
AstroGeo - Geschichten aus Astronomie und Geologie· Staffel 2· Folge 78
Kernenergie vor 2 Milliarden Jahren: Der Atomreaktor Oklo
Donnerstag, 19. Oktober 2023 · 1 h 05
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Shownotes
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Im Jahr 1972 finden Kerntechniker an einer französischen Wiederaufbereitungsanlage ein merkwürdiges Material: Es wurde aus dem Uranerz einer Lagerstätte in Gabun hergestellt. Und dieses Uranerz ist deutlich abgereichert: Der Anteil des Isotops Uran-235 ist viel geringer als überall sonst auf der Erde, dem Mond oder den Planeten. Was hier fehlt, ist das spaltbare Material: Es ist jenes Uran-Isotop, das in Kernreaktoren und für den Bau von Atombomben verwendet wird. Was ist mit diesem besonderen Uran-Isotop passiert: Wohin ist es verschwunden?
Karl erzählt in der Folge die Geschichte des Naturreaktors von Oklo. Während der Entdeckung war die Existenz eines stabilen nuklearen Kettenreaktion in der Erdgeschichte zwar für denkbar, aber kaum für wahrscheinlich gehalten worden. Mittlerweile aber ist das Rätsel in weiten Teilen gelöst, wie genau sich Kernreaktoren an 17 verschiedenen Stellen im Gestein Westafrikas spontan bilden konnten. Seit dieser Nachweis erbracht wurde, gelten Naturreaktoren als geheime Kraft der Erdgeschichte. Möglicherweise haben wir ihr sogar unser Leben zu verdanken.
Weiterlesen bei RiffReporter
• Nach dem Putsch in Niger: Warum nun überall im Sahel Militärregimes herrschen (riffreporter.de/de/international/niger-putsch-…)
• Kernkraft und Krieg: „Risikopotenzial, das wir bisher nicht erlebt haben“ (riffreporter.de/de/technik/ukraine-krieg-kernk…)
• Kosmisches Geschoss mit menschlichen Spuren? (riffreporter.de/de/wissen/tscheljabinsk)
Weiterführende Links
• WP: Oppenheimer (Film) (de.wikipedia.org/wiki/Oppenheimer_(2023))
• WP: Pierrelatte (de.wikipedia.org/wiki/Pierrelatte)
• WP: Uranhexafluorid (de.wikipedia.org/wiki/Uran(VI)-fluorid)
• WP: Uran (de.wikipedia.org/wiki/Uran)
• WP: Gabun (de.wikipedia.org/wiki/Gabun)
• WP: Archaikum (de.wikipedia.org/wiki/Archaikum)
• WP: Naturreaktor Oklo (de.wikipedia.org/wiki/Naturreaktor_Oklo)
• WP: Enrico Fermi (de.wikipedia.org/wiki/Enrico_Fermi)
• WP: Paul Kuroda (de.wikipedia.org/wiki/Paul_K._Kuroda)
• WP: Pechblende (de.wikipedia.org/wiki/Uraninit)
• WP: Kernspaltung (de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung)
• WP: Moderator (de.wikipedia.org/wiki/Moderator_(Physik))
• WP: Zerfallskette (de.wikipedia.org/wiki/Zerfallsreihe)
• WP: Konglomerat (de.wikipedia.org/wiki/Konglomerat_(Gestein))
• WP: Feinstrukturkonstante (de.wikipedia.org/wiki/Feinstrukturkonstante)
• WP: Great Oxydation Event (de.wikipedia.org/wiki/Gro%C3%9Fe_Sauerstoffkat…)
• WP: Miller-Urey-Experiment (de.wikipedia.org/wiki/Miller-Urey-Experiment)
Quellen
• Alex Meshik: Natürliche Kernreaktoren, Spektrum der Wissenschaft 6/2006 (spektrum.de/magazin/natuerliche-kernreaktoren/…)
• Fachartikel: Laurence Coogan & Jay Cullen: Did natural reactors form as a consequence of the emergence of oxygenic photosynthesis during the Archean?, GSA Today (2009) (dx.doi.org/10.1130/GSATG41A.1)
• Fachartikel: Davis, Gould & Sharapov: Oklo Reactors and implications for nuklear science (2014) (arxiv.org/pdf/1404.4948.pdf)
• Fachartikel: Davis & Hamdam: Reappraisal of the limit on the variation in α implied by the Oklo natural fission reactors, Physical Review (2015) (dx.doi.org/10.1103/PhysRevC.92.014319)
• Fachartikel: Ebisuzaki & Maruyama: Nuclear geyser model of the origin of life: Driving force to promote the synthesis of building blocks of life (2016) (dx.doi.org/10.1016/j.gsf.2016.09.005)
• Fachartikel: Groopman et al.: Discovery of fissionogenic Cs and Ba capture five years after Oklo reactor shutdown, PNAS (2018) (pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1807267115)
Episodenbild: Geysir: Dall‘e; Schild: Karl Urban
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Karl Urban Hallo, bevor es hier gleich losgeht beim Astrogeo-Podcast, habe ich nochmal den Hinweis für unseren Live-Podcast in Bremen. Ihr denkt jetzt vielleicht, der war doch schon? Ja, leider mussten wir ihn aber verschieben und deswegen gibt es jetzt einen neuen Termin. Wir zwei, Franzi und ich, ich bin Karl, werden jetzt am Dienstag, den 7.
Karl Urban November 2023 um 18.30 Uhr im Universum Bremen auftreten. Solltet ihr schon eine Karte gehabt haben, könnt ihr die umtauschen und der Link zum Kartenvorverkauf, es gibt nämlich noch ein paar Karten, den findet ihr auch in den Shownotes zu dieser Folge. Und die geht jetzt los.
Franziska Konitzer Hallo bei AstroGeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Franzi Konitzer.
Karl Urban Und ich bin Karl Urban.
Franziska Konitzer Und wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Karl ist Geologe, der begeistert davon ist, dass es 2023 einen Ig Nobelpreis dafür gegeben hat, dass Geologen an Steinen lecken.
Karl Urban Und ...
Franziska Konitzer Für Jan Zalaciewicz.
Karl Urban Kracher.
Franziska Konitzer Und ich bin Astrophysikerin, die sich freut, dass immerhin ein Mensch schon beides gewonnen hat. Ig Nobelpreis und den Nobelpreis, und zwar für Physik André Geim, heißt er. Und auch in dieser Folge erzählen wir uns gegenseitig eine Geschichte, die uns entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestübert haben.
Karl Urban Richtig! Und Franzi, weißt du noch, welche Geschichte ich dir beim letzten Mal erzählt habe?
Franziska Konitzer Es ging um das zweitstärkste Erdbeben der Erdgeschichte, so wie wir es bis jetzt messen konnten zumindest. Und vor allem ging es um Subduktionszonen und warum die superduper wichtig für die Erde sind. Und da muss ich auch noch gleich sagen, Subduktionszonen sind ja auch diese Zonen, wo so eine Erdplatte unter die andere geschoben und gezogen wird.
Franziska Konitzer Oder nur? Und ich hab mir dann den Spaß gemacht und das in irgendwelche Bildgeneratoren-KIs gestopft und wollte sehen, wie Subduktion auf dem Mars ausschaut und bekam einfach nur Bilder vom Mars. Es war saulangweilig. Subduction on Mars. Dann habe ich nur Plate Tectonics on Mars versucht und dann habe ich ein Bild vom Mars mit einem Meer bekommen und war zutiefst enttäuscht, muss ich sagen. Die KI mit der Weltherrschaft, so wird das nix.
Karl Urban Nee, die KI kann sich halt immer nur das überlegen, was es schon irgendwo als Vorlage gibt. Also zumindest grob.
Franziska Konitzer Und ja, Subduktion auf dem Maß offensichtlich.
Karl Urban Da ist auch die wissenschaftliche Fantasie, was so Schaubilder, die man dazu malt, so gering, dass das wahrscheinlich einfach keine Vorlagen gibt. Ja, zu dem Thema. Also ich habe ja vor allem in der Folge versucht, so ein bisschen zu ergründen, woher die Platten-Tektonik also überhaupt kommt, beziehungsweise wie die ersten Subduktionszonen entstanden sind.
Karl Urban Und dazu habe ich jetzt nicht direkt eine Frage bekommen, aber mir ist tatsächlich noch etwas begegnet, was wir besprochen haben. Nämlich war das ja eine Frage von dir gewesen, ob nicht die Entstehung des Mondes auch etwas damit zu tun hat, wie die ersten Subduktionszonen entstanden sind. Also diese Kollision eines maßgroßen Planeten auf der jungen Erde.
Franziska Konitzer Das hatte ich nämlich dann neulich in meiner Verzweiflung auch noch einen Geologen gefragt, der sich immerhin mit Mondgesteinen auskennt und der hat gesagt, da müssen Sie einen Geophysiker fragen.
Karl Urban Ja, ja, ja, genau.
Franziska Konitzer Aber ansonsten ist er sehr nett. War sehr nett.
Karl Urban Genau. Mh. Dein Gedanke war auf jeden Fall gut, denn mir ist, nachdem wir diese Folge produziert haben, etwas aufgefallen, mich oder vor mein Auge gekommen und zwar eine Studie aus dem April 2023. Also ich hätte es tatsächlich gesehen haben können und mich daran erinnert haben können, aber ich hatte es tatsächlich im Vorfeld nicht gesehen, es war mir aus irgendeinem Grund nicht begegnet.
Karl Urban Und in dieser Studie von einem forschenden Team vom California Institute of Technology, die schon mehrere Jahre so Simulationen machen der jungen Erde und die hatten schon 2021 eine Simulation gemacht und da drin kommen die zu dem Schluss, dass es sein könnte, dass es da so eine Anomalie, also es gibt eine Anomalie im unteren Erdmantel, ziemlich weit unten, kurz vor dem Kern, also einige hundert bis wenige tausend Kilometer tief und diese Struktur, die es da unten gibt, die deuten sie so, dass es vielleicht der Rest von diesem Planeten Theia ist der mal in die Erde reingerutscht, das ganze am Anfang.
