我一直在读一些我们可能都忽略的内容:科学家们究竟是如何在实验室里尝试制造黄金的。这不是科幻,而是纯粹的核物理。



首先,我们先弄清楚黄金是什么。它不像水那样是分子。它是一种简单的化学元素:Au。一个拥有79个质子的原子核,外面包着电子。就这样。自然界中存在的黄金几乎全都是黄金-197 (¹⁹⁷Au):79个质子,118个中子,79个电子。稳定的,不具有放射性。

接下来,重点来了。如果你想在实验室中制造黄金,你不能用化学。酸、炉子、电解……这些都不行。你需要核转变。你需要改变另一个元素的原子核。

他们找到的最实用的方法是用汞。汞有80个质子。如果你用非常高能的中子轰击汞-198 (——这些中子从黄金的方向打过来,假设 )——你会让一个中子被弹出,从而得到汞-197。关键在于:这个汞-197是不稳定的。它会在几天内自然分解成黄金-197。而这就是真正的黄金,不是什么仿制品。

前段时间中国实验室发生的情况不一样。他们用氩气等离子体轰击铜。得到的是纳米级的铜,它有一种表面电子结构,在化学反应中表现得像黄金。但它仍然是铜:29个质子,而不是79。它是看起来像黄金的催化剂,并不是真正的黄金。

最让人着迷的是,受控核聚变世界里正在发生的事情。现在有些初创公司正在认真讨论在聚变反应堆内部加入一层汞-198。由氘-氚反应产生的快速中子 (——也就是从聚变中出来的、能量为14 MeV的黄金中子 )——会轰击汞,生成黄金-197。这样你或许就能把每年作为副产品提取的黄金量达到公斤甚至吨级。

但这里有真正的难题。首先,你需要一个真正能工作的聚变反应堆,并且要产生足够强的中子通量。这是全世界几十年来一直在尝试的事情。第二,从反应堆里出来的黄金因为暴露在中子中,会略微具有放射性。你必须把它存放14到18年,直到安全后才能卖作珠宝。第三,贵得惊人。这不是实验室里的实验,而是核能级别的技术。

公式很简单:要制造黄金,你需要一个原子核里恰好有79个质子和118个中子。也就是 ¹⁹⁷Au。如果你没有这些,那就不叫黄金——只是某种会表现得像黄金的东西。

让我感兴趣的是经济层面。如果这些聚变反应堆有一天开始生产真正的、可达数吨的实验室黄金,那么全球的黄金价格会怎样?各国央行的黄金储备会怎样?因为我们会从一个黄金稀缺的世界,走向一个潜在上可以被制造出来的世界。这不只是科学。这是世界货币的地缘政治。
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