Este es el único reactor nuclear natural conocido en nuestro planeta (y tiene 2.000 millones de años)

Son historias poco conocidas de nuestro pasado científico. Para ello, tenemos que sumergirnos en las tierras de Gabón, África occidental, para localizar una reliquia de la era atómica que es totalmente natural. No ha sido creada por la mano del hombre, sino que representa un fenómeno natural que desafía nuestra comprensión de cómo funcionan y se originan los procesos nucleares.

Viajemos en la historia a hace unos 1.700 millones de años, durante el Eón Proterozoico de la Tierra primitiva, la concentración de isótopos de uranio-235, el ingrediente clave para las reacciones nucleares, era aproximadamente del 3%, mucho más alta que el 0,7% actual. Este considerable porcentaje era lo suficientemente alto como para iniciar y sostener una reacción de fisión nuclear en las condiciones adecuadas.

Pero, ¿cómo se formó?

Gracias a un variado abanico de acontecimientos geológicos. Inicialmente, el preciado uranio, formado en supernovas miles de millones de años antes, acabó concentrado en depósitos mediante diversos procesos geológicos. En aquella época Oklo era una marisma y el suelo comenzó a inundarse de forma regular. Partimos, por tanto, de la base de una zona rica en uranio, con abundante uranio-235. 

Con el tiempo, el agua subterránea se fue infiltrando en estas rocas ricas en uranio, actuando como moderador de neutrones, lo que facilitó la fisión de los átomos de uranio-235 (si un reactor nuclear no tiene nada que modere o ralentice los neutrones, las reacciones de fisión se detienen, ya que cuando un átomo de uranio se divide por la mitad, los neutrones salen volando a velocidades vertiginosas de 13.000 kilómetros por segundo; si los átomos de uranio no pueden absorber los neutrones no se puede producir la reacción en cadena).

Esta fisión generó calor y más neutrones, consolidando la reacción en cadena, es decir, formando un auténtico reactor atómico totalmente natural gracias a que el agua absorbió los neutrones y actuara como moderador en la mina de Oklo. Este ciclo se repitió durante la vida útil de los reactores, que se estima que estuvieron activos durante unos cientos de miles de años.

¿Cuándo fue descubierto?

El uranio en cuestión procede de una mina llamada Oklo, ubicada en la antigua colonia francesa de Gabón en África occidental. El uranio se presenta en dos tipos principales, uranio-235 y uranio-238. Cada tipo tiene la misma cantidad de protones, pero una cantidad diferente de neutrones. El uranio-238 tiene tres más y también es muchísimo más común (más del 99% de todo el uranio). Excepto en Oklo.

La historia de su descubrimiento arranca en 1972, un año marcado por múltiples ataques terroristas y tensión en el mundo. Sin ir más lejos, el ejemplo de la masacre de los Juegos Olímpicos de Múnich (Alemania) en el que militantes palestinos tomaron como rehenes y asesinaron a 11 miembros de la delegación israelí olímpica por el grupo terrorista Septiembre Negro, dejó evidencia de la amenaza global que suponía el terrorismo.

Fue en este mismo año cuando el físico francés Francis Perrin descubrió algo extraño en una muestra de un mineral extraído de la mina Oklo africana. Resulta que el uranio de esta mina en Gabón tenía niveles de uranio-235 inferiores a los esperados. Para que la cantidad sea más baja de lo que debería, algo más aparte de la desintegración radiactiva había tenido que ocurrir para que desapareciera, apuntaron los científicos del momento. Y las zonas en las que faltaba uranio no habían sido perturbadas durante más de 1.000 millones de años. ¿Dónde había ido el uranio?

Esta discrepancia motivó una investigación, ya que se sabía que sólo un proceso como la fisión nuclear podía agotar el uranio 235. La única posibilidad plausible era un escenario de fisión nuclear natural, una propuesta que fue recibida inicialmente con escepticismo. ¿Era posible algo así?

Sin embargo, la evidencia fue inequívoca. El análisis de las formaciones geológicas de la mina reveló que se habían formado varios reactores naturales y operado esporádicamente durante cientos de miles de años, hace unos 2.000 millones de años.

Como curiosidad, los reactores naturales de Oklo eran bastante similares a nuestros reactores nucleares modernos. Eso sí, los reactores naturales africanos finalmente dejaron de funcionar cuando los niveles de uranio 235 disminuyeron y las condiciones cambiaron. Sin embargo, al estudiar este fenómeno, los científicos obtuvieron conocimientos valiosísimos sobre la estabilidad de la contención de desechos nucleares, ya que muchos de los productos de fisión permanecieron confinados en los lugares de los reactores durante miles de millones de años, algo que tiene implicaciones para nuestros métodos actuales de almacenamiento de desechos nucleares.

Referencias: