Natuurlijke kernreactoren op 3000 kilometer diepte?

Diep onder het aardoppervlak, op de grens tussen de mantel en de kern, kan de concentratie van uranium-235 plaatselijk misschien zo ver oplopen dat er een nucleaire kettingreactie ontstaat. Het zou onder meer verklaren hoe het komt dat vulkanisch magma elementen bevat zoals helium en xenon, zo schrijven geochemicus Wim van Westrenen (VU, Amsterdam) en fysicus Rob de Meijer (University of the Western Cape, Kaapstad) binnenkort in het South African Journal of Science.

De onderzoekers baseren zich op de recente hypothese dat onderin de aardmantel al 4,5 miljard jaar een soort reservoir zit dat niet of nauwelijks mengt met de rest van de mantel. Op zich zit daar veel te weinig uranium of plutonium in voor een kernreactie. Maar beide elementen hebben de neiging om zich op te hopen in perovskiet, een mineraal dat 5 procent van dat stuk mantel uitmaakt.

De berekingen van Meijer en Van Westrenen laten zien dat je dan nog steeds een factor 20 af zit van de kritische massa die nodig is voor een kernreactie. Maar het perovskiet is niet homogeen verdeeld en het lijkt statistisch gezien lang niet uitgesloten dat de concentratie plaatselijk wél over de drempel heen gaat.

Zo’n natuurlijke reactor zou heel lang kunnen blijven draaien. Waarschijnlijk werkt hij namelijk als een soort kweekreactor, die plutonium produceert dat hij vervolgens ook weer kan opbranden. Helium en xenon zijn precies de vervalproducten die je van dat proces mag verwachten.

Eerder is al eens geopperd dat uranium en andere zware elementen gewoon dankzij de zwaartekracht door de mantel heen zakken en zich in de kern ophopen. Daardoor zou je ook spontane kernreacties kunnen krijgen. Van Westrenen en Meijer denken echter dat de reservoirhypothese een stuk plausibeler is.

bron: naturenews