Contribution à l'étude de la température dans les réacteurs fossiles d'Oklo par la mesure du rapport isotopique du lutétium

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Jan 1981

adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1981e%26psl..52...76h&link_type=abstract

Earth and Planetary Science Letters, Volume 52, Issue 1, p. 76-84.

Physics

5

Scientific paper

La mesure du rapport 176Lu/175Lu du lutétium, présent dans les zones de la minéralisation d'Oklo où ont été identifiées des réactions nucléaires, peut permettre d'accéder à la température moyenne d'équilibre des neutrons à l'époque de ces réactions en effet, l'isotope 176Lu présente une section efficace effective de capture pour les neutrons particulièrement sensible à la température. Après avoir développé un modèle de calcul simple permettant de remonter à la température, on présente les résultats obtenus sur sept échantillons prélevés dans trois zones de réaction: Six d'entre eux fournissent une valeur moyenne d'environ 280 +/- 50°C pour des flux de neutrons intégrés τ variant de 0,06 à 6 × 1020 n/cm2, avec 176Lu/175Lu variant de 0,0254 à 0,0054.
Un échantillon s'écarte notablement de cette moyenne: T > 1000°C τ = 4,4 × 1021 n/cm2 et 176Lu/175Lu = 0,0032. La validité de ces résultats dépend étroitement de la stabilité relative de l'uranium et des terres rares pendant et après les réactions nucléaires on a pu constater ainsi, que les deux échantillons qui fournissent les indications de températures les plus élevées, présentent un enrichissement surprenant en terres rares lourdes.
The measurement of the 176Lu/175Lu ratio in the Oklo uranium ore zones where nuclear reactions have been identified, can be related to the average equilibrium temperature of the neutrons at the time of the nuclear reactions; indeed, the effective neutron capture cross section of the isotope 176Lu is particularly sensitive to temperature. A simple model has been developed to calculate the temperature. The results obtained on seven samples from three reactor zones are presented. From six samples an average value of 280 +/- 50°C is obtained, the corresponding integrated neutron flux τ varies from 0.06 × 1020 to 6 × 1020 n/cm2 and 176Lu/175Lu from 0.0254 to 0.0054. From one sample a very high temperature is obtained: T > 1000°C, τ = 4.4 × 1020 n/cm2, 176Lu/175Lu = 0.0032. The validity of this result is sharply dependent on the relative stability of uranium and the rare earths during and after the nuclear reactions; so, it can be noticed that the two samples giving the highest temperatures present a surprisingly high enrichment in heavy rare earth elements.

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