Nukleares Feuer in der Tiefe
Forscher vermuten riesigen Kernreaktor im Erdinneren
Etwa 2.900 Kilometer unter der Erdoberfläche brennt das nukleare Feuer eines riesigen, natürlichen Kernreaktors. Das vermuten der Physiker Rob de Meijer von der Universität in Kapstadt und der Geochemiker Wim van Westrenen von der Freien Universität in Amsterdam. Dort unten, an der Grenze zwischen Erdkern und Erdmantel, könnten sich große Mengen Uran, Thorium und Plutonium stark genug konzentriert haben, um eine atomare Kettenreaktion in Gang zu halten, ergaben die Berechnungen der beiden Forscher.
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Natürliche Kernreaktoren sind auf der Erde bisher nur in einer Region bekannt: Vor etwa 1,7 Milliarden Jahren begann in einer Felsformation im heutigen Gabun in Afrika eine nukleare Kettenreaktion, die rund 500.000 Jahr lang andauerte. Ausgelöst wurde sie durch eine außergewöhnlich hohe Konzentration des Elements Uran im Gestein. Die Reaktion wurde durch eindringendes Wasser gesteuert – ähnlich wie bei einem künstlichen Kernreaktor, der durch Wasser moderiert wird, wie Kerntechniker sagen.
Weitaus energiereicher müsste das nukleare Feuer der Kernreaktoren sein, die Westrenen und Meijer viel weiter unter der Erdoberfläche vermuten. Nach den Berechnungen der Wissenschaftler dürften die Reaktoren dort Leistungen von rund fünf Terawatt aufweisen, was etwa der Wärmeproduktion von 5.000 Kernkraftwerken entspricht. Ein solcher Reaktor könnte sogar als eine Art Schneller Brüter arbeiten und – einmal in Gang gesetzt – seinen Brennstoff selbst herstellen.
Allerdings sind laut den Berechnungen der Forscher die Konzentrationen der spaltbaren Elemente in dieser Zone im Durchschnitt um den Faktor zwanzig zu niedrig. Doch könnten Schmelzprozesse und andere geologische Vorgänge die Materialdichte so weit erhöht haben, dass eine Reaktion in Gang gekommen ist. Für diese These sprechen zudem Untersuchungen an Edelgasen wie Helium und Xenon in Magma aus dem Erdinneren. Bei diesen wurden bisher unerklärliche Isotopenverhältnisse entdeckt, die auf Kernreaktionen zurückgehen könnten.
Ein direkter Nachweis der Kernreaktoren viele Kilometer unter der Erdoberfläche könnte ebenfalls bald möglich sein, berichtet "Nature": Bei der Reaktion werden Antineutrinos frei, die nahezu unbehelligt die Erde durchqueren können und sich nur mit speziellen Detektoren nachweisen lassen. Derzeit entwickeln Wissenschaftler Detektoren, mit denen sich auch die Richtung nachweisen lässt, aus der die Teilchen kommen. So könnte auch die Position der natürlichen Kernreaktoren bestimmt werden.
Nature, Onlinedienst, DOI 10.1038/news.2008.822
ddp/wissenschaft.de – Ulrich Dewald
