Reaktor nuklir alam
Mekanisme

Reaktor nuklir alam Oklo terbentuk saat deposit mineral kaya uranium terbanjiri oleh air tanah, yang dapat berfungsi sebagai moderator untuk neutron yang terbentuk oleh fisi nuklir. Sebuah reaksi berantai nuklir terjadi, menghasilkan panas yang menyebabkan air tanah mendidih. Tanpa adanya moderator yang memperlambat neutron, reaksi melambat atau berhenti. Hal tersebut membuat reaktor tesebut memiliki koefisien reaktifitas void negatif, yang umumnya digunakan sebagai sistem keamanan pada reaktor nuklir buatan manusia. Setelah deposit mineral mendingin, air tanah kembali membanjiri deposit, dan reaksi nuklir terjadi kembali, menyelesaikan siklus penuh setiap tiga jam. Siklus ini berlanjut hingga ratusan ribu tahun, dan berakhir saat deposit kehabisan material fisi dan penumpukan racun neutron sehingga tidak bisa menjalankan reaksi nuklir. Fisi uranium umumnya menghasilkan lima isotop yang diketahui dari gas produk peluruhan xenon; kelimanya ditemukan pada sisa-sisa dari reaktor nuklir tersebut dengan konsentrasi yang beragam. Konsentrasi isotop xenon yang ditemukan di bentukan mineral yang terperangkap 2 miliar tahun kemudian, memungkinkan perhitungan interval waktu spesifik dari reaktor Oklo: sekitar 30 menit tingkat kritis dilanjut dengan 150 menit pendinginan.
Faktor utama yang membuat reaksi berantai ini mungkin adalah, pada saat reaktor ini mencapai Massa kritis 1.7 miliar tahun lalu, jumlah isotop fisil 235U pada deposit uranium alami mencapai 3.1% (sisanya adalah 238U non-fisil dan sekitar 55 ppm 235U) yang membuatnya serupa dengan jumlah yang digunakan oleh reaktor masa kini. Karena isotop ini lebih cepat meluruh daripada 238U, jumlah 235U pada deposit uranium masa kini hanyak 0.72%. Oleh karena itu, reaktor nuklir alami di Bumi tidak mungkin terjadi lagi tanpa air deuterium atau grafit.
Faktor lain yang dapat berkontribusi dalam mulainya reaktor nuklir alami Oklo adalah maraknya kondisi aerobik yang disebabkan oleh meningkatnya kadar oksigen di atmosfer Bumi sekitar 2 miliar tahun lalu. Uranium hanya dapat terlarut dalam air dengan adanya oksigen. Oleh karena itu, meningkatnya kadar oksigen di atmosfer dapat memperkenankan uranium untuk terlarut lalu terbawa oleh air tanah ke lokasi dengan konsentrasi cukup tinggi, dimana mereka akan terakumulasi, membentuk deposit kaya uranium.
Deposit uranium di Oklo adalah satu-satunya situs reaktor nuklir alami yang pernah ditemukan. Deposit uranium lainnya juga memiliki uranium yang cukup untuk mempertahankan reaksi nuklir pada saat itu. Namun sejauh yang kita tahu, kombinasi elemen-elemen seperrti kombinasi air dan uranium serta kondisi fisik yang ada di deposit Oklo sangat unik, dan hanya pernah terjadi di situs ini. Namun hal tersebut tidak menutup kemungkinan bahwa  situs-situs lainnya pernah terbentuk, tetapi sudah terganggu secara geologis berkali-kali sehingga tidak bisa dikenali, kemungkinan bahkan "mengencerkan" uranium tersebut sehingga isotopnya tidak bisa digunakan sebagai penanda. Ditambah, hanya sedikit kerak benua dan tidak ada kerak lautan sama sekali yang mencapai usia deposit Oklo, maupun usia saat ratio uranium alami dapat mempertahankan reaksi nuklir berantai dengan air sebagai moderator.