鉛のような卑金属を金に変換することは確かに可能ですが、そこから多くの金は得られません!
一晩で金持ちになることを夢見たことがありますか?では、鉛などの他の金属から金を作ることができたらどうでしょうか?
それが中世の錬金術師が達成しようとしていたことです。彼らの標的は、「賢者の石」、「エリクサー」、「チンキ剤」など、多くの名前で呼ばれる物質であり、不死、若さ、すべての病気からの慈悲、そしてそれを所有する人々に計り知れない富を与えることができます.エリクサーは、鉛などのあらゆる卑金属を、きらめく金の貴重な一片に変えることができました。ある要素を別の要素に変換することを変換と呼びます .
エリクサーは伝説的なものであり、通常の化学反応では元素を別の元素に変えることはできないため、錬金術師は鉛を真に金に変換することはできませんでした.
錬金術師は中世にいくつかの疑わしいものを考えていました.
しかし、現代世界の科学者は、化学に関する知識を増やし、優れたツールを使用して、この化学的偉業を成し遂げることができるでしょうか?
要素とは?
鉛を金に変えるということは、ある元素を別の元素に変えることを意味します。各元素は、陽子の数 (原子番号 と呼ばれる) によって定義されます ) と中性子 (陽子 + 中性子 =質量数) ) その核を構成するもの;電子の数は、元素のアイデンティティーにとってそれほど重要ではありません。
鉛の原子番号は 82 (原子核に 82 個の陽子) ですが、金の原子番号は 79 です。
ある元素を別の元素に変えるには、核内の陽子の数を変える必要があります。
原子核内の中性子の数を (陽子の数を一定に保ちながら) 変化させると、同位体 と呼ばれる、同じ元素の異なるフレーバーが生じます。 .鉛には 4 つの天然同位体と、研究室で作成された多数の同位体があります。
元素の組成の説明。 (写真提供:Tom29739/Wikimedia commons)
ある要素を別の要素に変換する
これらの亜原子粒子は、核を安定に保つ強力な核力によって結合されています。これらの力を克服しようとすると、膨大な量のエネルギーが必要になります.
原子核から亜原子粒子を取り除くことは、魂が純粋でなければ、トールのハンマー、ミョルニルを持ち上げようとするようなものです。亜原子粒子を追加することは、同じ極の磁石を強制的に接触させようとするようなものです.
これらのアクションは両方とも、その過程で途方もない量のエネルギーを放出します。
しかし、核の組成を変えることに成功したらどうなるでしょうか?残念ながら、これは要素内の力の平衡を乱すことにより、要素にアイデンティティの危機をもたらします.要素は、放射性崩壊で起こるように、より安定した状態を達成するために亜原子粒子をくしゃみ出し始めます.
放射能による変換
非常に大きな原子核を持つ原子は、そのサイズを処理できず、不安定になります。陽子と中性子 (アルファ)、電子 (ベータ)、電磁放射線 (ガンマ線) を放出することで、余分な重量を減らします。
周期表でビスマスに続くほとんどの元素は放射性です。
放射性崩壊は、金を生産するための優れた方法ではありません。まず、放射性元素は、より一般的な元素に崩壊するのに数年または数千年ではないにしても、数か月かかります。ラジウム 226 は、それ自体の半分が崩壊するのに 1600 年かかります。第二に、放射能放出は癌や甲状腺の問題などの病気を引き起こす可能性があります.
第三に、ウラン、トリウム、ラジウムはすべて、崩壊が終わった後、最終的に鉛に変わります。鉛は安定しており、それ以上崩壊することはありません。金の陽子が鉛より 3 つ少ないことを考えると、これは悲しいことです。
原子炉での核変換
放射能が排除された場合、鉛を金に変換するために他にどのような方法を使用できますか?いくつかのオプションがあります。
鉛は金よりも陽子が 3 つ多いため、金を作るために鉛を使用することは優れた戦略ではありません。水銀 (金よりも陽子が 1 つ多い) またはプラチナ (金よりも陽子が 1 つ少ない) を使用することをお勧めします。
卑金属を金に変換する最初の実験は 1924 年に行われました。これとは別に、日本の研究者 Nagoaka とドイツの Miethe と Stammreich は、水銀を高電流にさらすことによって水銀を金に変換しました。そのような実験を行った後の研究者は否定的な結果を達成し、これらの発見を論争に投げ込みました.したがって、水銀を感電死させることは答えではないかもしれません.
もう 1 つのオプションは、陽子や中性子などの亜原子粒子を水銀またはプラチナに衝突させることです。 1941 年、研究者は水銀に高速中性子を照射し、金属を金とプラチナに変換しました。 1936 年、研究者はプラチナに重陽子 (陽子と中性子を含む原子核; 重水素原子核) を衝突させ、その結果、放射性プラチナ同位体が金に崩壊しました。
使用する必要のある大量の鉛の在庫がある場合、1996 年の実験では、鉛を 600 MeV の陽子にさらした後に金が見つかりました。
いくらのゴールドを作ることができますか?
金を作って金持ちになることを空想し始めたら、私があなたの夢をつぶしてみましょう。
まず、金の大部分は放射性であり、おそらく崩壊するでしょう。残念ながら、放射性金を通常の金に変換する化学的方法はありません.
第二に、これらすべての実験で得られた金の量は 1 mg 未満でした。多くの場合、金は微量しか検出されませんでした。ある記述によると、Miethe と Stammreich が入手した金は 1 ドルの価値しかありませんでしたが、作るのに 60,000 ドルかかりました!そのような実験から使用可能な金を得るまでに、あなたは非常に借金を抱えているでしょう.
人工的に変換された金は通常、放射性です。
これらの実験を行った研究者は、実際に金で大金を稼ぐこととは対照的に、原子とその亜原子粒子の挙動に関心がありました。これらの研究者の何人かがお金に興味を持っていたとしても、実際に役立つもの (無限で持続可能なエネルギー源など) を発見することでお金持ちになる可能性が高いでしょう。
最後の言葉
科学者たちは、変換技術を使用して新しい要素を作成しました。プロメチウム、テクネチウム、およびランタニド系列とアクチニド系列の多くの元素などの元素は人工です。 2020 年、研究者は、亜鉛原子をビスマス原子で粉砕することにより、原子番号 113 の新しい元素を作成したと報告しました。このプロジェクトに取り組んでいる研究者の 1 人は、3 の元素を作るのに 40 億回以上の衝突が必要だったと報告しています。
基本的に、鉛から金を作れなくても誰が気にしますか?科学者たちはさらにクールなプロジェクトに取り組んでいます。願わくば、その一部が私たち全員に利益をもたらすことを願っています!
