Hola, aquí estoy de nuevo con otro post sobre ciencia. En este caso voy a hablar de un fenómeno muy curioso que ocurrió hace unos 1800 millones de años en un yacimiento de mineral de uranio en Oklo (Gabón). Cuando se habla de fisión nuclear, se asocia este fenómeno con los reactores nucleares que generan energía eléctrica para usos civiles, o con las bombas atómicas. Es decir, que en general se considera que la fisión nuclear es algo que sólo puede ocurrir de forma artificial. Bueno, en la actualidad sí que es cierto, pero existen evidencias de que hace miles de millones de años se produjeron reacciones de fisión nuclear de forma espontánea en ciertos yacimientos de mineral de uranio, siendo el caso de Oklo el más representativo.

¿Cómo es posible que se pudieran producir reactores nucleares naturales en yacimientos de uranio hace tanto tiempo?. Para entenderlo, conviene repasar algunas nociones básicas sobre la fisión nuclear.
La fisión nuclear es un proceso en el que un núcleo de un elemento pesado (típicamente el uranio), se rompe (se fisiona) al ser alcanzado por un neutrón, generándose neutrones extra (generalmente dos o tres, que pueden ser capturados por otros núcleos pesados induciendo nuevas fisiones y dando lugar así a una reacción en cadena), dos núcleos hijos más pequeños (que corresponden a los productos de fisión, que son radiactivos y se desintegran emitiendo partículas beta) y una considerable cantidad de energía, en forma de rayos gamma y de energía cinética de los neutrones y núcleos hijos.
Este proceso se origina con neutrones lentos (también llamados térmicos) sólo en algunos núcleos pesados, de los cuales el único que existe de forma natural es el del isótopo 235 del uranio. Ahora bien, el uranio natural es una mezcla de isótopos, de los cuales el más abundante es el uranio-238, que no experimenta fisión por neutrones lentos, siendo el uranio-235 sólo un 0,7% del uranio natural. De ahí que para aumentar el porcentaje de neutrones que son capturados por otros núcleos de uranio-235 y tener así una fisión en cadena autosostenida que permita el aprovechamiento comercial de la energía de fisión, se recurre a un proceso llamado enriquecimiento, en el que se separa parte del uranio-238 del uranio natural, aumentando así el porcentaje de uranio-235.
Ahora bien, ocurre que el isótopo 235 del uranio se desintegra radioactivamente más rápidamente que el isótopo 238. En concreto, el período de semidesintegración del uranio-235 (tiempo que tarda una cierta cantidad de átomos de un nucleido radioactivo en reducirse a la mitad) es de 704 millones de años frente a 4470 millones de años del uranio-238. Esto se traduce en que, hace unos 2000 millones de años, la abundancia relativa del isótopo 235 en el uranio natural era mucho mayor que ahora, pareciéndose mucho a la del uranio enriquecido actual, lo que permitía reacciones de fisión en cadena en las que el agua actuase como moderador de neutrones.

Esto fue precisamente lo que ocurrió en el yacimiento de Oklo. El yacimiento se inundó de agua subterránea, que actuó como moderador. La reacción nuclear iniciada de forma accidental se mantuvo durante unos 500000 años, generando productos de fisión y elementos transuránicos (o actínidos), exactamente como en los reactores actuales.
Se puede encontrar más información sobre el reactor de Oklo en la wikipedia, y también aquí.