Karl Urban Es ist natürlich hoch spekulativ, aber es gibt da auf jeden Fall was für irgendwie keine Ahnung, die wahrscheinlich die Dichte und die Temperatur nicht ganz so ist. Wieder seismische Wellen, Erdbebenwellen, die da irgendwie uns irgendwas verraten, was da ist. Und dieses gleiche Team hat jetzt in diesem Jahr halt nochmal eine Studie dazu rausgebracht.
Karl Urban Und ihre Simulationen verfeinert und die sagen jetzt, wenn ein so großer, kühler Körper in die Erde absinkt, muss eigentlich gleichzeitig sehr viel warmes Material aus dem unteren Erdmantel aufgestiegen sein. Und da gab es also eine Zeit lang ziemlich massive Konvektionsströme im Erdmantel und dadurch, wenn das dann nah an die Erdkruste kommt, kühlt das ab und so weiter und dann sinkt es wieder ab und dadurch könnte zeitweise ein sehr, sehr großer Sog nach unten entstanden sein, wodurch vielleicht die ersten Platten zerbrochen sind und in die Tiefe gezogen worden sein könnten.
Karl Urban Also, ganz viel Konjunktiv.
Franziska Konitzer Cool. Ja, ja, könnte, könnte, hätte, et cetera.
Karl Urban Fahrradkette, genau. Also, alles eine Hypothese, die auf seismischen Daten und sonst vor allen Dingen auf Simulationen beruht. Aber tatsächlich, liebe Franzi, war dein Bauchgefühl beim letzten Mal definitiv ganz gut. Ich ärgere mich, dass ich die Studie in der Vorbereitung nicht gesehen hatte.
Franziska Konitzer Also tatsächlich kannst du mir so viele Folgen über Plattentektonik und Mondentstehung, du kannst mir so viele Geschichten darüber erzählen, wie du möchtest. Es wird immer hochwillkommen sein meinerseits. Fast genauso schön wie Massenaussterben, aber von daher nur zu.
Karl Urban Genau, das kommt auch, glaube ich, demnächst mal wieder, so ein kleines Massenaussterben, um dich aufzumuntern.
Franziska Konitzer Finde ich gut. So, aber dann anscheinend, wenn du sagst, kommt auch mal wieder, dann geht's heute wohl weder um Plattentektonik noch um Massenaussterben und stattdessen sind wir bei Ausgabe 78 angelangt und ich frage dich, was du mir heute erzählst.
Karl Urban Also Franzi, ich mache heute was ganz Unerhörtes. Ich mache dich nämlich nach und ich starte meine Folge mit einem Science-Haiku. Okay. Oder wie ein Hörer neulich schrieb, mit einem Psy-Ku.
Franziska Konitzer Auch nicht schlecht.
Karl Urban Weil eigentlich ist das ein Psy-Ku. Also pass auf, mein Science-Haiku lautet folgendermaßen. Die Welt verändert, ein Neutron, genug gebremst, Genie wer es schafft.
Franziska Konitzer Mhm. Erzählst du mir was von Kernkraftwerken?
Karl Urban Genau, es klingt ein bisschen merkwürdig, ne? Dass ich jetzt mit der Kernspaltung anfange.
Franziska Konitzer Äh, entweder ... Vielleicht warst du auch neulich im Kino und hast Oppenheimer angeschaut.
Karl Urban Genau, du kannst immer schon vorhersehen, was der nächste Punkt in meiner Moderation ist. Ist sehr schön.
Franziska Konitzer Ich hab immer noch nicht Oppenheimer angeguckt. Ich bin in Mission Impossible gegangen und fand's auch lustig.
Karl Urban Nee, ich war neulich im Kino und hab Oppenheimer angeschaut, das ist ja so ein Film, also schon ein Hollywood-Blockbuster über das Manhattan-Projekt und vor allem den Physiker Robert Oppenheimer. Davon will ich da eigentlich nicht erzählen, aber der Film hat mich vielleicht ein bisschen beeinträchtigt, dass ich in diese Richtung was erzähle.
Karl Urban Also ich erzählte nicht die Geschichte der ersten Atombombe, zumal es ja eigentlich auch keine geologische Geschichte ist. Aber meine Geschichte handelt, ja genau, ziemlich am Rande davon und stattdessen geht es darum, man feststellte, dass die Kernspaltung und die Geologie etwas miteinander zu tun haben.
Karl Urban Und bin gespannt, ob du die Geschichte kennst. Aber ich fange einfach mal an. Und zwar beginnt meine Geschichte im Mai 1972.
Franziska Konitzer Soll ich dir Bescheid sagen in dem Moment, wo ich sie erkenne oder soll ich sie am Ende vorgefragt haben?
Karl Urban Du kannst ja jetzt rufen, wenn es dir einfällt. Aber vielleicht kennst du sie auch nicht. Ich weiß es nicht, ob man sowas in einem Astrophysikstudium mitbekommt. Also nochmal, Wir sind im Mai 1972 und wir sind in Pierre Latt. Das ist ein Ort so eher im Süden von Frankreich und da steht eine der größeren Wiederaufbereitungsanlagen für Kernbrennstoffe, für die Kernkraftwerke in Frankreich.
Karl Urban Und in Pierre Latt kommt es im Mai 1972 zu einem Zwischenfall. Und wenn ich sage Zwischenfall, dann ist das hier natürlich eigentlich das völlig falsche Wort. Also Also im Zusammenhang mit kerntechnischen Anlagen denkt man mal vielleicht sonst was. Also es ist gar kein echter Zwischenfall. Es tritt kein radioaktives Material aus. Es ist nichts, was irgendwie meldepflichtig ist und trotzdem ist es außergewöhnlich.
Karl Urban Also man könnte sagen, es kommt eigentlich zu einer objektiv betrachtet unbedeutenden Auffälligkeit. Was dann nämlich in Pierre Latt passiert, ist das folgende. Ein Techniker stellt bei einer Routineprüfung einer Chemikalie fest, etwas fest, stellt etwas fest. Und die Chemikalie, um die es geht, das ist Uranhexafluorid.
Karl Urban Und das ist ein Standardstoff, den man für die Aufbereitung von Brennstäben verwendet. Und genau deswegen hantiert man halt damit in so einer Wiederaufbereitungsanlage. Und damit das alles super läuft, gibt es halt auch relativ regelmäßige Qualitätsprüfungen an diesem Material. Und was der Techniker feststellt, ist das folgende.
Karl Urban Der Anteil von Uran-235 in diesem Uranhexafluorid stimmt nicht. Er ist zu niedrig. Und um das zu erklären, mache ich jetzt einen klitzekleinen Einschub, also nicht unbedingt für dich, Franzi, aber so für uns alle. Und für mich war auch eine kleine Rückkehr in meine Schulphysikzeit, nämlich zum Thema, wie ist das eigentlich mit dem Uran und der Kernspaltung?
Karl Urban Also Uran, warum verwendet man das?
Franziska Konitzer Und die verschiedenen Isotope und Dattierungen.
Karl Urban Genau, in Atombomben, aber auch in Kernkraftwerken. Also Uran in der Natur besteht weitgehend aus drei instabilen Isotopen. Das meiste ist Uran-238, das ist auch das, was am langsamsten zerfällt und deshalb ist es am häufigsten in der Natur. Dann gibt es noch Uran-234, das zerfällt am schnellsten und deswegen ist es auch am wenigsten davon übrig, also das ist relativ selten.
Karl Urban Und irgendwo dazwischen liegt halt das Uran-235 und das ist genau das Uran-Isotop, was man für die Kernspaltung braucht. Deswegen braucht man dann diese ganzen Zentrifugen, um das anzureichern, damit man möglichst viel davon hat.
Franziska Konitzer Und möglichst wenig von dem 238er, ja.
Karl Urban Genau. Und wenn man jetzt irgendwo auf der Erde langläuft und sich mal so ein Stück Gestein nimmt, also ich meine, Uran kommt in vielen verschiedenen Gesteinen auch ja ein bisschen vor, zu einem sehr kleinen Anteil. Im Granit zum Beispiel gibt es immer einen gewissen Urananteil. Wenn man sich das anschaut, was da vorkommt an Uranisotopen, dann ist ist diese Verteilung der drei Uranisotope eigentlich überall identisch auf der Welt.
Karl Urban Denn alle schweren Isotope auf der Erde stammen ja aus diesem Urnebel, also aus dem Material, das vor vielen Jahrmilliarden Malen in einer Supernova irgendwo ausgebrütet worden ist, und die instabilsten dieser Elemente und Isotope, die dabei entstanden sind, die sind schon früher oder später zerfallen und die, die etwas langsamer zerfallen sind, halt bis heute teilweise erhalten. Zum Beispiel Uran-235.
Karl Urban Und im natürlichen Gestein, um jetzt mal eine Zeit zu nennen, kommt Uran 235 zu 0,72 Prozent vor.
Franziska Konitzer Im Vergleich zum anderen Uran oder im Vergleich zum Rest vom Stein?
Karl Urban Nee, im Vergleich zum anderen Uran. Also es ist jetzt dieses Uran 235 ist nicht wahnsinnig viel. Deswegen braucht man auch diese Anreicherung dann am Ende mit den Zentrifugen. Und das ist ja nicht nur auf der Erde so, das ist auch auf dem Mond so, auf anderen Himmelskörpern unseres Planetensystems. Es sollte überall so sein. Aber im Mai 1972 in Pirlat in Südfrankreich, in dieser einen Probe, ist es eben nicht so.
Karl Urban Es gibt in der Folge eine kleine Untersuchung, die gucken sich das dann genau an, woran das liegt. Und die Mitarbeiter finden schließlich die Ursache. Es liegt am Erz, aus dem dieses Uranhexafluorid hergestellt wurde. Also quasi das Gestein, aus wo das Uran rausgezogen wurde. Und darin stecken nur 0,717 Prozent Uran-235, also ungefähr 0,03 Prozent zu wenig.
