用现在的科学技术,人类能够造出黄金吗?

萤火虫儿飞2


黄金的化学性质稳定,是一种稀有的贵重金属,不仅可以制作首饰,在金融、电子产业、航天航空领域也有广泛重要的应用。古代的很多民族,就将黄金的金属属性充分利用,黄金的贵重性凸显了出来。古时候的人就希望有一天能够实现“点石成金”的梦想,人类在今天已经实现了这种梦想。

用化学的方法无法将一种元素变成另一种元素,不过可以通过核反应去改变原子核内的质子数,这样就制造出了新的元素。当人类第一次实现人工核反应的时候,就意识到人类可以实现点石成金的梦想。

金在元素周期表中排第79位,80号元素汞比金多了一个质子。可以查到的第一次真正点出黄金是1941年用中子轰击汞制造出黄金,中子轰击汞的过程中可能将原子核中的一个质子轰击了出来,同时有一些中子被俘获从而制造出了黄金。不过这个过程耗资巨大,制造出的黄金价值远远不及成本。与此类似的用各种粒子或原子核轰击其他原子核制造出黄金的方法都是得不偿失。

有没有其他的廉价生产黄金的方法?目前看还找不到理论上的可能,包括人类现在开采出来的黄金,其生产过程只能让人类望洋兴叹。

宇宙中含量最多的元素是最简单的氢,其原子核只有一个质子,一个电子和一个质子就构成了氢原子。恒星是元素制造厂,恒星可以将氢元素聚变成重的元素,最多一直到26号元素铁。铁之后的元素可以通过超新星爆发或中子星与其他天体碰撞制造出来。今天你身上金光闪闪的首饰,那就是来自遥远年代里一颗恒星留下的残骸。人类可以用这种方法制造黄金吗?


刁博


干脆点回答,能。只是得不偿失。

黄金黄灿灿的惹人喜爱,是地球形成时和天外陨石撞击带来的,地球本身自然条件不会生成,储量有限,开采困难,而且开采一点就少一点,由此得到人类的青睐。

古代人就迷恋炼金术,“点石成金”是一个人类有文明以来就存在的梦想。因为金子是财富的象征,所以大家都梦寐以求。可惜那个时代的人们根本不知道世界上的万事万物是怎么来的,因此只能劳民伤财一无所获。

现代科学洞悉了元素的奥妙,原来所有的元素不同,都是因为原子核的质子数量不同,就形成了不同的元素。所以人类就可以改变后者制造元素了,但说说容易,做起来却是极难。

人类已经有能力通过改变原子核质子的数量,使某一种元素变成另外一种元素,但要实现这种变化是需要极端条件的,这就是极端的高温和高压。

现在人类已经知道这个世界有118种元素,其中92种是在自然界发现的,26种是人工制造出来的。这些制造出来的元素都是通过核聚变的方式,有较轻元素聚变得到更重的元素。

其实人工制造的元素也是自然界应该存在的,只不过这些元素半衰期太短,在自然界就很难找到而已。因此就有了人工制造的元素。

人造元素实际上就是用某种元素的原子核作为“炮弹”来轰击另一种元素的原子核,这种“炮弹”的能量达到很高程度时,会“击穿”原子核的外壳,将自己融入到被轰击的原子核中,使原来较轻的核变成较重的核,这个新元素就诞生了。

所以迄今为止,所有的人造元素都是做加法,只能从较轻元素变成较重元素,这种方法就是核聚变。

核聚变的激发条件是很高的,一般需要上亿度的温度或者几千亿个大气压的压力。比如太阳中心的氢核聚变成氦核,就是在3000亿个大气压的压力下进行的,相比之下,太阳中心1500万度的温度完全不足以维系这种聚变的持续性。

在地球上,人类目前还没有办法制造类似太阳中心的压力,所以核聚变就只能用提高温度的办法解决。但有什么样的容器才能容纳这么高的温度呢?这就是很大的难点。现在世界上可控核聚变主要的实验装置叫做全超导托卡马克,采用的是磁力约束。

而人造元素一般都是在对撞机中制造出来的,将一个粒子加速到接近光速,轰击某个原子核,会产生亿度以上的高温和惊人的高压,使两个原子核发生融合反应,就是核聚变。比如用硼(原子序数为5)轰击锎(原子序数为98),就得到了103号元素铹;用铬(原子系数为24)轰击铅(原子序数为82),得到106号元素喜(有金字偏旁)。

这些自然界没有得到的元素就是通过这种方法制造出来的,都是极其微量的,而且即使制造出几个原子都是花了巨量的能源和财力,所以是天价成本。

既然能够制造出这些比金重很多的元素,当然也就可以制造出金元素了。

古代中外的炼金术师们一直梦想着用汞等较便宜的元素,甚至用石头能够“点石成金”,可惜它们只是凭想象认为物质可以相互转换,太上老君几千度的炼丹炉就能够做到,其实远远不够。

这是因为他们没有了解物质变化的根本,当然无法成功。核力是强力,是世界上最强的力,是这个宇宙四大基本力之一,要使一个原子核分裂或者融合需要超高的温度或者超强的压力,古代人怎么可能达到呢?

