بيت كلمات شكر تمت زراعة الذهب في المختبر لأول مرة في العالم. هل من الممكن صنع الذهب بيديك في المنزل؟ الذهب المنتج في مفاعل نووي

تمت زراعة الذهب في المختبر لأول مرة في العالم. هل من الممكن صنع الذهب بيديك في المنزل؟ الذهب المنتج في مفاعل نووي

الذهب المنتج في مفاعل نووي

وفي عام 1935، تمكن الفيزيائي الأمريكي آرثر ديمبستر من إجراء ذلك التحديد الطيفي الشامل للنظائرالموجودة في اليورانيوم الطبيعي. خلال التجارب، درس ديمبستر أيضًا التركيب النظائري للذهب واكتشف نظيرًا واحدًا فقط - الذهب 197. ولم يكن هناك ما يشير إلى وجود الذهب 199. افترض بعض العلماء أنه لا بد من وجود نظير ثقيل للذهب، حيث تم تخصيص كتلة ذرية نسبية للذهب في ذلك الوقت تبلغ 197.2. ومع ذلك، الذهب هو عنصر أحادي النظائر. لذلك، يجب على أولئك الذين يرغبون في الحصول على هذا المعدن النبيل المرغوب فيه بشكل مصطنع أن يوجهوا كل جهودهم نحو تخليق النظير المستقر الوحيد - الذهب -197.

لطالما أثارت أخبار التجارب الناجحة في إنتاج الذهب الاصطناعي القلق في الأوساط المالية والحاكمة. لقد كان الأمر كذلك في أيام الحكام الرومان، ويظل كذلك الآن. لذلك، ليس من المستغرب أن تقريرًا جافًا عن الأبحاث التي أجرتها مجموعة البروفيسور ديمبستر في المختبر الوطني في شيكاغو قد أثار مؤخرًا ضجة في العالم المالي الرأسمالي: في مفاعل نووي، يمكنك الحصول على الذهب من الزئبق! هذه هي الحالة الأحدث والأكثر إقناعًا للتحول الكيميائي.

بدأ هذا في عام 1940، عندما بدأت بعض مختبرات الفيزياء النووية في قصف العناصر المجاورة للذهب - الزئبق والبلاتين - بالنيوترونات السريعة التي تم الحصول عليها باستخدام السيكلوترون. في اجتماع للفيزيائيين الأمريكيين في ناشفيل في أبريل 1941، أفاد أ. شير وك. ت. بينبريدج من جامعة هارفارد عن النتائج الناجحة لمثل هذه التجارب. لقد أرسلوا ديوترونات متسارعة إلى هدف الليثيوم وحصلوا على تيار من النيوترونات السريعة، والتي تم استخدامها لقصف نوى الزئبق. نتيجة للتحول النووي تم الحصول على الذهب!

ثلاثة نظائر جديدة ذات أعداد كتلية 198 و199 و200. إلا أن هذه النظائر لم تكن مستقرة مثل النظير الطبيعي الذهب-197. ومن خلال إصدار أشعة بيتا، عادت بعد بضع ساعات أو أيام إلى نظائر الزئبق المستقرة ذات الأعداد الكتلية 198 و199 و200. ونتيجة لذلك، لم يكن لدى أتباع الكيمياء المعاصرين أي سبب للابتهاج. فالذهب الذي يتحول إلى زئبق لا قيمة له: فهو ذهب مخادع. ومع ذلك، ابتهج العلماء بالتحول الناجح للعناصر. لقد تمكنوا من توسيع معرفتهم بالنظائر الاصطناعية للذهب.

أساس "التحويل" الذي قام به شير وبينبريدج هو ما يسمى ( ن, ص) -التفاعل: تمتص نواة ذرة الزئبق نيوتروناً نيتحول إلى نظير الذهب ويطلق بروتونًا ر.

يحتوي الزئبق الطبيعي على سبعة نظائر بكميات مختلفة: 196 (0.146%)، 198 (10.02%)، 199 (16.84%)، 200 (23.13%)، 201 (13.22%)، 202 (29.80%)، 204 (6.85%). %). وبما أن شير وباينبريدج عثرا على نظائر للذهب بأعداد كتلية 198 و199 و200، فيجب الافتراض أن الأخير نشأ من نظائر الزئبق ذات الأعداد الكتلية نفسها. على سبيل المثال:

198 زئبق+ ن= 198 الاتحاد الأفريقي + ر

يبدو أن هذا الافتراض له ما يبرره - فبعد كل شيء، نظائر الزئبق هذه شائعة جدًا.

يتم تحديد احتمال حدوث أي تفاعل نووي في المقام الأول من خلال ما يسمى المقطع العرضي الفعالالنواة الذرية بالنسبة إلى الجسيم القاذف المقابل لها. لذلك، حاول المتعاونون مع البروفيسور ديمبستر، الفيزيائيون إنجرام وهيس وهايدن، تحديد المقطع العرضي الفعال بدقة لالتقاط النيوترونات بواسطة نظائر الزئبق الطبيعية. في مارس 1947، تمكنوا من إثبات أن النظائر ذات الأعداد الكتلية 196 و199 تمتلك أكبر مقطع عرضي لالتقاط النيوترونات، وبالتالي لديها أكبر احتمال للتحول إلى ذهب. "كمنتج ثانوي" لأبحاثهم التجريبية، حصلوا على... الذهب! بالضبط 35 ميكروغرام، يتم الحصول عليها من 100 ملغ من الزئبق بعد التشعيع بالنيوترونات المعتدلة في مفاعل نووي. وهذا يصل إلى عائد قدره 0.035%، ومع ذلك، إذا كانت كمية الذهب التي تم العثور عليها تعزى فقط إلى الزئبق 196، فسيتم الحصول على عائد قوي بنسبة 24%، حيث أن الذهب 197 يتكون فقط من نظير الزئبق مع العدد الكتلي 196

مع النيوترونات السريعة تحدث غالبًا ( ن, ر) ردود الفعل، ومع النيوترونات البطيئة - بشكل رئيسي ( ن، γ)- التحولات. تم تشكيل الذهب الذي اكتشفه موظفو ديمبستر على النحو التالي:

196 زئبق+ ن= 197 زئبق* + γ
197 زئبق* + ه- = 197 Au

ويتحول الزئبق-197 غير المستقر الناتج عن عملية (n,γ) إلى ذهب-197 مستقر نتيجة لذلك ك-التقاط (الإلكترون من ك- قذائف من ذراتها).

وهكذا قام إنجرام وهيس وهايدن بتصنيع كميات كبيرة من الذهب الاصطناعي في مفاعل ذري! على الرغم من ذلك، فإن "توليف الذهب" الخاص بهم لم يزعج أحداً، حيث أن العلماء الذين تابعوا بعناية المنشورات في مجلة Physical Review هم من علموا بذلك. كان التقرير مختصرًا وربما لم يكن مثيرًا للاهتمام بدرجة كافية بالنسبة للكثيرين نظرًا لعنوانه الذي لا معنى له: "المقاطع العرضية للنيوترونات لنظائر الزئبق" ( التقاط النيوترونات الفعالة عبر المقاطع العرضية لنظائر الزئبق).
ومع ذلك، من المحتمل أنه بعد عامين، في عام 1949، التقط صحفي متحمس للغاية هذه الرسالة العلمية البحتة، وبطريقة بصوت عال على غرار السوق، أعلن في الصحافة العالمية عن إنتاج الذهب في مفاعل نووي. وعلى إثر ذلك حدث ارتباك كبير في فرنسا عند تسعير الذهب في البورصة. ويبدو أن الأحداث كانت تتطور تماماً كما تصورها رودولف داومان، الذي تنبأ بـ«نهاية الذهب» في روايته الخيالية العلمية.

ومع ذلك، فإن الذهب الاصطناعي المنتج في مفاعل نووي جعل نفسه ينتظر. لم يكن من الممكن أن تغمر أسواق العالم. بالمناسبة، لم يكن لدى البروفيسور ديمبستر أدنى شك في هذا الأمر. وتدريجيا، هدأت سوق رأس المال الفرنسية مرة أخرى. وليس هذا أقل ما يميز مجلة "أتومز" الفرنسية التي نشرت مقالا في عدد يناير 1950 بعنوان: "تحويل الزئبق في أو" (La transmutation du mercure en or) تحويل الزئبق إلى ذهب).

ورغم أن المجلة اعترفت من حيث المبدأ بإمكانية إنتاج الذهب من الزئبق باستخدام التفاعل النووي، إلا أنها أكدت لقراءها ما يلي: إن سعر مثل هذا المعدن النبيل الاصطناعي سيكون أعلى بكثير من الذهب الطبيعي المستخرج من أفقر خامات الذهب!

لم يتمكن موظفو ديمبستر من حرمان أنفسهم من متعة الحصول على كمية معينة من هذا الذهب الاصطناعي في المفاعل. ومنذ ذلك الحين، أصبح هذا المعرض الصغير الغريب يزين متحف شيكاغو للعلوم والصناعة. وهذه الندرة - وهي دليل على فن "الكيميائيين" في العصر الذري - كان من الممكن أن تحظى بالإعجاب أثناء مؤتمر جنيف في أغسطس 1955.