Franziska Konitzer Ich schreibe mir das alles gerade mit für das Quiz.
Karl Urban 0,03… Ach komm, du bist Physikerin, Zahlen kann man immer nachschlagen, die werde ich nicht fragen. Zu wenig. Das ist bei uns Geologen nicht groß anders. Also 0,03 Prozent. Das klingt total unerheblich, aber für die Nukleartechniker und Physiker damals war das geradezu unwahrscheinlich. Denn das kann eigentlich nicht sein. Das Erz, was verwendet wurde, stammt aus Gabun in Westafrika und die Physikerinnen und Physiker machen damals eine Rechnung für die gesamte Lagerstätte.
Karl Urban Also wollen einfach ausrechnen, wie viel Uran-235 ist denn da zu wenig in absoluten Zahlen und sie kommen auf eine Summe von 200 Kilogramm Uran-235. Damit könnte man mehrere Atombomben bauen zum Beispiel. Ja. Ja, aber das Gestein, um das es geht, ist ein Sedimentgestein aus dem Archaikum, das ungefähr 2,2 Milliarden Jahre alt ist.
Karl Urban Und Franzi, die Lagerstätte in Gabun, um die es geht, ist benannt nach der Region, in der sie liegt in Gabun und die ist seit dem Weltberühmt. Sie heißt Oklo.
Franziska Konitzer Oklo.
Karl Urban Und du als Physikerin, die Frage an dich hast du schon mal vom Naturreaktor von Oklo gehört.
Franziska Konitzer Jetzt kommt der Teil, wo ich gerne jetzt sagen würde, aber ich habe keine Ahnung.
Karl Urban Also es freut mich umso mehr.
Franziska Konitzer Ich denke die ganze Zeit, geht es irgendwie um irgendwelche, weiß ich nicht, irgendwelche natürlichen Prozesse, die irgendeinen Krempel schneller zerfallen lassen oder irgendwie, aber ich komme, keine Ahnung. Aber Naturreaktor, nee, keine Ahnung.
Karl Urban Also das freut mich sehr, dass du die Geschichte nicht kennst, weil diese Lücke schließe ich sehr gerne. Ich habe sie tatsächlich im Studium gehört, diese Geschichte, aber ich fand sie schon damals so wahnsinnig kurios und deswegen hat es auch jetzt großen Spaß gemacht, das nochmal im Detail nachzuvollziehen.
Karl Urban Ich muss allerdings gleich als Disclaimer dazu sagen, dass ich natürlich als Geologe hier so halb wohl mich fühle bei der Geschichte, weil es heute tatsächlich so ein bisschen um ein bisschen Kernphysik gehen wird.
Franziska Konitzer Meine beiden Vorlesungen mit Kernphysik 1 und 2 von über 10 Jahren.
Karl Urban Hast du mehr als ich.
Franziska Konitzer Diejenige, die immer noch keine Vorlesung Teilchenphysik gehört hat. Aber Kerne sind okay.
Karl Urban Ich glaube, wir haben ein paar Physiker unter den Hörerinnen und Hörern. Also ihr, wie immer, alles gerne korrigieren. Wir gehen dann darauf ein hinterher. Aber ich gebe mein Bestes. Ja, also das war die Vorgeschichte, Mai 1972. Tatsächlich ist es so, dass diese Erkenntnis nicht ganz überraschend kam. Nämlich die Erkenntnis, dass es in der Erdgeschichte natürliche Kernreaktoren gegeben hat.
Karl Urban Es gibt nämlich eine kleine Vorgeschichte und die reicht ungefähr drei Jahrzehnte zurück. Sie beginnt eigentlich wie meine Folge mit Film Oppenheimer und streng genommen am 1. Dezember 1942 am Kernreaktor Chicago Pile Number One. Das ist ja der erste kritisch gewordene Kernspaltungsreaktor der Geschichte.
Karl Urban Verantwortlich für das Experiment war damals der Physiker Enrico Fermi. Und da sein Name aus fünf Silben besteht, wäre auch meiner Teil meines Science-Hychos geworden. Aber dass eine kritische Kettenreaktion auch spontan in der Natur stattfinden könnte, hat dann ungefähr ein Jahrzehnt später auch eine Studie schon mal zumindest in Betracht gezogen.
Karl Urban Das war nämlich unter anderem der Kernphysiker Paul Kuroda. Ich glaube, das ist ein japanisch-amerikanischer Physiker gewesen. Der hat 1956 die Bedingungen definiert, die man braucht, damit sowas passiert.
Franziska Konitzer Also im Grunde genommen ballerst du irgendwie frei, wenn Neutronen frei kommen, bis sie durch die Gegend dotzen und auf irgendwie spaltungsfreudiges Material, dann geht's los. Stellt ich mir so vor, oder?
Karl Urban Also, die wichtige Erkenntnis ist hier das, was ich am Anfang erzählt habe. Wir haben heute diese 0,72 Prozent Uran-235, aber wenn wir in die Zeit zurückgehen, dann ist es natürlich noch mehr. Also da war noch nicht so viel zu verfallen und das kann man sehr leicht ausrechnen, Zerfallsgesetz zurückrechnen sozusagen. Vor ungefähr zwei Milliarden Jahren gab es noch rund drei Prozent Uran-235 im Gestein.
Karl Urban War noch nicht so viel zerfallen. Und diese drei Prozent ist auch das, was man heute versucht, in Kernbrennstäben zu erreichen. Ah! Also, man muss in dieser Zeit zurückgehen, damit der Anteil in einem Uran-Vorkommen stimmt. Als Zweites braucht man eine Uran-Lagerstätte, die nicht nur wie im Granit so ein paar Uran-Isotope enthält, sondern die hauptsächlich aus Uran besteht.
Karl Urban Genau das ist eine Uran-Lagerstätte, also da in Gabun zum Beispiel, aber auch in vielen anderen Ländern, wo man Uran abbaut. Da gibt es Gesteine, die bestehen zu 70, 80, 90 Prozent aus Uran bzw. aus dem Mineralpechblende. Das ist Urandioxid. Und da hat man dann schon sehr viel Uran beieinander. Wie diese Erze entstehen, das ist eine ganz eigene Geschichte.
Karl Urban Ich habe gedacht, vielleicht mache ich da ja einen Einschub, aber tatsächlich Lagerstättenbildung ist ein ziemlich komplexes Thema und gerade bei Uranlagerstätten gibt es ungefähr zehn verschiedene Prozesse, die dazu führen können, dass das passiert. Deswegen gehe ich da heute nicht rein. Vielleicht mache ich mal eine Folge über Lagerstättenbildung, weil es ist auch ein spannendes Thema.
Franziska Konitzer Aber ich überlege mir gerade, okay, wenn es vor zwei Milliarden Jahren drei Prozent Und jetzt geht's auf 0,7, da müssen wir noch ein paar Milliarden Jahre warten. Und wenn sich Homo sapiens erst dann gebildet hätte, wären wir nie auf die Idee gekommen, Atomkraftwerke zu bauen, weil wir nicht mehr das Uran dafür gehabt hätten, richtig?
Karl Urban Weil dann eigentlich kein Uran-235-Brüter. Der Aufwand wäre dann zumindest viel größer gewesen, um das noch irgendwie rauszuzentrifugieren. Das stimmt. Ja. Hurra.
Franziska Konitzer Oder nicht hurra, je nachdem, auf welcher Seite dieser Diskussion man steht. Aber darum geht's ja heute nicht.
Karl Urban Ja, vielleicht hätte man dann auch einfach schnelle Brüter gebaut, wobei das Plutonium muss man auch irgendwo herkommen. Egal, egal, anderes Thema. Eigentlich nicht my department. Ich mache mal weiter bei den Bedingungen. Wir brauchen Zeit zurück, um einfach mehr Uran-235 zu haben. Wir brauchen einen dichten Erzkörper.
Karl Urban Das dritte, was man braucht, ist ein Erzkörper in einer gewissen Größe, also die räumliche Dimension. Und zwar kann man das auch ausrechnen, ich habe keine Ahnung wie, aber die Aussage ist die folgende. Dieser Erzkörper muss größer sein als die mittlere Wellenlänge der für die Kettenreaktion unnötigen Neutronen.
Karl Urban Also da geht es darum, Kernspaltung, also eine nukleare Kettenreaktion in so einem Reaktor funktioniert ja so, dass du Kerne hast, die spontan zerfallen, wie dieses Uran-235 und normalerweise ist das ist dieser spontane Zerfall, normalerweise wird sowas nicht kritisch, es gibt keine Kettenreaktion. Aber wenn du es schaffst, dass die Neutronen, die bei diesen Zerfallsprozessen rausfallen, von denen gibt es ein paar, die haben genau die richtige Geschwindigkeit, andere Kerne zu spalten, sind aber zu wenig.
Karl Urban Und wenn du jetzt ein paar von den schnelleren Neutronen abbremst, sodass die gerade das richtige Tempo haben, dann kannst du diese Kettenreaktion auslösen. Also so ist das, wie ich diese Kettenreaktion verstehe. Ja, also kann man sich ja tiefer reingehen. Und ihr mögt mich korrigieren, wenn da irgendwas nicht stimmt.
Franziska Konitzer Also es ist so, ich habe einen Brockeneisenerz und der ist genau groß genug. Und wenn da irgendwas ein bisschen drin verfällt. Also das Eisen, das Uran selber zerfällt. Dabei werden Neutronen frei und normalerweise würden die ja einfach rauskommen oder vorher auch zerfallen. Aber wenn es passt, dann treffen die auf weitere Urankerne, spalten diese wiederum und dann hat man eine Kettenreaktion.