现代人洞悉了物质的奥妙,又得到了爱因斯坦质能方程这个开启质量和能源转换的金钥匙,“点石成金”的欲望又开始跃跃欲试。

网络上流传着一种所谓“慢中子技术”用汞制造黄金的说法,说是美国班布里奇博士运(这种技术,把比金原子序数大1的汞(水银)变成了金。时空通讯没有查到这种方法的详细资料,但用水银变金子倒很有些古代炼丹术的风范。这种方法是做减法,应该是核裂变的方法吧。

真正有较详细记载的是1980年美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员,在高能加速器里,用接近光速的铋原子核轰击铋原子核(原子系数为83),结果有4个质子破核而出,剩下了79个质子,这个铋就摇身一变成了金原子了。

这些“点石成金”的方法都要在特殊设备条件下,耗费巨大的能源核才能获得原子级的黄金,因此如此得来的微量黄金都是天价的。

还有一个传言说1994年日本一些科学家通过实验,用5000万电子伏特的伽马射线照射水银70天,得到了几十公斤黄金和一百多公斤白金,成本达到每克1500美元,比市场金价高几十倍。

但这种方法制造的黄金比核聚变生成的黄金要便宜多了,是否当真,时空通讯无法证实。

所以人类虽然洞悉了物质转换的奥妙,但要实现这种转换在现阶段还是需要付出巨大代价。

最后再说一句,人类能够制造出黄金,但成本很高得不偿失。

时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题,欢迎大家共同探讨。


时空通讯


答:理论上是可以做到的,但是付出的成本,将远远高于黄金本身的价值,比如汞的同位素Hg-197,通过β衰变就可以转变为稳定的金-197。


元素周期表中的1~118号元素,都已经被人类发现或者制造出来,金元素(Au)是第79号元素,其中Au-197是金的稳定同位素,其余金的同位素都是不稳定的。

如果某种化合物中含有金元素,那么通过一定的物理化学方法,就一定能把金元素提取出来,但是这并没有实现真正意义的“点石为金”,因为化学反应并不会改变原子的内部结构。


在核反应中,理论上我们有不止一种办法,能把一种原子转变为另外一种原子,比如下面:

(1)核聚变;

(2)核裂变;

(3)原子衰变;

金元素属于重元素,难以用核聚变的方式得到,所以办法(1)可以排除;在核物理中,可以利用氦核撞击某些重元素的原子核,将有几率使原子发生裂变,然后得到金的同位素。

不过科学家发现,这种办法得到的金元素都是不稳定的,会继续衰变为其他元素,无法得到稳定的金-197。


能得到稳定金元素的办法,是使用80号汞的同位素Hg-197,Hg-197的半衰期为2.7天,然后通过β衰变释放一个高能电子,转变为稳定的金-197,但Hg-197本身就是贵重物质。

即便能找到通过高能粒子撞击合成稳定金元素的方法,其效率也是非常低的,生成的金元素将以原子个数来计数,哪怕对撞机连续工作1万年,也得不到1克的黄金,但是运行对撞机的成本,可是一个天文数字。


我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


依现在人类的科技,人造黄金应当不是难事儿,但是我认为,还是不造黄金为好。为什么?一是现在人类开采各种金属和非金属矿藏,把地球诞生以来,几十亿年各类元素在地球的平衡都打破了,造成空气、水污染已是不争的事实;二是人造黄金不可能凭空而造,至少也需要空气和水吧,也需要地球上的一些元素吧?三是人类需要那么多黄金干什么,用于货币保值么?还是用于人类的贪得无厌?"金玉珠宝,饥不可食,寒不可衣"。中国古人已知不是人之必须,已过了千年之后的文明社会,尚不悉此大道理么?


老林子28



用现在的科学技术,人类能够造出黄金吗?目前来看难,重金属的制造所需的洪荒之力是人类难以企及的。


对金属的使用,从人类处于蒙昧时代已经开始。最开始是直接从自然拾取纯的金属块,稍加加工即用于切割工具或者佩戴饰物。稍后逐渐学会金属冶炼和提纯,把金属元素从矿石中通过矿物筛选和还原反应把金属元素从其化合物中提取出来。再之后学会其他微量元素的配比添加,得到具有某些特殊属性的特种金属材料。


这里说的“创造黄金”,并不是金属的冶炼,而是人类把一种元素转化成另一种元素。目前,人类已经掌握的元素间的转换有核裂变和核聚变等核反应手段,它们分别利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式和氘或氚等轻原子核的热核反应的原理。大家所期望的“点石成金”还停留在幻想层面。



天文学研究发现地球上所存的各种元素都来源于宇宙大爆炸和恒星演化过程。换句话说,我们都是宇宙的星尘。比如地球上存量不多但宇宙中最丰富的元素(氢和氦)就是在宇宙大爆炸时产生。一颗恒星的生命就从氢和氦开始,在随后的演化过程中,随着核聚变反应,更重元素得以生成。直到生成包含26个质子的铁元素,之后就会终止。因为铁元素的核子结合能到达了一个顶峰,把铁元素原子核中质子和中子拆开需要极高的能量,恒心内部这个“炼金炉”并不能满足。而元素周期表之后更重的元素由超行星爆发和其他更剧烈的过程产生,比如在2017年观测到双中子星并合事件就一次甩出重达300个地球的黄金。



南极观星人


在水银加入高电压旋转就会生成黄金,这也是德国最早研究逆向工程制造飞碟时发现的秘密之一


阿福171601307


中子状态进入汞的中心,和汞的质子平衡,释放氦的能量,留下黄金,你需要多少?仅此而已


老猫猫咯


能。已经成功了。那么为什么不大批量生产。因为成本高,比开采的还贵。


看穿过去和未来


黄金是世界的规则所化,当所有人都信我的时候,我便立地成金,吐字为玉,呵呵


爺凄美


古代有炼丹师,用练丹术(这里指冶炼金属)将铅炼成象金子一样的同位素固体,也就是所说的仿金。铅炼成的仿金与真金子化学和物理特征几乎完全一样。


分享到:


相關文章: