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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-射线照射70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 。
【人类有合成黄金的技术,但为什么还要满地球找,而不人工制造呢?】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 。
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