各种元素在高温高压下通过核聚变转化,那么人类的科技可以点石成金吗?
首先需要指出的是,宇宙中的金等重元素并不是由核聚变反应产生的,而是由超新星爆炸等高能量事件中的一种“中子俘获”的核反应产生的。了解了这些之后,我们再来讨论第二个问题。
人类科技能否点石成金?
在我们生活的宇宙中,无数的质子、中子、电子等微观粒子通过不同的组合形成了各种元素,而这些由它们形成的元素又经历了无数次微妙的组合,形成了我们眼中五彩缤纷的世界。下图是常见的“元素周期表”,记录了所有已知的元素。
本质上,不同的元素虽然差别很大,但都是由相同的微观粒子形成的,也就是说元素之间是可以相互转化的。那么用什么方法可以完成元素之间的转换呢?答案是核反应。
所谓核反应,是指原子核与各种粒子(如质子、中子、高能电子、光子等)相互作用而引起的各种变化。),或者原子核之间。
对于一个原子来说,原子核中质子的数量决定了它的元素类型,中子的存在是为了维持原子核的稳定。我们可以看到,只要通过核反应改变原子核中的质子数,就可以把一种元素变成另一种元素。
看到这里,相信很多人会想到一个问题,那就是既然元素之间的转化可以通过核反应来完成,那么“点石成金”的技术真的存在吗?答案是肯定的。现在让我们看看如何从核反应中产生黄金。
在元素周期表中,金是79号元素,它的元素符号是Au。也就是说,金原子的原子核里有79个质子。根据上面的介绍,如果把其他元素原子核的质子数改为79,就可以达到“点石成金”的目的。
显然,理想的目标是与78号元素铂(Pt)或80号元素汞(Hg)相比,质子数与金相同的元素。考虑到铂金和黄金一样珍贵,将铂金转换成黄金似乎并不划算,于是科学家们将目光聚焦在了汞上。
方法如下:用高能光子轰击汞核,迫使其发生“光核反应”,释放出一个质子,从而将汞转化为金。
除了汞,科学家们还发现了另一个理想的目标,那就是83号元素铋(Bi)。有些人看到这里可能会很惊讶。在周期表中,汞之后是铊(Tl)和铅(Pb),这是理想的第二目标。那么科学家为什么选择铋呢?
对于这个问题的答案,我们来看看科学家使用的方法。对于铋原子,科学家是这样做的:用高能α粒子轰击铋原子核,“敲出”4个质子。之所以一次“击中”四个质子,是因为α粒子是由两个质子和两个中子组成的。
需要指出的是,上述“点石成金”的技术并不仅仅存在于理论上。在过去的日子里,科学家们已经把它变成了现实。那么现在问题来了。既然“点石成金”的技术已经存在很久了,为什么黄金还是那么稀少?
事实上,要用上述方法从核反应中生产黄金,必须使用大量的能量,但最终得到的黄金少得可怜,这是典型的得不偿失。
所以我们可以得出一个结论,虽然人类很久以前就能“点石成金”,但是目前的方法都不可行,因为成本很高。只有当人类的科技水平达到了可以自由操控微观粒子的程度,才能大规模生产黄金,但随后黄金的价值会因为不再稀有而大幅下降。
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