من وجهة نظر الفيزياء النووية، من الممكن إجراء العديد من عمليات تحويل الذرات إلى ذهب. وسنكشف أخيرًا سر حجر الفيلسوف ونخبرك بكيفية صنع الذهب. دعونا نؤكد أن الطريقة الوحيدة الممكنة هي تحويل النوى. جميع الوصفات الأخرى للكيمياء الكلاسيكية التي وصلت إلينا لا قيمة لها، فهي تؤدي فقط إلى الخداع.

يمكن إنتاج الذهب المستقر، 197Au، عن طريق التحلل الإشعاعي لنظائر معينة من العناصر المجاورة. وهذا ما تعلمناه من خلال ما يسمى بالخريطة النووية، التي تعرض جميع النظائر المعروفة والاتجاهات المحتملة لاضمحلالها. وهكذا، يتكون الذهب-197 من الزئبق-197، الذي تنبعث منه أشعة بيتا، أو من هذا الزئبق عن طريق التقاط K. سيكون من الممكن أيضًا صنع الذهب من الثاليوم 201 إذا أطلق هذا النظير أشعة ألفا. ومع ذلك، لم يلاحظ هذا. كيف يمكن الحصول على نظير الزئبق ذو العدد الكتلي 197 وهو غير موجود في الطبيعة؟ من الناحية النظرية البحتة، يمكن الحصول عليها من الثاليوم 197، والأخير من الرصاص 197. وتتحول كلتا النويدتين تلقائيًا إلى الزئبق 197 والثاليوم 197، على التوالي، مع التقاط إلكترون. ومن الناحية العملية، ستكون هذه هي الإمكانية الوحيدة، وإن كانت نظرية، لصنع الذهب من الرصاص. ومع ذلك، فإن الرصاص 197 هو أيضًا مجرد نظير اصطناعي، والذي يجب الحصول عليه أولاً عن طريق التفاعل النووي. لن يعمل مع الرصاص الطبيعي.

كما يتم الحصول على نظائر البلاتين 197Pt والزئبق 197Hg فقط عن طريق التحولات النووية. فقط التفاعلات المعتمدة على النظائر الطبيعية هي الممكنة حقًا. فقط 196 زئبق، 198 زئبق و194 بت مناسبة كمواد أولية لهذا الغرض. يمكن قصف هذه النظائر بالنيوترونات المتسارعة أو جسيمات ألفا لإنتاج التفاعلات التالية:

196 زئبق+ ن= 197 زئبق* + γ
198 زئبق+ ن= 197 زئبق* + 2ن
194 قرش + 4 هو = 197 زئبق* + ن

وبنفس النجاح يمكن الحصول على نظير البلاتين المطلوب من 194 نقطة بواسطة ( ن، γ) - التحول إما من 200 زئبق بواسطة ( ن، α) - العملية. وفي الوقت نفسه، بالطبع، يجب ألا ننسى أن الذهب الطبيعي والبلاتين يتكونان من خليط من النظائر، لذلك في كل حالة يجب أن تؤخذ ردود الفعل المتنافسة بعين الاعتبار. يجب في النهاية عزل الذهب الخالص من خليط من النويدات المختلفة والنظائر غير المتفاعلة. هذه العملية ستكون مكلفة للغاية. سيتعين التخلي عن تحويل البلاتين إلى ذهب تمامًا لأسباب اقتصادية: كما تعلمون، البلاتين أغلى من الذهب.

خيار آخر لتخليق الذهب هو التحويل النووي المباشر للنظائر الطبيعية، على سبيل المثال، وفقا للمعادلات التالية:

200 زئبق+ ر= 197 Au + 4 He
199 زئبق + 2 د = 197 أس + 4 هي

سيؤدي أيضًا إلى الذهب 197 (γ، ر) - العملية (الزئبق-198)، (α، ر) -العملية (البلاتين -194) أو ( ر، γ) أو (D، ن)- التحول (بلاتيني - 196). والسؤال الوحيد هو ما إذا كان هذا ممكنا عمليا، وإذا كان الأمر كذلك، فهل هو فعال من حيث التكلفة للأسباب المذكورة. فقط القصف طويل الأمد للزئبق بالنيوترونات، الموجودة بتركيز كافٍ في المفاعل، سيكون اقتصاديًا. يجب إنتاج أو تسريع جسيمات أخرى في السيكلوترون، وهي طريقة معروفة لإنتاج كميات صغيرة فقط من المواد.

إذا تعرض الزئبق الطبيعي لتدفق النيوترونات في المفاعل، فبالإضافة إلى الذهب المستقر، يتم تشكيل الذهب المشع بشكل أساسي. هذا الذهب المشع (ذو الأعداد الكتلية 198 و199 و200) له عمر قصير جدًا ويعود خلال أيام قليلة إلى مواده الأصلية عن طريق انبعاث إشعاع بيتا:

198 زئبق+ ن= 198 الاتحاد الأفريقي* + ص
198 Au = 198 زئبق + ه- (2.7 يوم)
ليس من الممكن بأي حال من الأحوال استبعاد التحول العكسي للذهب المشع إلى زئبق، أي كسر هذا السيرك الزجاجي: لا يمكن التحايل على قوانين الطبيعة.