Karl Urban Genau. Und damit die Neutronen, die rauskommen, also die schnellen Neutronen, die rauskommen, auch wirklich gebremst werden, braucht man etwas, was man auch im Kernkraftwerk braucht, ein Moderator. Genau, also einfach irgendeine Chemikalie, die halt diese Neutronen bremsen kann. Und das ist unter anderem Wasser. So, also das brauchen wir.
Karl Urban Und dann gibt es noch eine dritte Sache, die man braucht. Es darf kein Reaktorgift im Erz geben. Und das ist auch so ein Begriff aus der Kerntechnik. Ein Reaktorgift ist ein Stoff, der die Neutronen zu starker bremst und damit auch wieder die Kettenreaktion unterbindet. Das ist was, was man für eine Schnellabschaltung teilweise verwendet, genau Bleiabschirmungen, aber auch Bohr, Lithium oder seltene Erdmetalle.
Karl Urban Das sind auch Sachen, die in Spuren öfter mal im Erz vorkommen können und die die würden das auch verhindern im Zweifel. Und dieser Paul Kuroda untersuchte halt damals in den 50er Jahren auch so ein paar Erzproben aus verschiedenen Orten auf der Welt und er fand tatsächlich nirgendwo einen Hinweis auf eine Kettenreaktion in der Erdgeschichte und tatsächlich hielten es damals auch viele Physiker für zweifelhaft, ob man jemals eine finden würde.
Karl Urban Und jetzt springen wir wieder ins Jahr 1972 und die Zeit danach. Damals in Frankreich blieb es halt nicht bei diesem, das ist ja ein merkwürdig Moment, bei diesem spaltbaren Material, das zu wenig da war. Da lässt man natürlich nichts anbrennen, sondern guckt sich das genauer an. Also kann da natürlich auch eine Manipulation dahinter sein.
Karl Urban Also wo ist dieses Uran-235 hin? Und natürlich hat man sich dann dieses Uran-Bergwerk in Gabun genauer angeschaut, in Oklo, wo das Erz hergekommen ist. Und es stellt sich raus, dieses Isotop-Uran-235 ist nicht nur an einer Stelle abgereichert, sondern man findet 16 separate Gebiete in dieser Lagerstätte, in der Uranmine von Oklo und dann noch an einer Stelle in einem anderen Uranbergwerk, nämlich in Banguambé.
Karl Urban Das ist 30 Kilometer entfernt von Oklo, also von dieser anderen Mine. Und an diesen 17 Stellen, manche sagen auch 18, je nachdem wie man zählt, muss es Naturreaktoren zur Zeit des Archaikrums vor zwei Milliarden Jahren gegeben haben. Also daran besteht dann kein Zweifel mehr. Und wenn ich das so sagen darf, diese Erkenntnis schlägt auch ein wie eine Atombombe oder zumindest ist es eine wissenschaftliche Goldgrube, würde ich sagen.
Karl Urban Also das ist ein großer Schritt. Genau. Jetzt muss man ein paar Sachen dazu sagen. Zum Einen... Konnte man nämlich ausrechnen, wie viel, also nach einiger Forschung natürlich, wie viel Leistung da erzeugt wurde. Bevor ich dazu komme, wie es genau funktioniert ist. Das ist nicht sonderlich beeindruckend.
Karl Urban Vermutlich waren es nicht mehr als ein paar 100 Kilowatt. Also ungefähr fünf Größenordnungen unter dem, was heutige Kernreaktoren so können. Und dafür aber, das ist dann umso beeindruckender, hat diese Kernspaltungsreaktion einige hunderttausend Jahre angehalten. Also wenn wir das mit der durchschnittlichen Laufzeit unserer Atomkraftwerke, selbst wenn wir sie nicht frühzeitig abschalten, vergleichen, ist es schon beeindruckend.
Franziska Konitzer Aber ich hätte dafür auch wahrscheinlich über die Jahre nur ein Handy aufladen können.
Karl Urban Richtig, also Handy, paar hundert Kilowatt, da kannst du einige Wärmepumpen mit betreiben, wenn du das willst. Noch eine kleine Kuriosität, der Physiker George Cohen hat damals ausgerechnet, dass ein Teil der freigewordenen Neutronen durch Einfangen auch das kurzlebige Isotop-Oran 239 erzeugt hat, woraus sich in der Folge auch Plutonium bildete.
Karl Urban Und zwar schätzungsweise über diese ganze Zeit ungefähr zwei Tonnen davon. Und bis dahin hätte man gedacht, dass Plutonium in der Natur gar nicht vorkommen kann, jedenfalls nicht mehr heute, weil es die Halbwertszeit liegt bei von Plutonium 239 bei 24.000 Jahren. Also das ist kein Plutonium, mehr aus der Entstehungszeit der Planeten übrig.
Karl Urban Aber auch das, was damals entstanden ist, ist durch Zerfall natürlich jetzt längst wieder verschwunden. Aber eine Zeit lang gab es das tatsächlich. Natürliches Plutonium. Und genau, das hat er darüber nachgewiesen, dass man die Zerfallsisotope, also was da dann wieder rausgekommen ist, dass man die dann heute auch immer noch nachweisen kann.
Franziska Konitzer Ja, was aber wiederum ein definitiv noch weiterer Beleg ist, dass es definitiv diese natürlichen Reaktionen gab, also.
Karl Urban Ha! Das große Rätsel, und das war eine ganze Zeit ein Rätsel, ist halt die Frage, wie das funktioniert. Also wie kann man auch wirklich eine kontrollierte nukleare Kettenreaktion haben in der Erdgeschichte, die natürlich entsteht, aber die auch über so lange Zeit, über hunderttausende Jahre anhält? Wie kann die überhaupt stabil sein?
Karl Urban Und gab's das nur dort im heutigen Gerbun oder gab's das auch an anderen Orten? Das ist auch so eine große Frage. Wie konnte sich das überhaupt im Gestein anreichern, das Uran? Das ist eher das Thema Lagerstättenbildung. Genau, und dann vielleicht noch eine etwas unqualifiziert klingende Frage, warum es das Ganze nicht explodiert.
Franziska Konitzer Äh ... Ich stell mir ... Ich hab ja keine Ahnung, aber ich stell mir das ... Ich weiß ja nicht, heutzutage ist es offensichtlich eine Mine. Eine Mine ist für mich was Unterirdisches. Keine Ahnung, ob das damals nicht oberirdisch war. Aber wenn's oberirdisch wär, Weil ich weiß nicht, vielleicht war es in irgendeinem See oder in einer Höhle oder irgendwie so. Warum sollte es explodieren, wenn es quasi eine stete Kettenreaktion ist?
Franziska Konitzer Klingt wie ein stabil laufendes Naturkernkraftwerk.
Karl Urban Ja, klar. Aber ich meine, wenn wir bei, zumindest bei den älteren Typen der Reaktoren, ist ja öfter mal was schiefgegangen. Also bevor man irgendwie so ein paar Fehler gelernt hat, dass man sie nicht begeht. Es geht ja heute auch ab und zu noch was schief, zum Beispiel, wenn ein Tsunami um die Ecke kommt. Es muss nicht immer die Kernschmelze sein, aber hier ist halt ein Prozess, der über Jahrhunderttausende anhält, ohne dass sich da jemand aktiv was ausgedacht hat.
Karl Urban Und es ist an einigen Stellen auf jeden Fall gut gegangen.
Franziska Konitzer Ich würde mal denken, ich würde vielleicht denken, gut, wenn es vielleicht falsch schiefgelaufen wäre, dann wäre es vielleicht explodiert und dann würde man das heute nicht als Uranmine benutzen und deshalb auch nicht nachgucken, ob das mal war. Während hingegen ich an der offensichtlich einen Stelle auf der Welt, wo es eben funktioniert hat, heute noch genug da ist, um zu gucken so, ah ja, da hat es funktioniert.
Franziska Konitzer Aber das denke ich mir Lieschen Müller-mäßig so. Aber ich weiß es tatsächlich nicht.
Karl Urban Ja, das ist eine gute Frage. Also das war damals, ein paar von den Fragen sind bis heute nicht geklärt. Ein paar konnte man klären. Es gab tatsächlich nach der Entdeckung 1972 einige Konferenzen. Die erste wurde auch direkt in Libreville, also in der Hauptstadt von Gabun, abgehalten. Es gab auch eine Arbeitsgruppe der Internationalen Atomenergiebehörde damals zu dem Thema, das genauer zu untersuchen.
Karl Urban Und genau, dieser ganze Prozess, der dauerte einige Zeit, und zwar ungefähr drei Jahrzehnte. Da passierte schon immer mal wieder was. Aber ich würde jetzt jetzt einen Zeitpunkt gerne hervorheben und zwar ungefähr im Jahr 2004. Da begann eine Gruppe um den Physiker Alex Meshig, das ist ein russischer Kernphysiker, der in die USA migriert war, der begann sich näher mit Oclo zu beschäftigen.
Karl Urban Und Meschig brachte dafür ein ganz interessantes Spezialwissen mit. Er ist nämlich Experte für Edelgase, genauer für die Kernchemie der Edelgase Krypton und Xenon. Oh wow! Und speziell das Xenon hat geholfen, das Rätsel zu lösen, wie diese Naturreaktoren funktioniert haben. Und warum überhaupt Edelgase und Xenon im Speziellen?
Karl Urban Da gibt es drei Gründe eigentlich für, warum die eigentlich ganz gut geeignet sind. Der erste Grund ist, dass Xenon wie alle Edelgase quasi keine Reaktion mit anderen Elementen eingeht. Also genau, die wollen einfach nicht. Und wenn es gelingt in den natürlichen Prozessen, dass diese Edelgase im Gestein gefangen werden, dann sind sie über lange Zeit, über Jahrmilliarden tatsächlich chemisch auch unverändert.
Karl Urban Der zweite Grund ist, dass Xenon in der Natur extrem selten ist. Das heißt, es ist sehr unwahrscheinlich, dass es aus anderen Quellen kommt, als aus diesen nuklearen Prozessen. Und der dritte Grund ist, dass es ganze neuen Stabilisotope des Xenons gibt, die allesamt aus verschiedenen Spalt- und Zerfallsprozessen stammen können.
