Просто о сложном

Can other metals be turned into gold?

26 сентября, 21:09

Идея о превращении обычных металлов в золото веками захватывала умы алхимиков и учёных. В Средние века богатые люди пытались с помощью таинственных процедур и алхимических искусств добиться трансмутации дешёвых металлов в драгоценное золото, однако практически все эти попытки заканчивались безуспешно. Сегодня это явление известно как хризопеия, и, хоть оно считается устаревшей концепцией, современные научные достижения показывают, что превращение одних элементов в другие — не только возможно, но и подтвержденно экспериментально. Но стоит ли ждать от этого прибыли и реально ли в современных условиях получить из обычных металлов золото?

Исторический контекст и мифы о трансмутации

Зародилась идея превращения металлов в золото ещё в античности, и её основателем считается греческий философ Зосим из Панополя. В его представлении, металлы проходили стадию «созревания» — перехода от более примитивных форм к высшей, совершенной форме — золоту. Этот процесс имел духовное значение, символизируя очищение души и её достижение совершенства. В средние века концепция получила практическое направление: переработка дешёвых металлов, таких как свинец или ртуть, в ценный металл могла стать источником богатства.

«Естественные философы того времени считали, что существует процесс созревания металлов подобно созреванию плодов, и что все они в конечном итоге достигнут состояния золота».

Алхимики верили, что наличие уметь создавать «философский камень» — мистический субстанция, способная ускорить процесс превращения — было ключом к успеху. Они полагали, что все металлы содержат смесь ртути, серы и соли, и что, перемещая эти компоненты, можно освободить чистый золотоносный материал. Эти идеи основывались на тогдашних представлениях о материи и её трансформации, и большинство учёных и практиков в те времена не сомневались в их реализуемости.

Переход к науке и отказ от алхимии

К XVII–XVIII векам развитие экспериментальной науки — химии и физики — окончательно разрушило концепцию алхимической трансмутации. Новая парадигма опиралась на законы атомистики, и стало понятно, что превращение одного элемента в другой — не магия, а сложный ядерный процесс.

Современные учёные выяснили, что атом определяется количеством протонов в его ядре. Золото содержит 79 протонов, тогда как свинец — 82. Разница в три протона означает, что превращение свинца в золото — это не просто изменённая химическая реакция, а ядерное преобразование, требующее преодоления сильного ядерного взаимодействия.

Ядерные методы трансмутации

Начиная с середины XX века, учёные начали экспериментировать с ядерной трансмутацией, используя ускорители частиц. Это позволило не только подтвердить возможность превращения элементов, но и добиться первых практических результатов.

  1. Эксперимент 1941 года: ученые Гарварда использовали коллайдер для подрыва атомов ртути литием и дейтерием, что привело к образованию кратковременных радиоактивных изотопов золота. Но данный процесс был очень неэффективным и дорогостоящим — полученная в результате золото составляло менее одного миллиграмма, а стоимость эксперимента — миллионы долларов.
  2. Лоренсберклиский эксперимент 1980-х: команда Гленна Сиборга в Лоренсберкли, проводя столкновения ядер бисмута с углеродом и неоном, также зафиксировала образование золота в экспериментальных условиях. Хотя он дал подтверждение возможности ядерной трансмутации, масштабные затраты и низкий выход делают такие методы нерентабельными для производства драгоценных металлов.
  3. Работы на Большом адронном коллайдере: современные исследования здесь позволяют создавать условия, приближенные к моментам после Большого взрыва. В ходе столкновений ионизированных ядер люминий и свинца учёные фиксируют появление «крошечных» количеств золота — реже, чем одна частица на триллионной части грамма.

Возможности и ограничения современного ядреного синтеза

Фактический процесс превращения металлов в золото — это ядерная трансмутация с перестановкой протонов и нейтронов в ядре атома. Теоретически, для получения золота из другого металла потребуется «отбросить» лишние протоны или добавить недостающие, что достигается при очень высоких энергиях и в условиях экстремальной температуры — например, внутри атомных реакторов или в ускорителях.

Реальные примеры успешной трансмутации подтверждают, что это наука осуществима, однако она полностью истощает экономические ресурсы. Стоимость синтеза одного грамма золота может исчисляться миллиардами рублей, при этом произведённый объём — ничтожен по сравнению с глобальными запасами и потребностями рынка. Это делает ядерную трансмутацию золота в промышленных масштабах невозможной и нерентабельной.

Выводы и перспективы

На сегодняшний день превращение металлов в золото — это, в основном, экспериментальная область и научное подтверждение того, что такие операции возможны. Но практическое использование таких методов для получения драгоценного металла в промышленных масштабах или для наживы — маловероятно. Эксперименты требуют колоссальных затрат энергии, инфраструктуры и оборудования, а полученное золото зачастую не оправдывает затрат.

Тем не менее, исследования в области ядерной трансмутации продолжаются. Они помогают лучше понять структуру атомных ядер, процессы в космосе и возможности синтеза новых элементов. В будущих условиях развития технологий, возможно, появятся более экономичные и эффективные методы, но превращение обычных металлов в золото останется скорее научной демонстрацией, чем практическим решением.

В заключение отметим, что, несмотря на достижения современной науки, превращение металлов в золото — дело не только технически сложное, но и дорогое, и вряд ли когда-нибудь станет основой для массового производства драгоценных металлов.