في ظل هذه الظروف، يبدو الإنتاج الاصطناعي للبلاتين المعدني النبيل باهظ الثمن أقل تعقيدًا من "الكيمياء". لو كان من الممكن توجيه قصف النيوترونات في المفاعل بحيث يكون الغالب ( ن، α) - التحولات، ثم يمكن للمرء أن يأمل في الحصول على كميات كبيرة من البلاتين من الزئبق: جميع نظائر الزئبق الشائعة - 198 زئبق، 199 زئبق، 201 زئبق - يتم تحويلها إلى نظائر مستقرة من البلاتين - 195 نقطة، 196 نقطة و 198 نقطة . بالطبع، هنا أيضًا تكون عملية عزل البلاتين الاصطناعي معقدة للغاية.

اقترح فريدريك سودي، في عام 1913، طريقة للحصول على الذهب عن طريق التحويل النووي للثاليوم أو الزئبق أو الرصاص. ومع ذلك، في ذلك الوقت لم يكن العلماء يعرفون شيئًا عن التركيب النظائري لهذه العناصر. إذا أمكن تنفيذ عملية فصل جسيمات ألفا وبيتا التي اقترحها سودي، فسيكون من الضروري البدء من النظائر 201 Tl، 201 Hg، 205 Pb. ومن بين هذه العناصر، يوجد فقط النظير 201 Hg في الطبيعة، ممزوجًا بنظائر أخرى لهذا العنصر وغير قابل للفصل كيميائيًا. ونتيجة لذلك، لم تكن وصفة سودي ممكنة.

إن ما لا يستطيع حتى الباحث الذري المتميز تحقيقه، لا يستطيع الشخص العادي تحقيقه بالطبع. أعطانا الكاتب دومان، في كتابه “نهاية الذهب” الصادر عام 1938، وصفة لتحويل البزموت إلى ذهب: عن طريق فصل جزيئين ألفا من نواة البزموت باستخدام الأشعة السينية عالية الطاقة. مثل هذا التفاعل (γ، 2α) غير معروف حتى يومنا هذا. وبالإضافة إلى ذلك، التحول الافتراضي

205 بي + γ = 197 Au + 2α

لا يمكن الذهاب لسبب آخر: لا يوجد نظير مستقر 205 Bi. البزموت عنصر أحادي النظائر! يمكن للنظير الطبيعي الوحيد للبزموت ذو العدد الكتلي 209 أن ينتج، وفقًا لمبدأ تفاعل داومان، الذهب المشع 201 فقط، والذي يتحول مرة أخرى إلى زئبق بنصف عمر يبلغ 26 دقيقة. وكما نرى فإن بطل رواية دومان العالم بارجنجروند لم يتمكن من الحصول على الذهب!

الآن نحن نعرف كيفية الحصول على الذهب فعلا. مسلحين بمعرفة الفيزياء النووية، دعونا نخاطر بإجراء تجربة فكرية: دعونا نحول 50 كجم من الزئبق في مفاعل نووي إلى ذهب كامل - إلى ذهب 197. الذهب الحقيقي يأتي من الزئبق 196. ولسوء الحظ، فإن 0.148% فقط من هذا النظير موجود في الزئبق. لذلك، يوجد في 50 كجم من الزئبق 74 جرامًا فقط من الزئبق-196، وهذه الكمية فقط هي التي يمكن تحويلها إلى ذهب حقيقي.

لنكن متفائلين في البداية ونفترض أن هذه الـ 74 جم من الزئبق-196 يمكن تحويلها إلى نفس الكمية من الذهب-197 إذا تم قصف الزئبق بالنيوترونات في مفاعل حديث تبلغ إنتاجيته 1015 نيوترون/(سم2) . مع). ولنتخيل 50 كجم من الزئبق أي 3.7 لتر على شكل كرة موضوعة في مفاعل، ثم يتأثر سطح الزئبق الذي يساوي 1157 سم2 بتدفق قدره 1.16 في كل ثانية . 10 18 نيوترون. منها 74 جم من النظير 196 يتأثر بنسبة 0.148% أو 1.69 . 10 15 نيوترون. للتبسيط، نفترض أيضًا أن كل نيوترون يتسبب في تحويل 196 زئبقًا إلى 197 زئبقًا*، والذي يتكون منه 197 Au عن طريق التقاط الإلكترون.

