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黄金可以通过人工合成,为啥却没人愿意干?合成黄金很难吗?

 科普观 2022-05-26 发布于山东

黄金的价值自然不必多说,从古至今,黄金一直都是最硬的通货之一,原因自然不必多说,这是它的稀有程度决定的。尤其是在古代,开采黄金只能通过人力进行,黄金的存在也就更加稀有,它的价值也就相对更高。

为了能够得到更多黄金,古代甚至有“方士”穷极一生潜心钻研炼金术,希望能够用其它金属炼成价值更高的黄金。

当然,“方士”们不仅从未成功过,为此甚至还闹出过不少笑话。说起来,大家可能觉得古代“方士”们太天真,黄金怎么可能用其它金属炼成。

但大川今天要告诉你的是,随着科技的不断发展,现如今从理论上来说,黄金的确是可以用其它金属通过人工合成的,只是古代“方士”用错了方法,才合成不出黄金。而我们之所以很少听说人工合成黄金,这其实也跟黄金的合成方法有关,这究竟是怎么一回事呢?

如何人工合成黄金?

大川在这里就不藏着掖着了,咱们就开门见山地聊聊人工合成黄金的方法

学过化学的朋友应该都知道,我们身边的所有物质都是有最基本的原子、分子构成的,构成黄金的原子也正是金原子(Au)。

类似的还有价值同样高昂的钻石,构成它的原子则是碳原子(C),只是构成钻石的碳原子排列组合形式比较特殊,才让钻石具有了一系列特殊的物理性质。

钻石(金刚石)碳原子结构图

金原子如果再继续细分的话,可以分出79个质子、118个中子,以及79个电子,其中直接决定了金原子是金原子而非其它原子的,是它内部的79个质子。如果多一个质子,它就不是金原子而是汞原子(Hg)了。

类似的大川刚才提到的碳原子,它的质子数就只有6个,如果多一个质子,它就不是碳原子而是氮原子(N)了……

说到这里,可能有人已经想到合成黄金的原理了,那就是通过改变其它化学元素的质子数,当质子数变成79,金元素也就被合成出来了。而从理论上来说,目前的确也是有办法改变化学元素质子数的,那就是通过核聚变、核裂变以及高能粒子轰击原子核的方法。

时间回到1980年,美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员,通过高能粒子加速器,用速度接近于光速的粒子轰击质子数为83的铋原子(Bi),在高能粒子轰击的作用下,成功让其内部的4个质子脱离了出去,质子数的减少也就意味着铋原子的化学性质发生了质的变化,一跃变成了质子数只有79的金原子。这项实验的进行,成功将人工合成黄金的理论付诸了实践。

不过值得一提的是,虽然人工合成黄金是能够实现的,黄金的价值也是我们众所周知的,但却几乎听不到有人会专门去合成黄金,这究竟又是怎么一回事呢?

为何没人肯合成黄金?

说起来,可能也已经有人猜到答案了,那就是合成黄金成本太高入不敷出。

以目前的科技水平来看,我们能够实现黄金合成的途径,也只有用高能粒子轰击原子核这一种途径能做到,且不说高能粒子加速器的设备成本到底有多高,单是从原料和时间成本来看,合成黄金就只能是一个稳赔不赚的买卖。

因为虽然科学家用高能粒子轰击铋元素能得到金元素,但是高能粒子轰击的过程中,却无法做到一定恰好让4个质子从铋元素原子核中脱出,所以说,整个操作过程中的随机性太大。

再者就是实验过程需要消耗大量的能量,这些都是人工合成黄金需要考虑到的成本,考虑到黄金的价值和人工合成它的成本,也就没人会愿意去做这种赔本买卖了……

这种“不纯”的黄金比黄金更贵!

最后,大川有必要再额外给大家补充一下黄金相关的冷知识

狗头金大家应该都听说过,它的价值甚至比纯金更高。2015年的时候,曾有一位新疆牧民捡到了一块15.7斤重的狗头金,有人开价300万他都不肯卖掉。由此可见狗头金蕴含的价值到底有多大。但值得一提的是,很多人都不知道,狗头金虽然名字里有金,但它却并非纯黄金,而是掺杂了很多杂质的黄金。

那么既然如此的话,狗头金为什么还如此昂贵呢?

说起来,狗头金之所以会拥有如此高昂的价值,根本原因其实也还是由它的稀有程度决定的。狗头金往往是在富含黄金的地带,在流水的作用下,由富含黄金的矿物元素慢慢凝聚在一起形成的。

因此,在自然界要想形成一块狗头金非常困难,尤其是大个的狗头金更是要在天时地利之下,用几百甚至上千年的时间慢慢凝聚而成。因此,它的价值更主要地是体现在收藏价值上,而非它的矿物成分价值。

不仅如此,由于狗头金往往都是出现在富含黄金的地带,因此地质学家还能通过狗头金,顺藤摸瓜发现黄金矿脉,这其中的价值也就不言而喻了……

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