天然原子炉

いんちきおじさん

kosuge Static小菅貴彦（こすげ たかひこ）

日本電子専門学校　情報系主任研究員

原子炉ゾーン No.2保存部分

原子炉関係の歴史のまとめ

核分裂現象の発見1938年, オットー・ハーン　フリッツ・シュトラスマン

カイザー・ヴィルヘルム化学研究所（ドイツ）

初めての原子炉完成1942年12月２日　エンリコ・フェルミ

シカゴ大学（アメリカ合衆国）

天然原子炉仮説1954年４月　黒田和夫　（論文は1956年）

地球物理学会（アメリカ合衆国）

天然原子炉の発見1972年９月25日　フランス原子力庁

アフリカのガボンにある、オクロ・ウラニウム鉱床

発見の経緯

天然ウラン中の235Uの存在比異常の発見

1972年６月７日～14日

通常は偏差0.001以内、しかし発見されたのは0.0043

はじめは汚染と考えられていた

サンプル中に236Uの存在が明らかになる

236Uは天然ウランには存在せず、原子炉内で燃焼した経験を持つウランのみに含まれる

ウラン精錬工場に保管されていた鉱石のサンプルを調べてみると

天然原子炉存在の証明

原子炉での燃焼を経験しないと存在しない核種の発見236Uの存在

142Nd（ネオジム）の存在

同位体存在比中性子捕獲断面積（中性子を取り込む確率の違いから）から、過去に中性子を浴びていれば（連鎖反応を経験していれば）、この値は小さくなる

151Eu/153Eu（ユーロピウム）　　天然 0.916 → 試料 0.145

149Sm/147Sm（サマリウム）　天然 0.024 → 試料 0.003

140Ce/142Ce（セリウム）　天然 7.99 → 試料 1.57

これらのことから、天然原子炉の存在が確認された

天然原子炉のあった場所

アフリカ大陸ガボン共和国

ほぼ赤道直下

このあたりに鉱床があるらしい

天然原子炉の詳細

原子炉ゾーン No1（手前）原子炉ゾーン No2（構造物）

原子炉ゾーン No1のアップ

粗粒玄武岩層（斜め黒）

原子炉ゾーン A

天然原子炉の年齢

いくつかの推定方法がある

地質学的推定付近の岩石を計測

カリウム－アルゴン法・・・およそ18億年前

ウランー鉛法・・・およそ17.5億年～20.5億年前

原子核物理学的推定235Uの核分裂数からの推定・・・およそ20億年前

Ru（ルテニウム）からの推定・・・およそ20億年

Nb（ネオジム）からの推定・・・およそ20億年

一部矛盾するデーが出ているが、20億年前が妥当

出力と運転期間

総出力の推定（原子炉ゾーンNo.1～No.6）235Uの不足分から計算

16.5GW・year・・・電気出力100万kW級原発５基を全力で1年間運転したのと同じ

福島原発・・・46万kW（1号機）、78万kW（２～５号機）、110万kW（６号機）

運転期間の推定２つの同時進行する核反応間の競合から計算

およそ60万年間

時間あたりの出力およそ、30kWh ・・・ １世帯分もまかなえない

天然原子炉の生成過程

地球はおよそ４５億年前に形成された

45億年前の235U存在比・・・23%（今は0.72％・・・半減期703,800,000年で崩壊）

今より存在比はかなり高いが、これでは臨界にならない

青緑藻（光合成する藻）の登場およそ35億年前に登場する

空気中に酸素が大量に放出されたのはおよそ20億年前

雨が酸性になり、ウラン鉱床に降り注ぎウランを溶かして流れる

ウランを含む水が、地中の有機層で還元され、そこで濃縮

25～20億年前の235U存在比・・・5.5～3.7％

原子炉の燃料の235U存在比・・・３％～５％

現在商業的に採掘されているウラン鉱床のほとんどがこれ

風が吹けば桶屋が儲かる式ではあるが、生物が作った

天然原子炉は他にもあるか

大陸移動を考えて、南米も重点的に調査

結論から言えば、まだ見つかっていない

核分裂生成物はどこに行ったか？

どうも、ほとんど動いてないようである希土類元素は、ほとんど移動していない

希ガス（クリプトン、キセノン）は、ガスなのでかなり散逸

ジルコニウム、ストロンチウム、ルテニウムは、ほとんど移動していない

アルカリ金属・アルカリ土類金属も、ほとんど移動していない

かなり良好に保存されているらしい

現在の原発の放射性廃棄物も埋めちゃえばいいのか？安定した土地ならば安全に保管できる可能性がある

日本はかなり不安定・・・

地震が多いしね

そもそも日本列島ができたのがおよそ5000万年ぐらい前

安定した大陸性の土地（デカン高原とか・・・）なら可？

まとめ

およそ20億年前に、天然の原子炉がアフリカに存在した

その存在の可能性を日本人である黒田和夫が指摘していた

発見の発端は核燃料ウランの精製過程

運転期間はおよそ60万年

原発にすると現在の日本の１家庭の電力もまかなえない

光合成する藻の出現が、生成過程に密接に関与している

天然原子炉で生成された核生成物は、良好に保存されていた

現在の原発の放射性廃棄物も安定した土地に埋めれば、長期保存の可能性はある。あくまでも可能性だけど

でも、日本じゃそんな土地、これっぽちもない