لذلك، لدينا تحت تصرفنا 1.69 . 10 15 نيوترون في الثانية لتحويل ذرات الزئبق -196. كم عدد الذرات في الواقع؟ المول الواحد من العنصر أي 197 جرام ذهب، 238 جرام يورانيوم، 4 جرام هيليوم، يحتوي على 6.022 . 10 23 ذرة. ولا يمكننا الحصول على فكرة تقريبية عن هذا الرقم العملاق إلا من خلال المقارنة البصرية. على سبيل المثال، هذا: تخيل أن جميع سكان الكرة الأرضية في عام 1990 - ما يقرب من 6 مليارات شخص - بدأوا في حساب هذا العدد من الذرات. الجميع يحسب ذرة واحدة في الثانية. في الثانية الأولى سيحسبون 6 . 10 9 ذرات في ثانيتين - 12 . 10 9 ذرات، وما إلى ذلك. كم من الوقت سيستغرق الإنسان في عام 1990 لحساب جميع الذرات الموجودة في مول واحد؟ الجواب مذهل: حوالي 3,200,000 سنة!

74 جرام زئبق-196 تحتوي على 2.27 . 10 23 ذرة. في الثانية مع تدفق نيوتروني معين يمكننا تحويل 1.69 . 10 15 ذرات زئبق. ما المدة التي سيستغرقها تحويل كامل كمية الزئبق-196؟ إليكم الجواب: سيتطلب الأمر قصفًا نيوترونيًا مكثفًا من مفاعل عالي التدفق لمدة أربع سنوات ونصف! يجب علينا أن نتحمل هذه التكاليف الهائلة لكي نحصل في نهاية المطاف على 74 جرامًا فقط من الذهب من 50 كجم من الزئبق، ويجب أيضًا فصل هذا الذهب الاصطناعي عن النظائر المشعة للذهب والزئبق وما إلى ذلك.

نعم هذا صحيح، في عصر الذرة يمكنك صنع الذهب. ومع ذلك، فإن العملية مكلفة للغاية. الذهب المنتج بشكل مصطنع في المفاعل لا يقدر بثمن. وسيكون من الأسهل بيع خليط من نظائره المشعة على أنه "ذهب". ربما سينجذب كتاب الخيال العلمي إلى تأليف قصص تتضمن هذا الذهب "الرخيص"؟

""Mare tingerem, si mercuris esset"" ( سأحول البحر إلى ذهب لو كان يحتوي على زئبق). يُنسب هذا البيان المتبجح إلى الكيميائي ريموندوس لولوس. لنفترض أننا لم نحول البحر، ولكن كمية كبيرة من الزئبق إلى 100 كجم من الذهب في مفاعل ذري. لا يمكن تمييزه ظاهريًا عن الذهب الطبيعي، إذ يقع هذا الذهب المشع أمامنا على شكل سبائك لامعة. من وجهة نظر كيميائية، فهو أيضًا ذهب خالص.

يشتري بعض كروسوس هذه السبائك بسعر يعتقد أنه مماثل. ليس لديه أي فكرة أننا نتحدث في الواقع عن مزيج من النظائر المشعة 198 Au و199 Au، التي يتراوح عمر النصف لها من 65 إلى 75 ساعة، ويمكن للمرء أن يتخيل هذا البخيل وهو يرى كنزه الذهبي ينزلق حرفيًا من بين أصابعه.

فكل ثلاثة أيام تنقص ممتلكاته إلى النصف، ولا يستطيع أن يمنع ذلك؛ بعد أسبوع، سيبقى 20 كجم فقط من الذهب من 100 كجم من الذهب، بعد عشرة فترات نصف عمر (30 يومًا) - لا شيء عمليًا (من الناحية النظرية، هذا 80 جرامًا أخرى). كل ما بقي في الخزانة كان بركة كبيرة من الزئبق. الذهب الخادع للكيميائيين!

وفي منتصف القرن الماضي، انتشرت أخبار في جميع أنحاء العالم مفادها أن العلماء تمكنوا من تصنيع الذهب بشكل صناعي. اعتبر الكثيرون هذا الخبر بمثابة الخبر الذي طال انتظاره لتأكيد استلام حجر الفيلسوف. ولكن ليس كل شيء بهذه البساطة كما نود. ولم يكن للذهب الناتج أي علاقة بحجر الفلاسفة.

ليس سراً أن العديد من الكيميائيين في العصور الوسطى بحثوا عن حجر الفلاسفة فقط من أجل إقناع رعاتهم بطريقة ما بتخصيص الأموال لتجاربهم الكيميائية ودراسة علوم السحر والتنجيم. ونتيجة لذلك، اكتسبت البشرية ثروة من المعرفة حول خصائص المواد الكيميائية. بمرور الوقت، تم نسيان المعرفة الغامضة ولم تصل إلى عصرنا سوى بعض المعلومات التي يستخدمها المنجمون الحديثون.

