光核反應photonuclear reactions+天然的核反應奧克洛礦區（Oklo）

[peter]

天然的核反應奧克洛礦區（Oklo）是位於非洲加彭共和國上奧果韋省的一個產鈾礦礦場。1972年，科學家在那裡發現已經存在20億年的天然核分裂現象。
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光核反應photonuclear reactions 是指高能光子轟擊原子核後所引發的核分裂反應

https://technews.tw/2017/11/25/photonuclear-reactions-nuclear-atmosphere-lightning-gamma-rays-flash-positrons/#more-306425

做為地球上最有活力及神秘的自然現象之一，閃電形成過程還是個謎團，過去科學家知道閃電會產生伽瑪射線（光的最高能量形式），並預言這些高能輻射會引起核反應，但這種現象未曾得到明確觀測過。直到最近，日本京都大學團隊找到了強力證據，表明閃電如果夠強大，將能在空中引發光核反應，也就是核分裂。


光核反應（photonuclear reactions）是指高能光子轟擊原子核後所引發的核分裂反應，過去，科學家們假設閃電的伽瑪射線能引起這種反應，最近，科學家終於在日本上空找到了觸發光核反應的伽馬射線。日本西部沿海地區在冬天是觀測雷暴天氣的理想地點，自 2015 年起，日本京都大學團隊在當地架設一系列小型伽馬射線探測器，今年 2 月 6 日，團隊從柏崎市的 4 台探測器中接收到有趣的數據。

當附近發生雷擊後，探測器立即出現大量伽馬射線讀數，研究人員進一步分析發現 3 次不同爆發事件，每一次持續時間都比前一次更長。第一次持續時間不到一毫秒的高強度伽馬射線很明顯來自雷擊，但第二、第三次卻必須是來自光核反應。

第二次伽馬射線餘暉持續了數毫秒消失，研究人員說，這是閃電發出的伽馬射線擊中大氣氮原子的中子，中子被其他粒子重新吸收所產生的伽馬射線餘暉。接著第三次伽馬射線爆發和前一次間隔了 35 秒，持續長達 1 分鐘，經過團隊分析計算，這是由於不穩定的氮原子失去中子後開始衰變（原本具有 14 個中子的氮原子核是穩定的，但踢走中子後，就會變成不穩定的放射性同位素氮-13），衰變過程釋放正電子，在湮滅現象中又與電子碰撞才釋放出第三次伽馬射線。

閃電就是天然的粒子加速器，能夠以接近光速的速度拋射電子，其釋放的伽馬射線能產生成對電子和帶正電荷的反物質「正電子」，當電子和正電子碰撞時又會發出伽馬射線。而分析表明，如果閃電直接產生了一對電子和正電子，那麼應該能立即檢測到「湮滅現象」過程中釋放的伽馬射線，而不是等了 35 秒才出現，說明了第三次的伽馬射線爆發最可能來自閃電引發的核反應。

但是否所有的雷暴天氣都能引發光核反應，研究人員並沒有結論，研究領導人日本京都大學天體物理學家 Teruaki Enoto 表示，這是一個懸而未決的問題，必須有更多統計和定量研究才能知道，但他打趣道：「反物質向來只存在於科幻小說中，誰曾想在暴雨交加的日子裡，它可能就從我們的頭頂上呼嘯而過？」

[peter]

天然的核反應 _奧克洛礦區（Oklo）是位於非洲加彭共和國上奧果韋省的一個產鈾礦礦場。1972年，科學家在那裡發現已經存在20億年的天然核分裂現象，1976年6月，法國科學院接到一個報告 法國的一家工廠從非洲中部的加彭共和國進口了一批鈾-235礦石，經檢測發現其含鈾-235豐度不足0.3％，遠遠低於一般鈾礦石的鈾-235豐度0.711％，顯示此原料已被使用過。這個現象引起了科學家的注意，他們用各種技術和科學方法，尋找礦石中鈾-235含量變低的原因。最後，科學家在當地找到一個天然核反應爐。
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A5%A7%E5%85%8B%E6%B4%9B

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https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1544626.htm
这一离奇现象最早追溯到1972年。法国皮埃尔拉泰的Eurodif铀加工厂在检测一批来自非洲西部加蓬的铀矿石时，意外发现其中铀‑235（U‑235）的含量比“自然标准值”略低，但这种偏差在该矿区所有样品中都一致出现。 天然铀中U‑235的比例约为0.720%，而加蓬奥克洛（Oklo）矿区岩石中只有0.717%，看似只是0.003%的微小差异，却在物理学上极具意义，因为这意味着一部分U‑235已经“消失”，最合理的解释只有一个：这些铀此前经历过核裂变过程，相当于曾被当作“核燃料”使用过。

研究显示，二十亿年前的地球环境与今日大为不同。那时天然铀中U‑235的含量约为3%，大致接近部分现代核反应堆燃料的浓度水平，但仅有这一点还不足以维持自持链式反应。 在奥克洛，当地地下水长期渗流过富铀岩层，水中的氢原子充当了天然“中子减速剂”，类似于当今许多水冷堆利用水慢化中子的方式，使本来极少见的自发裂变事件得以被放大并接力，引发和维持一段时间的链式反应。这一天然核反应堆并非持续不间断运转，而是呈现周期性“开关机”。当裂变产生的热量积累到一定程度，局部温度升高会将地下水煮沸，水蒸发离开裂变区，相当于撤走了“慢化剂”，链式反应随之熄火。 待岩石逐渐冷却、地下水重新渗入裂变带后，中子再次被减速下来，反应堆又重新“点火”启动，如此循环，历时数十万年。 国际原子能机构（IAEA）的彼得·伍兹指出，就像现代轻水堆一样，一旦缺少能减速中子的介质，裂变链式反应便无法继续，而在奥克洛，水既是减速剂，也是调节“功率”的关键因素。

自1972年这一现象被系统认识以来，科学家在奥克洛主铀矿带内已辨认出至少15个天然反应堆区，附近的班贡贝（Bangombé）一带也发现了类似遗迹。 每个反应堆在活跃期被估算可释放约100千瓦热功率，以现代核电标准来看算不上庞大，但在远古地球环境中，这是一股极不寻常的地质能量来源。 有学者在2011年的论文中称，“奥克洛现象”是20世纪地球科学与核物理领域最令人惊异和意外的发现之一。