lai gần cho loài người.
Phát hiện chấn động năm 1972
Năm 1972, các nhà khoa học Pháp đã lấy các mẫu quặng uranium từ một mỏ nằm ở quốc gia Gabon, miền trung châu Phi, để kiểm tra hàm lượng uranium của nó. Uranium là một vật liệu phóng xạ tự nhiên bao gồm ba dạng đồng vị khác nhau của nguyên tố này - phổ biến nhất là uranium-238, hiếm nhất là uranium-234 và cuối cùng là uranium-235, có sức hấp dẫn đặc biệt.
Theo Live Science, uranium-235 đặc biệt được các nhà khoa học hạt nhân quan tâm vì khả năng duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân, là thành phần chế tạo bom hạt nhân cũng như là thành phần trong một phản ứng tạo ra nguồn năng lượng thay thế, năng lượng sạch thay thế cho những năng lượng hiện dùng gây ô nhiễm môi trường nặng như than đá.
Với trình độ khoa học hiện giờ, thì những điều này chỉ có thể thực hiện được bằng quy trình tổng hợp kỹ thuật (hoặc do con người tạo ra). Vì vậy, khi các nhà khoa học vào năm 1972 tìm thấy sự khác biệt rõ ràng về mức độ cạn kiệt trong đồng vị quặng uranium được thu thập từ mỏ ở vùng Oklo , Gabon, vượt quá trình độ khoa học kỹ thuật hiện thời, thì họ chỉ có thể đưa ra một lý giải đó là: khả năng một lò phản ứng hạt nhân có thể xảy ra một cách hữu cơ tự nhiên.
Những bất thường trong Uranium tìm thấy ở Gabon
Khi các nhà khoa học Pháp bắt đầu kiểm tra các mẫu uranium được khai thác ở Gabon, họ dự kiến sẽ tìm thấy khoảng 0,72% uranium-235 trong quặng. Nhưng thay vào đó, mẫu chứa 0,717% uranium-235. Đối với nhiều người, sự khác biệt 0,003% này dường như không đáng kể. Tuy nhiên theo Scientific American điều này vô cùng kỳ lạ bởi nó cho thấy tổng cộng 440 pound uranium-235 bị thiếu từ mỏ Gabon. Làm thế nào mà điều này lại có thể xảy ra?
Nhờ nghiên cứu trước đây về quá trình phân rã của đồng vị, các nhà khoa học vào năm 1972 đã tổng hợp và kết luận rằng tỷ lệ còn thiếu đã trải qua quá trình phân hạch hạt nhân. Đây là phát hiện đầu tiên (và duy nhất cho đến thời điểm viết bài này) về một lò phản ứng hạt nhân được tạo ra một cách “tự nhiên”.
Sau khi rà soát tìm ra thêm 16 lò khác cùng ở khu vực này, các nhà khoa học đặt tên là lò phản ứng Oklo. Thật không may 16 lò này đã bị phá hủy do khai thác mỏ. Tuy nhiên, câu hỏi vẫn còn đó: Lò phản ứng hạt nhân tự nhiên này được tạo ra như thế nào?
-
- Các nhà khoa học đến khảo sát khu mỏ của nền văn minh tiền sử. (Ảnh: Chụp màn hình)
Giả định: Các điều kiện tự nhiên dẫn đến quá trình phân hạch hạt nhân
Vì kỹ thuật hiện giờ vẫn chưa làm được những điều mà lò phản ứng hạt nhân ở Gabon đã làm 2 tỷ năm trước, nên các nhà khoa học vẫn cố gắng giải thích theo lý rằng ở khu vực xung quanh lò phản ứng Oklo đã tạo ra những điều kiện hoàn hảo để quá trình phân hạch hạt nhân xảy ra một cách tự nhiên vào hai tỷ năm trước.
Họ cho rằng có hai yếu tố chính góp phần vào việc này:
- Một là cách các tảng đá trong khu vực bị phong hóa. Điều này sau đó cho phép uranium trong mỏ cô đặc đến mức nó có thể bắt đầu phản ứng dây chuyền hạt nhân một cách tự nhiên. Mặc dù quặng uranium ban đầu được trải ra trong các lớp trầm tích trong khu vực, nhưng quá trình phong hóa này sẽ khiến các lớp trầm tích nhẹ hơn bị cuốn trôi, dẫn đến nhiều quặng uranium hơn ở cùng một vị trí.
- Điều kiện thứ hai cho phép phản ứng hạt nhân tự nhiên bền vững là nước ngầm tự nhiên trong khu vực chảy qua các đứt gãy và vết nứt của mỏ. Về cơ bản, điều này đã tạo ra một khu vực làm mát, hay "chất làm mát", chống lại bất kỳ nhiệt lượng nào gây ra bởi các phản ứng hạt nhân trong quặng. Điều này cho phép lò phản ứng Oklo duy trì phản ứng phân hạch hạt nhân chậm và ổn định.
Theo Scientific American, nếu không có hai điều kiện này, quặng uranium có thể đã không bao giờ bị phân rã và sẽ không bao giờ được các nhà khoa học phát hiện ra vào năm 1972.
Cố gắng khẳng định lò phản ứng hạt nhân tồn tại hàng tỷ năm là kết quả của tự nhiên
Các nhà khoa học đã xác định niên đại hình thành của lò phản ứng Oklo vào khoảng 2 tỷ năm trước. Ý nghĩa của nó là gì? Nghĩa là vào 2 tỷ năm trước, các nhà khoa học cho rằng sự gia tăng oxy trong bầu khí quyển của Trái đất cho phép uranium có khả năng cô đặc. Nó cũng cho phép dòng nước chảy lắng đọng uranium vào đá sa thạch và đá bột kết tại địa phương, cả hai đều có đặc điểm là xốp hơn và dễ thấm hơn trong tự nhiên.
Theo các nhà khoa học, nhờ hoạt động của vi sinh vật từ các sinh vật cực nhỏ đầu tiên trên thế giới, các mỏ uranium này đã có thể cô đặc từ đó. Cuối cùng, hoạt động kiến tạo vào thời điểm này đã chôn vùi những trầm tích này dưới lòng đất, vào lớp vỏ Trái đất.
Sau khi bắt đầu cách đây hàng tỷ năm, quá trình phân hạch hạt nhân trong lò phản ứng Oklo đã diễn ra trong khoảng hàng trăm nghìn năm, tất cả là nhờ chất làm mát nước ngầm của mỏ và cuối cùng chậm lại rồi dừng lại. Theo các nhà khoa học, bằng chứng duy nhất còn lại về hoạt động của lò phản ứng tự nhiên, theo đúng nghĩa đen, là trong các nguyên tố - cụ thể là dấu vết của bari và các đồng vị uranium-235 nói trên được phát hiện vào đầu những năm 1970.
Nhưng mặc dù hoạt động của lò phản ứng hạt nhân đã ngừng hoạt động từ lâu, nhưng nó vẫn mang lại những hiểu biết sâu sắc không chỉ về toàn bộ phản ứng hạt nhân mà còn về việc tìm ra những cách tốt hơn để xử lý chất thải hạt nhân.
Lò phản ứng phân hạch Oklo có thể giữ bí quyết xử lý chất thải hạt nhân
Trong quá trình phân rã uranium trong lò phản ứng Oklo, một lượng lớn plutonium và cesium phóng xạ đã được tạo ra. Cả hai hợp chất có hại này, có thể rất nguy hiểm đối với cả sinh vật sống, nhưng cuối cùng bị phân hủy thành bari vô hại.
Trong khảo cứu khu vực xung quanh lò phản ứng phân hạch hạt nhân ở Gabon, các nhà khoa học phát hiện không có chất phóng xạ có hại nào từ plutonium hoặc cesium rò rỉ vào môi trường xung quanh khu vực gần lò phản ứng. Điều này có nghĩa là các nguyên tố phóng xạ đã được xử lý an toàn.
Đối với các nhà khoa học, tìm ra cách xử lý chất thải phóng xạ an toàn mà đã xảy ra một cách tự nhiên cách đây 2 tỷ năm trở thành tâm điểm chính của việc nghiên cứu lò phản ứng phân hạch hạt nhân ở Gabon.
Năm 2018, các nhà khoa học nghiên cứu lò phản ứng Oklo đã công bố những phát hiện đã được phản biện, trình bày chi tiết cách xử lý chất thải phóng xạ từ lò Oklo. Đó là plutonium phóng xạ và cesium không rò rỉ ra môi trường vì chúng được phủ một lớp rutheni, từ đó che chắn các hạt phóng xạ xâm nhập vào khu vực. Nhờ đó, rutheni đã ổn định khả năng tiếp xúc với phóng xạ.
Các nhà khoa học nhận định khả năng nghiên cứu sâu hơn về điều này để tìm ra cách khả thi xử lý chất thải hạt nhân thời nay. Nó giúp chúng ta sử dụng năng lượng hạt nhân một cách an toàn và hiệu quả nhất có thể cho đến khi tạo ra được các dạng năng lượng khác sạch hơn.
Có vẻ khi chưa đủ năng lực giải thích một hiện tượng nào đó, khoa học hiện nay có xu hướng đổ cho “tự nhiên”. Thực ra để kiểm chứng xem có phải thật là “tự nhiên” không, thì tại sao các nhà khoa học không lập mô phỏng môi trường trái đất cách đây 2 tỷ năm, với các điều kiện tự nhiên như họ đề ra trong nghiên cứu ở trên, xem xem liệu có thể tự nhiên mà xuất hiện một lò phản ứng phân hạch hạt nhân không?
Một quy trình hoàn hảo đến thế, từ việc phân hạch, đến việc xử lý chất thải hạt nhân không gây hại cho môi trường thực sự có thể “tự nhiên” mà diễn ra hay đó là kết quả của một trí tuệ xuất phát từ một nền văn minh cao cấp cổ xưa?
Đến bao giờ thì khoa học hiện đại mới có thể khiêm nhường mà nhìn thẳng vào sự thật nền văn minh lần này không phải là nền văn minh duy nhất từng xuất hiện ở đây, trên Trái đất này?
Lê Na tổng hợp
