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人类有合成黄金的技术 但为什么还要满地球找

admin 人造钻石 2020年12月07日

  大家都知道,我们这个世界通用货币是黄金,其他美元、欧元、人民币只是货币的符号而已。更何况黄金不仅仅是货币,而且黄金作为贵金属,还其他多种功能,为什么人们不合成黄金,而要花费大精力去勘探、开采黄金呢?

  金是一种元素,化学符号是Au,原子序数79。目前世界上已经发现的118个元素,其中自然界存在的有94种,这些元素是由原子核中质子数决定的。我们都知道 ,质子数决定元素的种类,最外层电子决定元素的化学性质,而原子的结构则决定物质的种类。比如说,钻石和石墨原子都具有相同质子数,所以它们同属碳元素,但是因为钻石和石墨的原子结构不一样,从而在宏观上面呈现出完全不一样的物质形态。

  因此,理论上要造黄金,只要想办法将一个元素的原子质子数变为79个就可以了,看起来是不是很简单的样子?但是做起来可不是一件简单的事情,甚至对于目前人类的技术,是一件极为困难的事情。

  黄金是一种惰性的金属,所以化学性质极为稳定,只有在极高温度和极高压力下才可能产生。现在主流观点认为,宇宙中的黄金都是来源于中子星的合并以及超新星爆发过程产生的,只要在这种级别下的温度和压力才能产生金元素,就连恒星的核聚变都只能产生到铁元素。我们太阳目前只能产生氦元素,换句话说,太阳还是初级核聚变。

  原子是由原子核和电子构成,其中原子核集中了原子的绝大部分质量,电子在外面外绕着原子核高速运动,就好比我们太阳系的行星围绕太阳转动一样。在宇宙大爆炸后,形成各种元素过程中,先是产生原子核小的元素,比如氢元素,这也是为什么氢是宇宙中最多的元素。后来经过各种核聚变(如恒星发光发热),才慢慢产生各种原子核大的元素,同时也产生各种化合物。在恒星燃烧殆尽演变的超新星爆发、中子星合并等大爆炸过程,产生重原子核元素并被抛射到宇宙各处,从而形成各种固态天体。

  那么人工可以创造这种条件用于合成黄金吗?答案是可以的,实际上,已经有人这么做了。他们使用超高速的质子 、中子等“粒子”作为炮弹去轰击原子核 ,让其原子重新形成新的物质。比如说美国,在1941年的时候就就实现这一科技 ,使得人类数千年来的“点石成金”梦想变成了现实 。美国哈佛大学的班布里奇博士及其助手 ,在实验室中利用 “慢中子技术 ”成功地将比金原子序数大1的汞变成了金。1980年 ,美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员 ,通过将铋置入高能加速器中,用近乎光速的粒子去轰击铋的原子核,将铋原子核中的4个质子“轰出”原子核,改变原子核结构,从而实现了将83 号元素铋转变成了黄金。 用类似的方法 ,他们把82号元素铅也变成了金。

  理论上人类确实掌握了“制造黄金”的技术了,但是先别高兴太早,以上这些只是粒子级别的。而且使用对撞机撞出的质子随机性很大,制成黄金几率很小,一台电子对撞机要制造一克黄金,估计得数百万年以上。不要说世界上有多少对撞机、加速器,就是有,用脚趾头想想也知道在经济上也极为不划算。

  网上有一个传言,说日本一个科学家将半径为50厘米,厚12厘米,重1.34吨的水银,经过50e6电子伏的γ-射线天后,再经过六年时间的冷却,得到74公斤的黄金和180公斤的原子序为78的铂。但是这条消息没有经过证实,而且也找不到出处,造谣的可能性太大。

  可能有人问,钻石可以人工制造,而黄金为什么不可以?其中一个主要原因就是无论使用高温高压合成法(种晶触媒法)所用石墨或者化学气相沉积法所用甲烷,它们的原材料所需元素都是C(碳),与钻石的元素一样。因此在人工制造钻石过程中并没有改变原子核内质子数,只需要改变原子的结构,相对改变原子核质子数来说,要简单得多。

  综上所述,人类为什么不制造黄金,一来是技术难度太高,目前还无法批量生产;二是成本太高。另外,还有一种观点认为是没有必要,黄金可以批量制造了,那还值钱吗?这就是为什么我们现在没有大规模的开始人工制造黄金,而还要满地球的找黄金的原因。

  即使人类有一天真的可以大规模合成黄金了,你觉得会去这么干吗?毕竟物理上的规律是单纯的,但扯上人类后,就变复杂了。


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