وفي وقت لاحق، بدأ العلماء في دراسة الذرة. ويمكن مقارنتهم بالكيميائيين المعاصرين، بالمعنى الجيد للكلمة. إنهم، تماما مثل أسلافهم، ساروا عشوائيا، في بعض الأحيان يعرضون حياتهم لخطر مميت. واكتشفوا أيضًا آفاقًا غير معروفة لبنية المادة.

الصديق القاتل - الزئبق

نظائر غير معروفة

أثناء دراسة نظائر الذهب، الفيزيائي الأمريكي آرثر ديمبستر 1935 اكتشف أن المعدن النبيل له نظير واحد مستقر ذو كتلة نسبية 197 . من المقبول عمومًا أنه من أجل تصنيعه، يجب أن يكون تحت تصرفك نظير ذو كتلة أكبر بكثير، ولكن هذا ببساطة غير موجود في الطبيعة، وإذا تم تصنيعه بشكل مصطنع، فلا يمكن أن يبقى في حالة مستقرة وقت طويل. ولذلك فإن كل جهود العلماء في القرن الماضي كانت تهدف إلى الحصول على نظير ثقيل من الذهب.

ولا يمكن تحقيق ذلك إلا باستخدام العناصر الأقرب إلى الذهب والزئبق والبلاتين. ليس من المنطقي تحويل البلاتين إلى ذهب، لأنه أغلى منه. ما تبقى هو الزئبق. وفي أوائل الأربعينيات من القرن الماضي، بدأت الأبحاث في هذا الاتجاه في العديد من المختبرات النووية. وفي الربيع 1940 علماء الفيزياء العام من جامعة هارفارد أ. شير وك.ت. أُبلغ بينبريدج أنهم حصلوا على الذهب بشكل مصطنع. لقد تمكنوا من توجيه الديوترونات المتسارعة إلى هدف مصنوع من الليثيوم وبالتالي الحصول على تدفق النيوترونات السريعة. وفي المقابل، تم استخدام النيوترونات من الليثيوم الناتج لقصف الزئبق. وبعد إجراء الأبحاث، توصلوا إلى استنتاج مفاده أن الذهب تم إنتاجه نتيجة للتفاعلات النووية.

لكن هذا الذهب يتكون من نظائر غير مستقرة ذات أعداد كتلية 198 , 199 و 200 . وبعد بضع ساعات أو أيام، تحول مرة أخرى إلى الزئبق، وبعث أشعة بيتا إلى الفضاء. يتم التفاعل وفقًا لصيغة معروفة تصف هذه العملية بوضوح.

للزئبق سبعة نظائر. ولم يتمكن سوى ثلاثة منهم من التحول إلى ذهب. تتطابق أعدادها الجماعية تمامًا مع أعداد الذهب الناتج. وفي وقت لاحق من مارس 1947، طرح ثلاثة علماء فيزياء، زملاء البروفيسور ديمبستر إنجرام وهيس وجيدي، فرضية، وبعد أن أثبتوا أن 199 و196 نظيرًا فقط من الزئبق قادرون على التحول إلى ذهب. ونتيجة للتجربة، تمكنوا من الاستفادة منها 100 جرام زئبق 35 ميكروغرام الذهب. يمكن تمثيل هذا التفاعل باستخدام الصيغة:

196 زئبق + ن = 197 زئبق* + γ

لكن العملية لا تنتهي عند هذا الحد وتستمر أكثر:

كيفية صنع الذهب

وهكذا، تم الحصول على الذهب لأول مرة من الزئبق في ظروف المختبر.

في البداية، لم يعلق أحد أي أهمية على هذا الحدث. هذه الحقيقة كانت معروفة فقط لأولئك العلماء الذين تعاملوا مع هذه المشكلة. ومع ذلك، بعد عامين، نشر أحد الصحفيين الدقيقين نتيجة هذا البحث، وزود المادة بافتراضاته ومنطقه الخاص. ونتيجة لذلك، بدأ الذعر الحقيقي في البورصات. اعتقد الجميع أن سعر الذهب سينخفض الآن ويتوقف عن كونه معادلاً للعملة.

لكن لم يكن هناك سبب لانهيار البورصات. وكان الذهب الناتج أغلى بعدة مرات من الذهب الطبيعي المستخرج من أفقر الخامات في منجم أو منجم ذهب. ومع ذلك، لم يتمكن الفيزيائيون من المقاومة وسمحوا لأنفسهم ببعض الرفاهية. الآن يتم تخزين كمية صغيرة من الذهب الذي تم الحصول عليه في مفاعل نووي في متحف شيكاغو للعلوم والصناعة وفي 1955 في العام الماضي، كان بوسع الجميع رؤيته خلال مؤتمر جنيف.

