Плутоний обычно считают искусственно созданным материалом. Однако в самом начале, до того как сформировалась солнечная система, этот очень тяжелый элемент образовывался в процессе выброса из взрывающихся сверхновых звезд нашей галактики, в результате чего возникли все тяжелые элементы Солнца и планет. Более легкие элементы вплоть до железа обычно образуются в ходе термоядерных реакций в горячих плотных ядрах угасающих звезд. После коллапса ядра звезды и ее взрыва начинается r-процесс (быстрого захвата нейтронов), при этом небольшая часть ”затравочных” элементов превращается в элементы, атомные номера которых растут дискретными шагами: сначала происходит захват нейтронов, а затем – процесс радиоактивного распада, называемый β-распадом.
Когда r-процесс закончился, плутоний (элемент 94) стал таким же распространенным, как и уран (элемент 92), и, как это ни удивительно, делящийся изотоп уран-235, являющийся топливом ядерных реакторов деления, стал более распространенным, чем уран-238 – наиболее часто встречающийся теперь на Земле изотоп урана. После захвата вещества из сверхновых звезд предшественник нашей солнечной системы сконденсировался с образованием Солнца и планет. К этому времени элементы, более тяжелые, чем уран, в течение длительного времени подвергались распаду. Даже плутоний-239, относительно долгоживущий делящийся изотоп, который используют в ядерном оружии и ядерных реакторах деления, имеет период полураспада всего лишь 24 400 лет, и поэтому к моменту окончательного формирования Земли он почти полностью исчез.
История могла бы на этом закончиться, но в земной коре содержалось большое количество природного урана. В те времена “раннего периода” Земли элемент-92 был настолько сильно обогащен
ураном-235 (его изотопная доля составляла около 32%), что он мог представлять большую опасность из-за возникновения “критического состояния”, если бы не растворился в огромных количествах поглощающего нейтроны вещества.
Примечательным является тот факт, что около двух миллиардов лет назад в Окло (Габон, запад центральной Африки) самопроизвольно образовался ядерный реактор деления. В то время природный уран был обогащен ураном-235 в 10 раз больше, чем сейчас, и мог легко поддерживать цепную реакцию деления при условиях, способствующих его концентрированию в богатом рудном массиве. В природных реакторах, сформировавшихся в Окло, в течение нескольких сотен тысяч лет произошло деление более 10 т урана-235 и образовалось 4 т плутония, прежде чем реакция прекратилась. В течение последующих двух миллиардов лет плутоний распался, но особый изотопный состав оставшегося обедненного урана стал ключом к раскрытию тайны.
Поперечный вид природного ядерного реактора Окло:
1 — Зоны деления
2 — Песчаник
3 — Слой урановой руды
4 — Гранит
Плутоний создавался дважды в истории нашей планеты – и каждый раз самой живой природой. Первый раз — живыми растениями, захороненными в насыщенных водой осадочных породах, где уран сконцентрировался в рудном теле, последовательно окисляясь и восстанавливаясь в виде оксида урана. Без эволюции
жизни и листопадных растений реактор Окло не образовался бы. К 1941 году эволюция разумной жизни привела к созданию плутония – во второй раз.
Назад, в .