Karl Urban Und Stabilisotope bedeutet ja, wenn die einmal entstanden sind, zum Beispiel aus dem Zerfall schwererer, instabiler Atomkerne, dann bleiben sie für die Ewigkeit erhalten und zerfallen nicht weiter. Und das heißt, Xenon ist in der Lage, so eine Art Fingerabdruck für die Kernspaltung vor zwei Milliarden Jahren zu hinterlassen.
Karl Urban Jedenfalls, wenn es gelingt, eine Xenon-Probe zu finden, die seither im Erzgestein von Oklo eingeschlossen gewesen ist.
Franziska Konitzer Also genauso, wie ich schon damals sagen konnte, okay, da ist auch Plutonium dabei entstanden, aber das ist inzwischen verfallen, würde man sagen, okay, da muss auch damals bei dieser natürlichen Kernreaktion müsste auch Xenon entstanden sein, was aber nicht zerfallen ist, weil es stabile Isotope sind.
Karl Urban Genau.
Franziska Konitzer Zeno hat eine stabile Isotope, denke ich.
Karl Urban Ja, genau. Und das Team von Alex Meschick hat sich halt so eine Probe aus Oklo angeschaut. Die haben da so eine Laser-Extraktion gemacht, also in vielen kleinen Pünktchen auf dieser Probe. Das Gestein verdampft und das frei werdende Gas haben sie dann durch einen Massenspektrometer gejagt. Und die Forscher haben sich dann speziell das uranhaltige Erzgestein angeguckt.
Karl Urban Und auch das Nebengestein, das kaum Uran enthält. Das ist ja oft so bei einer Lagerstätte. Es gibt das Erz und dann gibt es irgendwas daneben. Ja, und da gab es direkt ein paar Überraschungen, denn die Probe bestand, also dieses Erz bestand aus uranhaltigen Mineralen und dem Nebengestein, habe ich gesagt, und eigentlich würde man erwarten, dass sich das Xenon aus der Kernspaltungsreaktion, also das sich dann irgendwann gebildet hat, irgendwo ziemlich direkt am uranhaltigen Gestein befinden müsste, also am Erz selbst.
Karl Urban Und das war aber nicht ganz so. Im Nebengestein hat man währenddessen ein Aluminiumphosphat-Mineral gefunden, muss ich nicht genauer erklären, aber das war sozusagen ein anderes Mineral, was im Nebengestein ist, wo gar kein Uran mehr ist. Und in diesem Aluminiumphosphat-Verbindung hat man sehr viel Xenon gefunden.
Karl Urban Das war tatsächlich sogar die höchste Xenon-Konzentration, die jemals in einem natürlichen Material nachgewiesen worden ist.
Franziska Konitzer Ah, was, äh, ha!
Karl Urban And this is odd.
Franziska Konitzer Also kann ich mir dieses Aluminiumsphosphat oder was auch immer da vorher war so vorstellen wie eine Art natürliches Blei? Also wo quasi dann dieses neu entstandene Uran so reingeplöppt und blieb dann da stecken oder so? Und ist dann da zerfallen und dann hat Xenon zurückgelassen? Ich hab keine Ahnung.
Karl Urban Machen wir weiter. Es gibt noch ein paar Überraschungen. Nämlich gibt es diese acht, habe ich vorhin neun gesagt?
Franziska Konitzer Du hast neun gesagt, war's okay.
Karl Urban Also acht, ist egal, ich trage das in den Show Notes nach.
Franziska Konitzer Okay, ich streiche das durch acht Stabil-Xenon.
Karl Urban Die Zusammensetzung dieser acht bis neun stabilen Xenon-Isotope aus diesen Aluminium-Phosphat-Verbindungen war nämlich anders als in dem Xenon, was man in menschlichen Kernreaktoren findet. Also eigentlich würde man denken, okay, da ist Kernspaltung abgelaufen und das Xenon, was übrig bleibt, diese stabilen Isotope, das ist das, was wir auch kennen.
Karl Urban Tatsächlich ist die Verteilung eine andere. Und jetzt muss ich leider noch ein bisschen weiter ins Detail gehen, ins Detail, was diese Xenon-Isotope angeht. Nämlich bei der Kernspaltung, egal ob natürlich oder von Menschen angestoßen, entstehen die schwersten Xenon-Isotope. Das ist Xenon-136 und Xenon-134 als Spaltprodukt. Das sind gleichzeitig auch die schwersten in dieser Reihe.
Karl Urban Und diese zwei schwersten, die am schnellsten zerfallen sind, die sind nicht mehr am Uranerz zu finden, sondern die sind komplett im Lebengestein in rauen Mengen. Und die anderen sieben, die sind tatsächlich beim Uran hängen geblieben. Und sogar im gleichen Verhältnis jeweils zueinander, wie wir das auch in unseren Kernreaktoren kennen oder wie es zum Beispiel auch im Kernreaktor von Enrico Fermi 1942 gewesen ist.
Karl Urban Und warum sind jetzt diese zwei Schwersten weg und die anderen sind geblieben? Das ist wie eine Party, zu der sonst immer meine neun dicksten Freunde kommen. Aber die zwei dicksten Buddys sind heute auf der Party und auch ab morgen nicht mehr da. Da fragt man sich schon, was da los ist. Also, was soll das? Was ist bei denen schiefgelaufen?
Karl Urban Und das haben sich auch die Physiker um Alex Mesche gefragt. Und hat er schon gesagt, chemische Reaktionen scheiden aus, weil sich diese ganzen Xenon-Isotope chemisch identisch verhalten und sowieso eigentlich keine chemischen Reaktionen eingehen. Und die Lösung dieses Xenon-Rätsels war tatsächlich die Herkunft dieser verschiedenen Isotope.
Karl Urban Denn keines dieser ganzen neun stabilen Xenon-Isotope entsteht direkt vom gespalteten Uran, sondern das ist so eine Zerfallskette, wie so oft. Es entstehen erst recht instabile und dann zerfällt es nochmal und nochmal. Und da gibt es noch zwei Zwischenstufen, nämlich über die Elemente Tellur und Iod.
Karl Urban Und dieses Physikerinnen-Team, das stellte halt fest oder genau schaute nach, wie diese Zerfallsketten funktionieren. Und die zwei schweren Xenon-Isotope waren tatsächlich sehr früh entstanden. Also sozusagen sind die Halbwertszeiten ihrer Jod- und Telur-Großeltern die kürzesten. Und deswegen entstand hat er dieses Xenon-136 eine Minute ungefähr, so statistisch, nach Beginn der nuklearen Kettenreaktion.
Karl Urban Eine Stunde später dann das zweitschwerste Xenon 134 und so weiter. Und die anderen sieben Zerfallsprodukte, die bildeten sich teilweise deutlich später und das leichteste von denen erst einige Millionen Jahre später. Also da sind die Halbwertszeiten dann schon ziemlich immens. Das ist schon fast so eine Uhr für den Reaktor letztlich. Also man kann da direkt darüber was aussagen, was da passiert ist und vor allem in welchem zeitlichen Rhythmus da was passiert ist.
Karl Urban Und warum ist das überhaupt jetzt dort der Fall und in unserem Kernreaktor nicht so? Und da muss man jetzt einmal eine Annahme treffen, nämlich menschlicher Kernreaktor ist natürlich gewollt ein geschlossenes System. Also wir wollen nicht, dass radioaktives Material rauskommt. Wir haben diese verschiedenen Kreisläufe und so weiter, versuchen alles, damit das schön contained bleibt.
Karl Urban Aber das ist ja bei natürlichen Kernreaktor nicht zu erwarten. Aber trotzdem musste er sich selber regulieren, weil sonst möglicherweise da was explodiert wäre. Und deshalb war das wahrscheinlich ein offenes System.
Franziska Konitzer Also offenes System, so wie trotzdem, es war trotzdem einfach nur draußen an der Erdoberfläche herumgedümpelt oder stellt man sich trotzdem schon vor, dass es auch damals schon tiefer in der Erde war oder wie kann ich mir das vorstellen?
Karl Urban Es muss letztlich schon in der Erde gewesen sein, weil wir Gestein haben und als Moderator höchstwahrscheinlich Wasser. Das Wasser brauchen wir auch, der halt die Neutronen, die zu schnell der Neutronen runterbremst. Und es ist naheliegend, dass das einfach Grundwasser war, also ich muss vielleicht auch dazu sagen, diese archaischen Gesteine, das ist so ein Konglomerat, also so eine Mischung aus groben Steinen, die zu einem Sedimentgestein verbacken sind, wo ziemlich viele Hohlräume dazwischen sind.
Karl Urban Das heißt, durch so einen Gestein fließt auch Grundwasser ziemlich gut. Und das Grundwasser war wahrscheinlich nicht einfach nur da, sondern es strömte. Und es war wahrscheinlich so, dass dieses Grundwasser halt in dieses Gestein reingeströmt ist. Dann ist die Kettenreaktion irgendwann gestartet, weil sozusagen die Neutronen runtergebremst wurden.
Karl Urban Und Kernspaltung erzeugt natürlich viel Hitze. Das heißt, das Grundwasser, auch wenn es geströmt ist, ist mit der Zeit immer heißer und heißer und heißer geworden. Und irgendwann, also das kann man tatsächlich auch sagen, wann, nämlich bei welcher Temperatur, da gibt es so andere Isotope, die man verwenden kann als Geothermometer, gehe ich jetzt nicht ins Detail.
Karl Urban Aber man kann tatsächlich sagen, so um die 300 Grad war dieses Wasser dann zu heißen, hat begonnen zu verdampfen. Das zeigt auch schon, wir waren ein ganzes Stück in der Erde, wir haben also einen gewissen Druck gehabt, dass das Wasser überhaupt bei 300 Grad erst verdampft. Und in dem Moment, wo das Wasser nicht mehr flüssig ist, sondern dampfförmig, stoppt sofort die Kettenreaktion.