تم الكشف عن السر

والآن سوف نكشف أخيرًا سر الحصول على الذهب من حجر “الفيلسوف”. وبطبيعة الحال، هذا لا علاقة له بالكيمياء. كل ما سنعمل به يتعلق بالعالم المادي البحت. وهكذا، دعونا نبدأ تفكيرنا.

للحصول على الذهب من العناصر الكيميائية الأخرى، من الضروري مراعاة التفاعلات الذرية. ولم يكتشف العلماء حتى الآن أي طرق أخرى، فكل ما يتعلق بالكيمياء يعتبر خطأ، ووصفاتهم تعتبر خداعا.

وللحصول على الذهب الحقيقي، وليس نظائره التي لا تدوم طويلا، نظر العلماء، وفقا لخريطة النويدات، في عدة خيارات.

الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو عملية الحصول على البلاتين من الزئبق. يمكن الافتراض أنه إذا تم توجيه إشعاع نيوتروني قوي إلى المفاعل بطريقة تحدث تحولات (n، α)، فيمكن للمرء أن يأمل في الحصول على كمية كبيرة من البلاتين وجميع نظائر الزئبق التي يمكن تحويلها إلى ذهب .

ماذا حدث في البداية

والشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن مسألة تحويل العناصر الأخرى إلى ذهب كانت دائمًا مطروحة أمام العلماء. حتى في فجر دراسة الذرة، فريدريك سودي 1913 افترض العام الماضي أنه يمكن تصنيع الذهب من الثاليوم أو الرصاص أو الزئبق. ولكن كان لا يزال هناك الكثير غير معروف، ورد الفعل الذي يشير إليه العالم، لأسباب موضوعية، ببساطة لا يمكن تنفيذه في بيئة تجريبية.

في وقت لاحق 1938 في العام الماضي، اقترح كاتب الخيال العلمي دومان في أحد أعماله وصفة لكيفية الحصول على الذهب من البزموت. ووصف كيف حصل بطله باستخدام الأشعة السينية القوية على الذهب بكميات غير محدودة من قطعة من هذه المادة. وبعد ذلك، باستخدام طريقة التخمين الأدبي، قام بنمذجة الوضع السياسي وتحليله. بدأ العلماء الجادون على الفور بدراسة إمكانية إنتاج الذهب من البزموت، لكنهم سرعان ما توصلوا إلى استنتاج مفاده أن مثل هذا التفاعل مستحيل لأنه لا يوجد نظير مستقر 205 Bi في الطبيعة. يمكن لصيغة التحويل أن تأخذ الشكل

205Bi + γ = 197Au + 2α

ماذا سيحدث لو كان هناك

لذلك لا يمكن لبطل الرواية أن يحصل على الذهب. ولكن يمكننا المخاطرة ومحاولة التخيل نظريًا كيف سيبدأ الناس، في ظل الظروف الصناعية، في الحصول على المعدن النبيل من الزئبق. واستنادًا إلى المعرفة المستمدة من الفيزياء النووية، سنبدأ بالاستدلال مما سنستخدمه 50 كيلوغرام زئبق. تحتوي هذه الكمية من المادة فقط 74 جرام من الزئبق 196، والذي يمكن نظريًا أن يتحول إلى ذهب.

لنفترض من 74 د نتيجة التحولات النووية سنحصل على نفس الكمية من الذهب المستقر. وبعد حسابات بسيطة نصل إلى نتيجة مخيبة للآمال وهي أن 74 ويمكن الحصول على جرام من الذهب عن طريق وضع كرة من الزئبق ذات سعة 3, 7 ل في منطقة المفاعل لمدة أربع سنوات ونصف. وبعد ذلك سيحتاج كل ما نحصل عليه إلى مزيد من التنظيف.

وكما نرى، فإن تنفيذ ذلك في الممارسة العملية ليس واقعيًا، ولكنه مغري. إن الحصول على الذهب المشع أسهل وأرخص بكثير. سيكون من المثير للاهتمام أن ندفع لهم، ثم نشاهد كيف يبدأ مع مرور الوقت في الذوبان والتحول إلى الزئبق. من المحتمل أن يتعلم المحتالون في المستقبل استخدام هذه الطريقة، أو سيبقون ببساطة على صفحات روايات الخيال العلمي، مما يثير العقول الفضولية باستمرار.

نحن نقلب كل شيء رأسا على عقب

وبمناقشة كيفية الحصول على الذهب من الزئبق، توصلنا إلى أنه يمكن الحصول على الزئبق منه أيضًا. اتضح أنها صورة مثيرة للاهتمام. اتضح أن الذهب موجود، على الأرجح، مخالفا لقوانين الطبيعة. لكن الواقع هو الواقع.

