在實(shí)驗(yàn)室里制造黃金可行嗎？

當(dāng)然可以，你只需要準(zhǔn)備好核反應(yīng)堆、粒子加速器，或者干脆引發(fā)一場超新星爆發(fā)……

地球上大部分的黃金都源自外太空。

當(dāng)大質(zhì)量恒星在超新星爆發(fā)中毀滅，或與中子星發(fā)生碰撞時，它們釋放出的驚人能量將輕元素融合成金等重金屬。這些黃金原子散落在宇宙各處，被困在形成初期的地球中，并最終出現(xiàn)在地表，閃耀奪目。

圖源：space

得益于現(xiàn)代科技的“魔法”，現(xiàn)在我們可以在實(shí)驗(yàn)室里模擬這種過程，讓科學(xué)家實(shí)現(xiàn)點(diǎn)石成金。然而，這需要耗費(fèi)巨大的能量，以至于這種嘗試極度低效，作為一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)來說基本上毫無意義。

每一個金（Gold）原子中心都有一個含有79個質(zhì)子的原子核（因此其原子序數(shù)為79）。理論上，你可以去掉一個質(zhì)子變成鉑（Platinum，原子序數(shù)78），或者增加一個質(zhì)子變成汞（Mercury，原子序數(shù)80）。

鉑，圖源：Wikipedia

不過，這說起來容易做起來難。

黃金在化學(xué)性質(zhì)上幾乎是惰性的，是活性最低的化學(xué)元素之一。它高度穩(wěn)定的原子結(jié)構(gòu)能夠抵御絕大多數(shù)試圖改變它的力量。

尋找其“阿喀琉斯之踵”的方法之一是利用核反應(yīng)——即通過增加或減少質(zhì)子來改變原子核的過程。

1941年的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明，如果以正確的方式用中子轟擊汞，它會彈出一個質(zhì)子并產(chǎn)生金。雖然產(chǎn)生的是金的放射性同位素，但那確實(shí)是黃金。同樣，通過鉑的核反應(yīng)使其獲得一個質(zhì)子，也能產(chǎn)生放射性金。

另一種制造黃金的方法是在粒子加速器中干預(yù)原子。在歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對撞機(jī)中，物理學(xué)家通過讓鉛（Lead，原子序數(shù)82）原子核相互碰撞創(chuàng)造出了金。

鉛原子核之間極高能量的碰撞會產(chǎn)生夸克-膠子等離子體——這是一種熾熱且致密的物質(zhì)狀態(tài)，被認(rèn)為在大爆炸后約百萬分之一秒內(nèi)充滿了宇宙。碰撞的原子核在互不“接觸”的情況下擦肩而過，在電磁場中激起強(qiáng)烈的漣漪，剝離掉三個質(zhì)子，從而產(chǎn)生金。

與核反應(yīng)類似，這個過程對能量的要求極高，且盡管投入了海量能量，最終只能產(chǎn)生“轉(zhuǎn)瞬即逝”的微量黃金。

簡而言之，制造出價(jià)值幾美元的合成金，需要耗費(fèi)價(jià)值數(shù)百萬美元的能量和設(shè)備。對于某些方法來說，成本甚至更高。

在氯氣中通過化學(xué)傳輸反應(yīng)形成的合成金晶體。

圖源：Alchemist-hp

諾貝爾獎得主、化學(xué)家格倫·西奧多·西博格（Glenn Seaborg）曾在20世紀(jì)80年代著名的系列實(shí)驗(yàn)中，在勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室將鉍（Bismuth，原子序數(shù)83）原子轉(zhuǎn)化為金。

左：一塊鉍料斗晶體，展現(xiàn)階梯狀晶體結(jié)構(gòu)和彩虹色，這些顏色由表面氧化膜中光線干涉產(chǎn)生。

右：一塊1厘米3立方英寸的未氧化鉍金屬

圖源：Wikipedia

他利用粒子加速器用碳原子核轟擊鉍，削去了足夠多的質(zhì)子，使部分原子核蛻變成了金。

西博格的實(shí)驗(yàn)證明了可行性，但這絕對不是什么致富捷徑。據(jù)美聯(lián)社報(bào)道，西博格曾評價(jià)道：“按照這個實(shí)驗(yàn)的成本，生產(chǎn)一克黃金的造價(jià)將超過35萬億美元”

來源：iflscience

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