Karl Urban Weil der Moderator weg ist, die Neutronen sind teilweise wieder zu schnell und der Reaktor fährt runter.
Franziska Konitzer Ah, und dann ist er natürlich runter, dann fängt wieder Wasser an zu fließen und dann… Genau, dann ist das heiße Wasser irgendwo hingeströmt.
Karl Urban Das hat wahrscheinlich direkt die ersten Zerfallselemente mitgenommen. Dann wird es wieder flüssig, kühlt wieder ab, da bilden sich dann diese Aluminium-Phosphat-Verbindungen und da entstehen dann irgendwann diese schwersten Xenon-Verbindungen. Aber ein ganzer Teil der nicht so mobilen Elemente, die irgendwie erst viel später zerfallen, sind halt am Uran verblieben.
Karl Urban Und das sind die ganzen leichteren, die mit längeren Halbwertszeiten.
Franziska Konitzer Aber kannst du mir sagen, wie tief ungefähr ich hätte graben müssen, wenn ich damals vor 2,2 Milliarden Jahren mein Handy hätte aufladen wollen? Ich habe noch keinen Wärmetauscher dabei, aber ungefähr wie tief? Also du hast ja gesagt, muss ja tief sein, damit Wasser erst bei 300 Grad ungefähr verdampft, aber so Pi mal Daumen?
Karl Urban Habe ich nicht gefunden. Müsste ich, ich kann nochmal nachgrübeln.
Franziska Konitzer Das würde mich interessieren, so wäre das irgendwie so. Ich meine, es muss ja tiefer als fünf Meter gewesen sein oder also sehr viel tiefer.
Karl Urban Das war wahrscheinlich eher Kilometer-Tiefe, würde ich vermuten, aber ich gucke das nochmal nach, genau.
Franziska Konitzer Also man hätte ein tiefes Lochgraben dafür.
Karl Urban Ich meine, zu tief kann es auch nicht sein, weil strömendes Grundwasser in einigen Kilometern Tiefe, das fließt zu langsam wahrscheinlich. Also es ist wahrscheinlich irgendwo, es muss wahrscheinlich irgendwo so ein Mittelding sein, wahrscheinlich. Eher hunderte Meter. Ja, ich würde das nochmal zusammenfassen. Also wir haben diesen Prozess.
Karl Urban Der jetzt diese vorhandenen und fehlenden Xenon-Isotope an den verschiedenen Stellen illustrieren kann. Und zwar so, dass die Kernspaltung halt lief, solange Wasser vorhanden war, Grundwasser, und die Spaltprodukte Tellur und Iod aus dem Gestein rausgespült wurden und in einiger Entfernung zum Reaktor bildeten sich dann daraus diese Aluminiumphosphat-Gesteinskörner mit den zwei schwersten Xenon-Isotopen.
Karl Urban Und zwar in dem Moment, wo das Wasser wieder unter 300 Grad Celsius abgekühlt war und die leichteren Xenon-Isotope, die aus den längerlebigen Telur- und Ion-Isotopen hervorgegangen sind, bildeten sich an Ort und Stelle, wo das Erz noch immer ist und eben als der Reaktor dann sein Wasser verdampft hatte.
Karl Urban Und der Prozess, den Alex Meschick über die räumlich getrennten Xenon-Moleküle nachvollziehen konnte, Xenon-Isotope natürlich, Isotope nachvollziehen konnte. Der sieht jetzt so aus. Also was genau passierte? Das Grundwasser durchströmt das Gestein mit ausreichend, im Gestein ist ausreichend Uran 235, 3 Prozent oder mehr.
Karl Urban Das wird kritisch. Das heißt, da gab es plötzlich diese Kettenreaktion wie in einem Kernreaktor und die blieb so lange kritisch, bis das Wasser verdampft war. Und dann dauert, das dauerte wahrscheinlich ungefähr 30 Minuten. Wie gesagt, man kann das anhand der Zerfallsprozesse wirklich zeitlich nachvollziehen.
Karl Urban Also 30 Minuten Kritikalität. Dann ging der Kernreaktor aus, weil er nur noch Dampf war. Die Kernreaktion stoppte, wurde trocken und dann dauerte das ungefähr zwei Stunden, bis der Reaktor so weit abgekühlt war, dass wieder Wasser reinströmen konnte und es ging von neuem los. Und dann wieder eine halbe Stunde.
Franziska Konitzer Und das Ganze ging ein paar hunderttausend Jahre lang.
Karl Urban Und das ging ein paar hunderttausend Jahre und zwar an ungefähr 18 Orten in diesen Uranlagerstätten.
Franziska Konitzer Weiß man, warum es ganz aufgehört hat, weil es dann vielleicht nicht mehr genug Oran 2,3,5 gab oder? Also...
Karl Urban Das habe ich auch nicht recherchiert, aber ich würde ja vermuten, das ist wie bei den Brennstähmen, du hast halt irgendwann zu wenig Uran-235 im Gestein.
Franziska Konitzer Ja, ne?
Karl Urban Also irgendwann gibt es zu wenig. Genau. Der Kernbrennstoff wird verbraucht. Ich habe noch ein Funfact. Dieser zeitliche Zyklus von 30 Minuten und dann 2 Stunden ungefähr Pause und dann wieder 30 Minuten ist was. Das ist erstaunlich nah an dem, was man von Geysiren kennt. Die ja in rhythmischen Abständen kocht heißes Wasser aus Spein, zum Beispiel auf Island oder im Yellowstone-Nationalpark in den USA.
Karl Urban Mit dem feinen Unterschied, dass es im Fall der Geysire ja keine Kernreaktoren gibt, sondern einfach vulkanische Wärmeenergie im Untergrund. Aber das erhält sich halt auch periodisch. Und das ist tatsächlich ein ziemlich ähnlicher Rhythmus. Ja.
Franziska Konitzer Ich find das total faszinierend und trotzdem auch irgendwie so ein bisschen creepy. Aber an der Oberfläche hätte man ja wahrscheinlich nichts davon mitbekommen.
Karl Urban Wahrscheinlich nicht. Ich habe jetzt hier noch einen Teil, einen letzten Teil, in dem ich dir ein paar Dinge zur Deutung vorbereitet habe. Also was bedeutet das? Und da kommen wir auch ein bisschen noch zur Oberfläche, weil man kann da sehr viel reindeuten und auch sehr viel rausziehen. Das hat man auch gemacht.
Karl Urban Also erst mal, es ist jetzt 50 Jahre, über 50 Jahre her, dass man die entdeckt hat. Es wurde sehr viel dazu geforscht und da haben sehr viele, sehr unterschiedliche Disziplinen auch ihre Lehre daraus gezogen. Vielleicht ein Disclaimer, ich würde sagen, über die Befürworter der Kernenergie will ich nicht so viel reden, aber du kannst dir vorstellen, der Begriff, allein der Begriff Naturreaktor ist natürlich in deren Ohren super, also Kernspaltung ist was, ein natürlicher Prozess, der in der Natur stattfindet und kann deswegen gar nicht so schlimm und unnatürlich sein.
Karl Urban Also dieses Argument gibt es auf jeden Fall da draußen. Und darüber könnte man auch diskutieren, aber will ich heute nicht. Vielleicht nur so viel. Die Welt des Archaikums vor zwei Milliarden Jahren mit so ein paar Mikroben zu vergleichen mit unserer heutigen Welt mit Ökosystemen und acht Milliarden Menschen und so, ist Äpfel und Birnen.
Franziska Konitzer Weil das ganze Argument ist, ist was wieder natürlich oder unnatürlich oder natürlich sowieso Banane. Ich finde die Frage, die man beantworten sollte bei all diesen Sachen, ist es für uns eine gute Idee? Und dann habe ich nämlich eine andere Debatte, die wir hier auch nicht führen werden.
Karl Urban Nö, werden wir nicht führen.
Franziska Konitzer Aber ja, klar.
Karl Urban Vielleicht nur einen angewandten Punkt, der tatsächlich ganz relevant ist, ist ein Punkt, den Alex Meschek auch anspricht. In dem Artikel, den ich ja als Quelle verwende, das ist tatsächlich ein Artikel in Spektrum der Wissenschaft von 2006. Der war sehr gut. Und Meschick schreibt da sinngemäß, dass Okklo ein sehr gutes Beispiel dafür ist, dass nukleare Endlager, also Endlager für stark strahlenden radioaktiven Abfall im Prinzip funktionieren.
Karl Urban Immerhin sind die Radionuklide in Okklo nicht weit von den Ursprungsgesteinen abgelagert worden. Also weil das ist ja die große Sorge bei dieser Endlagerung. Stark radioaktiv heißt, die müssen wahrscheinlich hunderttausende oder Millionen Jahre gelagert werden und wenn die irgendwie in die Umwelt gelangen und weit weg transportiert werden, ist ja doof.
Karl Urban Hier bei Okklo ist es offenbar wirklich nicht passiert. Nach allem, was wir wissen zumindest. Ich finde, er widerspricht sich darin in dem Argument so ein bisschen, weil er sagt, dass dieser Naturreaktor von Bango B, das ist der da ein Stück, 30 Kilometer von Okklo weg ist, aber wo es ähnliche Prozesse gab, der lag wohl noch tiefer und ist noch mehr durch Wasser durchspült worden.
Karl Urban Das heißt ja im Umkehrschluss, dass genau der ist der ist auch schon zerstörter, also der ist schon zersetzt her und das heißt im Umkehrschluss, dass der Erosion definitiv auch eine große Rolle spielt. Und was dann mit diesen Mineralkörnern passiert, die Überflüsse irgendwo anders hingespielt werden, das ist heute ja nicht mehr nachvollziehbar.