ويجري حاليا عمل مكثف لتحويل الذهب إلى عناصر أخرى. إذا كان الخيميائيون قد علموا بهذا في عصرهم، فمن المؤكد أنهم لن يفهموانا، نحن أحفادهم. لكن الحقيقة هي الحقيقة.

إن أبحاث العلماء المتعلقة بالذهب لم تذهب سدى. والحقيقة هي أنه في وقت ما كان العلم يواجه مهمة الحصول على زئبق نقي للغاية. ومهما حاولوا تنقية الزئبق الطبيعي، لم ينجح شيء. عندها تذكروا أن هناك عملية عكسية، وهي تحويل الذهب إلى زئبق. اضطررت إلى تشغيل المفاعل لقمع "جشعي". وقد تم ذلك من أجل الحصول على معيار متر دقيق للغاية.

ليس كل ما يلمع ذهبا

ظهرت مصابيح بخار الزئبق الأولى في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية. وكما كنت قد خمنت، فإن الزئبق الموجود في هذه المصابيح كان اصطناعيًا. ثم تم إتقان إنتاج الزئبق النقي في بلدان أخرى. وقد وجد الذهب 198 المشع أيضًا تطبيقًا. وبدأ استخدامه في الطب لعلاج الأورام السرطانية والحصول على صور شعاعية لجسم الإنسان. وتبين أن جزيئات صغيرة من الذهب المشع تقتل الخلايا السرطانية، وتترك الخلايا السليمة دون تغيير. تعمل هذه الطريقة محليًا دون الإضرار بسطح كبير. هذه الطريقة معترف بها في جميع أنحاء العالم ومفضلة في العديد من العيادات.

يستخدم الذهب المنتج صناعيا لعلاج سرطان الدم. ومن المعروف أنه خلال هذا المرض يزداد عدد خلايا الدم البيضاء. وقد أنقذت هذه الطريقة حياة العديد من الأشخاص الذين يعانون من أمراض تبدو غير قابلة للشفاء. لذلك بدأت البشرية في الحصول على فوائد واضحة من استخدام المعدن النبيل، وإن لم تكن متينة وغير مألوفة، ولكن مع ذلك.

وسقط اهتمام العلم بالحصول على حجر “الفيلسوف”. الآن تدرس العديد من المختبرات مواد جديدة يتم تصنيعها من الذهب. تحظى العناصر الاصطناعية الفرانسيوم والأستاتين باهتمام كبير من قبل العلماء. يتم إنتاج الفرانسيوم عن طريق قصف الذهب بالأكسجين أو أيونات النيون. يتم إنتاج الأستاتين عندما يتم قصف الذهب بنواة الكربون المتسارعة.

لكن الأمر لم ينته بعد

ويبدو أنه يمكننا وضع حد لهذه النقطة. ولكن ما مدى صعوبة قبول فكرة استحالة الحصول على الذهب الرخيص من الزئبق. واتضح أن هناك أشخاصًا يعتقدون بصدق أن الأمر ليس كذلك. هؤلاء هم الكيميائيون الحديثون. نعم، يواصلون تطوير هذا الاتجاه للبحث في معرفة العالم.

ماذا نعرف بشكل عام عن الخيمياء والأشخاص الذين مارسوها؟ ويقدم لنا التاريخ هذا الاتجاه على شكل شظايا، يخبرنا عن تجارب ناجحة وتجارب غير ناجحة. ربما كان هناك العديد من المشعوذين بين الكيميائيين، ولكن أين هم ليسوا كذلك؟ فيما يلي أحد الأمثلة على كيفية وصف الكيميائي الشهير إلى حد ما لإنتاج الذهب من الزئبق. يبدو شيئا من هذا القبيل.

عليك أن تأخذ الكمية المطلوبة من الزئبق وتصبها في وعاء معروف لك. ثم ضعه على النار واغلي الزئبق بقدر ما تعلم. قم برمي مسحوق لا يعرفه أحد سواك في الوعاء. تم إخبار الكمية لك سابقًا. وهكذا سيتم تثبيت الزئبق؛
خذ قطعة صغيرة من المادة الناتجة وألقها في ألف أوقية من الزئبق. سوف يتحول إلى مسحوق أحمر. والآن قم بإلقاء كمية صغيرة من هذا المسحوق في ألف أوقية من الزئبق، وسوف يتحول أيضًا إلى مسحوق أحمر. استمر في فعل ذلك حتى يتحول الزئبق أخيرًا إلى ذهب.

حسنًا، هناك "وصفة دقيقة" وسبب للتفكير. على أية حال، سيستخدم شخص ما هذه الوصفة يومًا ما، ومن يدري ما هي الاكتشافات الجديدة التي سيحققها.