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本当に鉛を金に変えることができますか?

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化学が科学である前に、錬金術がありました。錬金術師の最高の探求の1つは、鉛を金に変換(変換)することでした。

鉛(原子番号82)と金(原子番号79)は、所有する陽子の数によって元素として定義されます。要素を変更するには、原子(プロトン)番号を変更する必要があります。元素の陽子の数は、化学的手段によって変更することはできません。ただし、物理学を使用してプロトンを追加または削除し、それによって1つの要素を別の要素に変更することができます。鉛は安定しているため、3つのプロトンを強制的に放出するためには膨大なエネルギーが必要であり、そのため、鉛を変換するコストは、得られる金の価値を大きく上回ります。

歴史

鉛の金への変換は、理論的に可能なだけではなく、達成されました! 1951年にノーベル化学賞を受賞したグレンシーボーグは、1980年に微量の鉛(鉛の代わりによく使用される別の安定な金属であるビスマスで始まったかもしれませんが)を1980年に金に変換したと報告されています。シベリアのバイカル湖近くの核研究施設で、実験用原子炉の鉛遮蔽を金に変えた反応のソビエト物理学者による偶然の発見。

今日の核変換

今日、粒子加速器は定期的に元素を変換します。荷電粒子は、電界と磁界を使用して加速されます。線形加速器では、荷電粒子は、ギャップで区切られた一連の荷電チューブをドリフトします。粒子がギャップの間に現れるたびに、隣接するセグメント間の電位差によって加速されます。

円形加速器では、磁場は円形の経路を移動する粒子を加速します。どちらの場合でも、加速された粒子はターゲット物質に衝突し、潜在的に自由な陽子または中性子をノックし、新しい元素または同位体を生成します。原子炉も要素の作成に使用できますが、条件はあまり制御されません。

自然界では、星の核内の水素原子に陽子と中性子を追加することで新しい要素が作成され、鉄(原子番号26)までのますます重くなる要素が生成されます。このプロセスは、元素合成と呼ばれます。鉄より重い元素は、超新星の恒星爆発で形成されます。超新星では、金は鉛に変化する可能性がありますが、その逆ではありません。

鉛を金に変換することは決して一般的ではないかもしれませんが、鉛鉱石から金を取得することは実用的です。鉱物の方鉛鉱(硫化鉛、PbS)、黄鉄鉱(炭酸鉛、PbCO3)、およびアングルサイト(硫酸鉛、PbSO4)多くの場合、亜鉛、金、銀、およびその他の金属が含まれています。鉱石を粉砕したら、化学的手法で金を鉛から分離できます。結果はほとんど錬金術です。


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