Karl Urban Also Also da gibt es tatsächlich auch ... Insofern, ja, nicht ganz klar oder nicht ganz sauber, diese Naturreaktoren in diesen sehr alten Gesteinen jetzt zu vergleichen mit heutigen Endlagern. Tatsächlich gibt's aber mehrere Autoren, die das Containment von Okklo über geologische Zeiträume als gutes Beispiel nennen.
Franziska Konitzer Man kann ja sagen, Okklo haben wir ja schon ein Loch gebuddelt, dann lass uns doch den ganzen Atommüll einfach da reinmachen. Das ist mein Lieschen-Müller-Tobschlag-Argument, wo ich mir sag, da kannst du diskutieren, bis du blau im Gesicht bist, was jetzt nun auf geologischen Zeiträumen hier stabil wäre.
Franziska Konitzer Offensichtlich war es das schon. Aber unqualifizierter Kommentar von der Seite. Ich bin mir dessen bewusst. Ja.
Karl Urban Ich mache mal weiter. Ein anderes Feld, was Lern aus Oklo gezogen hat, das ist die Grundlagenphysik. Und zwar so richtig, richtig Grundlagenphysik. Und ich komme jetzt total inhaltlich ins Schwimmen, aber ich gebe mal mein Bestes. Denn man hatte jetzt hier die Überreste einer nuklearen Kettenreaktion vor über zwei Milliarden Jahren, die man jetzt auch zunehmend gut versteht, wie die abgelaufen ist.
Karl Urban Und da dachten sich manche Physikerinnen und Physiker, schauen wir doch mal nach, ob die Physik damals genauso funktioniert hat wie in unseren heutigen Kernreaktoren oder in den heutigen Zerfallsprozessen, die wir beobachten. Und genauer wollten sie wissen, ob die Feinstruktur Konstante Alpha damals den gleichen Wert hatte Entschuldigung. Wie heute.
Franziska Konitzer Ja, ja, die Feinstrukturkonstante, hurra.
Karl Urban Genau. Und Franzi erinnert sich total gut, wie ich daraus höre, wenn ihr euch da draußen fragt, was zum Henker die Feinstrukturkonstante Alpha ist.
Franziska Konitzer Ist das die Stärke der elektromagnetischen Kopplung, irgendwie so was?
Karl Urban Also ich zitiere Wikipedia, Alpha ist eine dimensionslose Zahl, die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung angibt. Yes! Genau.
Franziska Konitzer Eins über 107 ungefähr.
Karl Urban Und was ich cool finde oder total astrogeo finde, ist nämlich, dass die zweite Möglichkeit, Alpha in grauer Vorzeit zu kontrollieren, ob die noch stimmt. Also das ist ja die große Frage. Haben sich Naturkonstanten vor mehreren Jahren anders verhalten als heute? Ändert sich das im Laufe der Entwicklung des Universums? Und die zweite Methode, die zu bestimmen, ist, sich die Spektrallinien von alten Quasaren sehr genau anzugucken.
Karl Urban Weil auch das Rückschlüsse auf diese Kernprozesse oder solche ähnlichen Kernprozesse erlaubt. Also dass man sich das genauer angucken kann, wie das damals war. Also Astrogeo passt super eigentlich. Im Detail ist es aber offenbar, also wenn man sich die Paper zu dem Thema runterlässt, noch die neuesten.
Karl Urban Das ist immer noch so. Die spektroskopischen Daten. Und die Oklo-Ergebnisse sind sehr schwer in Einklang zu bringen, weshalb manche Astrophysiker davon ausgehen, dass man die Kettenreaktionen in den Oklo-Reaktoren vielleicht doch noch nicht genügend verstanden hat.
Franziska Konitzer Ich glaube, das ist wahrscheinlicher, als wenn man sagt, so die Naturkonstante war damals.
Karl Urban Es könnte natürlich auch sein, dass man irgendwas noch nicht gut genug verstanden hat, was da in den Quasaren abläuft. Ja, das auch. Aber es könnte auch sein, dass Geologen und Astrophysiker einfach nicht gut zueinander passen. Ich weiß es nicht.
Franziska Konitzer Ich schiebe es einfach auf Mangelndes Verständnis in beiden Feldern.
Karl Urban Ja, ist ja auch keine geologische Frage. Es sind ja eigentlich alles Physiker, die da diskutieren. Und ich denke mal, solche Punkte sind ja oft auch die, wo Musik drin steckt. Also wo man vielleicht auch tatsächlich New Physics irgendwann entdeckt. So ein bisschen wie bei der beschleunigten Expansion des Universums.
Karl Urban Das? Genau, wo es ja auch verschiedene Wege gibt, das zu messen und diese Wege führen zu unterschiedlichen Werten.
Franziska Konitzer Die Hubble-Tension.
Karl Urban Richtig.
Franziska Konitzer Da gibt es auch noch genug Menschen, die sagen, Messfehler.
Karl Urban Genau. Und jetzt habe ich noch ein paar andere Überlegungen und da geht es um die Entwicklung des Lebens auf der Erde im Zusammenhang mit den Naturreaktoren.
Franziska Konitzer Ach stimmt, also natürliche Reaktion als natürliche Energiequelle.
Karl Urban Genau, das ist das zweite, aber machen wir erstmal das Erste, was ein bisschen dagegen spricht. Also folgende Überlegung, frühes Archaikum, die Erde war definitiv noch nicht so wie heute. Es gab sicher streckenweise immer mal wieder ein sehr kaltes Klima mit globalen Eiszeiten und in dieser Zeit hätte es sicher geholfen, wenn ab und zu so ein bisschen Zerfallswärme der Naturreaktoren mit den ersten Bakteriengemeinschaften ein warmes Lagerfeuer bereitet hat. So ganz, ganz naiver Gedanke. Okay.
Karl Urban Natürlich nicht nah genug dran, um da irgendwie massive Erbgutschäden davon zu tragen, aber ja gut, die Wärme, die bewegt sich ja vielleicht auch so ein bisschen, also irgendwo tief unter einem dicken Eispanzer, vielleicht ist da eine zusätzliche Wärmequelle neben Vulkan auch nicht schlecht gewesen. Dann gibt es eine andere Hypothese, die sagt, dass sich eine Uranlagerstätte wie ein Okklo ohne Lebewesen auf der Erde oder eigentlich ohne eine spezielle Gruppe von Lebewesen überhaupt nicht hat bilden können, weil Naturreaktoren von der Existenz von Lebewesen abhingen.
Karl Urban Und zwar, weil die chemischen Eigenschaften von Uran folgendermaßen sind. Da gibt es verschiedene chemische Zustände, Redoxzustände. Und nur oxidiertes Uran ist in der Lage, mit Wasser transportiert zu werden. Und solange Uran nicht oxidiert ist, kann das sozusagen nicht transportiert werden und kann sich dann gar nicht zu so einem Erdkörper zusammenfinden.
Karl Urban Das ist noch vor der Frage, ob es angereichert ist und welches Isotop. Wir haben ein Gestein, was hauptsächlich aus Uran besteht.
Franziska Konitzer Ohne Leben kein Uran-Erz.
Karl Urban Genau, und das Leben, was wir da brauchen, sind die frühen Bakterien in den Meeren, die die Photosynthese erfunden haben und die Atmosphäre voll mit Sauerstoff gepumpt haben. Vorher war das gesamte Gestein der Erde sehr reduziert. Erst der Sauerstoff hat die Erde massiv verändert. Unter anderem hat er auch das Uran oxidiert.
Franziska Konitzer Also wurde das erste Uran erst oxidiert als Sauerstoff. Okay, Verzeihung. Genau.
Karl Urban Und tatsächlich ist es so, dass dieses Great Oxidation Event, also frei übersetzt das große Sauerstoffierungsereignis der Erde, also wo die Atmosphäre wirklich sauerstoffreich wurde, kann man im Sediment nachweisen, das war ungefähr vor 2,2 Milliarden Jahren. Das heißt, genau, Orkloos, eine Spur jünger, also würde hier passen.
Karl Urban Dann gibt es noch eine etwas abgefahrendere Idee und das geht ein bisschen in die Richtung, was du vorhin gesagt hast. Wenn wir jetzt in der Erdgeschichte doch mal noch ein bisschen weiter zurückspulen und sich überlegt, wie viel Uran-235 denn vor dem Archaikum in der Erdkruste war. Also das war natürlich mehr als drei Prozent. Schätzt mal, wie viel?
Karl Urban Sagen wir mal vor vier Milliarden Jahren, so das Doppelte. Waren 20 Prozent. Ah. Das geht ja irgendwie. Zerfall ist exponentiell beziehungsweise logarithmisch, das heißt, das ist deutlich mehr, wenn man weiter zurückgeht. Und 20 Prozent Uran-235, das würden wir heute als kernwaffentauglich bezeichnen.
Karl Urban Das will man in Atomwaffen haben. Und dann gibt es tatsächlich Forscher, die vertreten die Hypothese, dass das Leben selbst, die ersten Arten an Naturreaktoren entstanden sein könnten.
Franziska Konitzer Und wo hätten diese Naturreaktionen, die hätten dann im Meer sein müssen?
Karl Urban Ja, also die Idee ist, man hat einen nuklearen Geysir. Ich hatte die Geysire ja erwähnt. Und unter so einem, wenn du diesen Zyklus, diesen Zyklus hat, 30 Minuten an und dann entsteht sehr viel Dampf und der will ja vielleicht auch irgendwo hin. Dieser Dampf bahnt sich seinen Weg an die Oberfläche und kommt da raus.
Karl Urban Gleichzeitig hast du natürlich schon radioaktives Material, was ionisierende Strahlung hervorruft. Und da gibt es doch dieses berühmte Experiment von Miller und Urey aus den 50er Jahren, die irgendwie die ersten Ursuppe Experiment, wo sie die ersten Vorläufer-Moleküle des Lebens quasi erzeugt haben. Und die haben da wahnsinnig viele Blitze reingelenkt.
Karl Urban Und diese ionisierende Strahlung in den anderen Modellen, die man hat, wo Leben entstanden sein könnte, nämlich in so einer Pfütze irgendwo an der Oberfläche oder irgendwo an tiefen Seewulkanen, die fehlt in diesen anderen Modellen. Also da gibt es gar keine ionisierende Strahlung. Das heißt, das ist deren Schwäche.
Karl Urban Und so ein nuklearer Sahra Gezir wäre in der Lage, diese Schwäche zu beheben.
Franziska Konitzer Ich finde, das sollten wir meine ehemalige Podcast-Kollegin Martina Freina mal fragen. Die geht so genau vor. Wahrscheinlich. Das wäre eine Frage für Martina.
Karl Urban Tatsächlich. Die laden wir mal ein. Aber ich finde einfach den Gedanken schön. Das beißt sich natürlich mit dem, was ich davor gesagt habe. Ohne freies Uran in der Atmosphäre keine Uranlagerstätte. Moment. Ohne freien Sauerstoff in der Atmosphäre keine Uranlagerstätte.
Franziska Konitzer Freies Uran in der Atmosphäre wäre jetzt echt ein bisschen mehr wie was du das wolltest.
Karl Urban Ja, genau. Und wenn wir sagen, das Leben ist eher so vor drei bis vier Milliarden Jahren entstanden, dann müssen wir natürlich darüber sprechen, wie da überhaupt diese Uran-Lagerstätten genug Uran zueinander bekommen haben.
Franziska Konitzer Ja, vor allen Dingen denke ich mir dann so, hey, du hast eine Uran-Lagerstätte, das ist ja prima. Die wäre ja dann ja auch kontinentalplatten also nicht von mehr wasser bedeckt dann hast du in dieser uran lagerstätte meinetwegen entsteht was aber wie kommt das dann ins meer also ich meine das ist ja super wenn sich da ein kilometer unter der erde meinetwegen auch zwei oder 500 meter da irgendwas muss ja nicht ins meer kommen also dann hast du könntest du ja schon einfach einen see haben der da an diesem geysir liegt der geysir pumpt irgendwie das wasser an die an die feste landoberfläche Und dann sind wir zufällig irgendwann mal ins Meer gefallen.
Karl Urban Achso, na gut, ist ja die Frage. Das Leben muss ja nicht im Meer entstanden sein, das kann ja auch in einem See entstanden sein.
Franziska Konitzer Ja, weil ich meine, selbst wenn es von einem Gesir in irgendeinen See gepustet wurde, Dann dümpelst du in diesem See rein und was dann? Und dann von da aus in den Fluss und dann weiter. Es muss ja irgendwie weiterkommen. Es kann doch nicht nur in dem See die ganze Zeit sein.
Karl Urban Ja, ich glaub, das ist auch an dieser Tümpel-Theorie die Schwäche. Und die ist natürlich jetzt hier verknüpft.
Franziska Konitzer Ich find das schön, wie wir von Naturreaktoren und zum Ursprung des Lebens gekommen sind. Ja. Ja.
Karl Urban Ja, ich mein, das ist einfach eine Energiequelle, ne? Und eine natürliche Energiequelle. Und damit kann man unter Umständen was anfangen. Die Autoren von diesem Paper, die das vertreten oder das versuchen durchzudenken, zumindest, ich weiß nicht, wie sehr sie es vertreten, die sagen, naja, wir haben keinen freien Sauerstoff in der Atmosphäre, aber vor vier Milliarden Jahren war ja alles ein bisschen anders auf der Erde und vieles viel, viel extremer.
Karl Urban Da gab es halt nicht nur mehr Uran-235 überhaupt. Das kann das natürlich ein bisschen auffangen. Du brauchst gar nicht so stark konzentrierte Uran-Lagerstätten, also gar nicht so viel Uran an einem Ort. Zum anderen hast du irgendwie so exotischen Magmatismus. Das hatte ich das letzte Mal ein bisschen besprochen. Das heißt, vielleicht gab es auch einfach andere Prozesse, die es heute gar nicht mehr gibt, die das Uran konzentriert haben in Erzen.
Karl Urban Genau, da mag ich gar nicht ins Detail gehen, weil das ging mir auch alles viel zu weit. Aber ich verlinke sehr gerne dieses spekulative Paper, weil es war eine schöne Lektüre. Es war schön geschrieben. Ganz zum Schluss, Franzi, habe ich noch eine tragische Wendung. Das ist jetzt mein Rausschmeißer. Denn man würde ja erwarten, dass diese Naturreaktoren von Oclo in irgendeiner Weise für die Nachwelt bewahrt worden sind, so außergewöhnlich sie sind.
Karl Urban Aber da man sie in einem aktiven Uranbergwerk gefunden hat, wurden die Reaktoren mit der Zeit alle abgebaggert und in Kernbrennstoff verwandelt und vielleicht auch in Atombomben. Ich weiß es nicht. Bis auf diesen Reaktor von Bangumbi, der ein Stück weg liegt, von Okhlo entfernt ist, der leider sehr zersetzt ist, schon durch bis heute strömendes Grundwasser.
Karl Urban Also es gibt noch aber die Forschung ist ein bisschen erschwert auch tatsächlich. Genau, aber ansonsten war das meine Geschichte vom frühsten bekannten Kernreaktor, der über zwei Milliarden Jahre vor Enrico Fermi und dem Manhattan-Projekt ganz von selbst tief im Gestein im heutigen Westafrika abgelaufen ist.
Franziska Konitzer Ich danke dir für die Geschichte, lieber Karl.
Karl Urban Sehr gerne.
Franziska Konitzer Sehr interessant und ich hatte tatsächlich keine Ahnung. Muss ich ganz offen zugeben, ich wusste es einfach nicht. Ha!
Karl Urban Sehr schön.
Franziska Konitzer Aber ich habe freilassig mitgeschrieben, zwei Seiten.
Karl Urban Okay, dann, wir sind lang heute, dann werde ich jetzt mal ganz schnell, ganz, ganz schnell den Wecker aufziehen. Ne, ah, der tickt schon bevor, ich muss ihn erst aufziehen. So, aufziehen.
Franziska Konitzer Ja genau, richtig.
Karl Urban Ach, jetzt zittle. Also, ich habe dir vier Fragen mitgebracht und ich werde fast nicht nach Fragen, äh Zahlenfragen. Frage Nummer eins. Die erste Frage ist gleich nach einer Zahl. Wie groß muss ein Naturreaktor sein, dass es darin zu einer kritischen Kettenreaktion kommen kann.
Franziska Konitzer Größer als die mittlere Wellenlänge von freien Neutronen.
Karl Urban Ja, 70 Zentimeter.
Franziska Konitzer Das hast du nicht gesagt.
Karl Urban Doch, doch.
Franziska Konitzer Nein, hast du nicht gesagt.
Karl Urban Okay, hab ich vergessen. Vielleicht hab ich's vergessen. Welche Bedingungen müssen für einen Naturreaktor erfüllt sein?
Franziska Konitzer Oh, komm schon. Er muss eben diese Größe haben, 70 Zentimeter offensichtlich. Dann muss es Wasser geben, um die schnellen Neutronen abzubremsen. Und dann muss es letztendlich, damit das Ding nicht in die Luft fliegt, irgendwas außenrum geben, was es dann doch isoliert. Genau.
Karl Urban Eine vierte Sache ist noch, man braucht überhaupt genug Uran. Also, man braucht eine Erzlagerstätte. Nee, nee, nicht Uran-235, man braucht überhaupt Uran.
Franziska Konitzer Ja, okay, ja, gut, also du brauchst Uran und dann brauchst du ... Genau.
Karl Urban Genau. Ja. Ja, genau, das Alter, ne? Aber das kommt ja mit dem Uran. Lass ich gelten. Jetzt kommt noch eine kleine, aber ich hoffe nicht zu schwere Sammelfrage. Nenne drei wissenschaftliche Fragestellungen, die sich allein aus der Existenz von Naturreaktoren ergeben haben.
Franziska Konitzer Wieso, weshalb, warum?
Karl Urban Wieso, weshalb, warum? Okay. Achso, soll ich's auflösen?
Franziska Konitzer Ja.
Karl Urban Ich hab die Frage vielleicht auch blöd gestellt. Also Feinstrukturkonstante war sie früher, genauso wie heute.
Franziska Konitzer Achso, Ursprung des Lebens.
Karl Urban Ursprung des Lebens und vielleicht noch Wärme für frühes Leben. So in die Richtung würde ich. Und jetzt noch eine allerletzte Frage. Hättest du gegen Atomkraft demonstriert, wärst du ein Cyanobakterium vor zwei Milliarden Jahren?
Franziska Konitzer Wenn ich ein Cyanobakterium vor zwei Milliarden Jahren gewesen wäre, hätte ich von allen anderen sowieso das Maul gekriegt dafür, dass ich das große Sauerstoff-Event ausgelöst hätte.
Karl Urban Dann wäre die Atomkraft ein kleines Problem gewesen.
Franziska Konitzer Das wäre ein Kickerlitzchen dafür, dass ich die ganze Erdoberfläche mit Sauerstoff vergiftet hätte.
Karl Urban Ja, da ist was dran.
Franziska Konitzer So, mit diesem erhelligen Gedanken, würde ich sagen, haben wir es für heute, oder?
Karl Urban Aber hallo, ja.
Franziska Konitzer Dann kann ich verkünden, dass sie das war, die 78. Ausgabe von Astrogeo. Karl und ich danken allen, die unsere Arbeit unterstützen. Das sind die regelmäßigen Abonnentinnen der Riff Reporter. Und die Riff Reporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen Journalistinnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.
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Karl Urban Und zuletzt klingelt der Wecker. Ich wollte mal Mal gucken, ob jetzt wirklich alle wach sind. Zuletzt danken wir euch fürs Zuhören. Wir sagen tschüss, ad astra und Glück auf. Bis zum nächsten Mal!