Doma, ne da bi šli kam v rudnike. Ta članek bo razpravljal o metodah rudarjenja (ali rafiniranja) te plemenite kovine iz različnih virov.
Ekonomska realnost življenja povprečnega prebivalca mesta je taka, da moraš imeti svoj vir honorarnega dela. A tudi zato je kriza v gospodarstvu in najti položaj v podjetju, ki prinaša dovolj denarja, ni tako enostavno. Zato razen pridobivanja zlata pogosto ni drugih možnosti za pridobivanje zlata.
Kopanje zlata doma se lahko šteje za tak dodaten vir denarja. V tem primeru vam ni treba uporabiti amalgamacije - to je rudarjenje na osnovi živega srebra, saj je znano, kako toksičen in škodljiv je ta kemični element ne samo za rudarja samega, ampak tudi za njegovo celotno okolje.
Znano je, da te metode že dolgo ne uporabljajo vladne agencije, ki se ukvarjajo z industrijskim rudarjenjem zlata. Raje izpirajo zlato z natrijevim cianidom.
Preden opišemo tehnologijo pridobivanja zlata z lastnimi rokami, opredelimo, kako nastane zlato in kaj lahko postane "zlati rudnik" v razmerah določene regije. Torej, najprej je tak vir lahko pozlačen predmet iz obdobja socialističnega realizma:
Da ne omenjam videza teh predmetov, če se odločite za pridobivanje zlata iz improviziranih sredstev, je glavna stvar, da so v Sovjetski zvezi v izdelkih aktivno uporabljali visokokakovostne materiale, pa tudi plemenite kovine.
Poleg tega je zlato mogoče najti tudi v elektronskih napravah, plemenite kovine pa tako v starih kot sodobnih modelih elektronike.
Če strukture lončka ni, lahko uporabite žgano opeko, v kateri lahko z mlinom izrežete votlino.
Oksidant uporabimo takoj po pripravi, saj pri usedanju pride do razgradnje dušikovega dioksida. To poslabša delovanje oksidanta in proces, kot je sinteza zlata.
Ko smo plošče, mikrovezja in druge dele spustili v pripravljeno raztopino, lahko vidimo, da se čez nekaj časa v tekočini oblikuje tanek film plemenite kovine. Drugi deli delov instrumentov, ki so potopljeni v raztopino, se bodo v njej popolnoma raztopili.
Ko je postopek končan, raztopino filtrirajte tako, da jo prelijete skozi bombažno krpo. Tako tanek zlati film, ki ga dobimo z jedkanjem, ostane na tkanini.
Za izvedbo te metode in pridobivanje zlata lahko vzamete samo dušikovo kislino.
Pomembno je vedeti, da mora biti v tem primeru dušikova kislina zelo čista in brez primesi. Če želite to narediti, si lahko ogledate odprto posodo z dušikovo kislino - če je kislina čista, se bo ob odprtju posode pojavil dim.
Zlato lahko dobite z uporabo takšnih reagentov:
- Pripravljamo surovine in kisline. Zelo previdno ločite zlate dele desk in delov od preostalih elementov. To bo pomagalo zmanjšati izgubo plemenite kovine med postopkom jedkanja.
- Pripravljene dele položite v kislino. Pri obdelavi mikrovezij se "noge", ki se nahajajo poleg zlatih območij, morda ne raztopijo vse. Težavo lahko rešite z uporabo magneta, ki te dele pritegne k sebi.
- Postopek filtracije. Nastali zlati prah stopimo v lončku in dodamo boraks - lahko ga dobimo pri plinskih varilcih. Kot spajko na medenini uporabljajo boraks.
Izdelava zlata doma - elektroliza
Naslednji učinkovit način pridobivanja plemenitih kovin doma je metoda elektrolize. Najprej je treba povedati, da je ta metoda namenjena pridobivanju zlata iz majhnih naprav, na primer mikrovezij, polprevodnikov, radijskih plošč, kartic SIM in podobnih delov.
Ta možnost je bolj zapletena kot metoda jedkanja, vendar vam bo omogočila pridobivanje čistejšega zlata in izdelavo zlata iz svinca. Sam postopek izgleda nekako takole:
Vse opisane metode so stroškovno učinkovite - z vlaganjem najmanj denarja je mogoče dobiti več dobička. Med drugim ta tehnologija ne vzame veliko časa, ta način pridobivanja zlata pa je mogoče kombinirati z drugimi dejavnostmi.
Ne potrebujete veliko izkušenj ali posebne opreme. Med pomanjkljivostmi je, da se lahko poškodujete. Vendar, če upoštevate varnostne ukrepe - nosite predpasnik, gumijaste rokavice, respirator, zmanjšate vsa tveganja.
Sredi prejšnjega stoletja se je po svetu razširila novica, da je znanstvenikom uspelo umetno sintetizirati zlato. Mnogi so to novico vzeli kot dolgo pričakovano novico o potrditvi prejema filozofskega kamna. A ni vse tako preprosto, kot bi si želeli. Nastalo zlato ni imelo nobene zveze s filozofskim kamnom.
Ni skrivnost, da so številni srednjeveški alkimisti iskali filozofski kamen samo zato, da bi nekako prepričali svoje pokrovitelje, da dodelijo sredstva za njihove kemične poskuse in študij okultnih znanosti. Posledično je človeštvo pridobilo ogromno znanja o lastnostih kemikalij. Sčasoma je bilo okultno znanje pozabljeno in le nekatere informacije, ki jih uporabljajo sodobni astrologi, so dosegle naš čas.
Kasneje so znanstveniki začeli preučevati atom. Lahko bi jih primerjali s sodobnimi alkimisti, v dobrem pomenu besede. Tako kot njihovi predhodniki so hodili naključno in včasih svoje življenje izpostavljali smrtni nevarnosti. In odkrili so tudi neznana obzorja strukture snovi.
Smrtonosni prijatelj - Quicksilver
Neznani izotopi
Med preučevanjem izotopov zlata je ameriški fizik Arthur Dempster 1935 odkrili, da ima plemenita kovina le en stabilen izotop z relativno maso 197 . Splošno sprejeto je, da je za njegovo sintetizacijo treba imeti na razpolago izotop z veliko večjo maso, a tega v naravi enostavno ni in če ga sintetiziramo umetno, potem ne more ostati v stabilnem stanju več dolgo časa. Zato so bila vsa prizadevanja znanstvenikov prejšnjega stoletja usmerjena v pridobivanje težkega izotopa zlata.
To bi lahko dosegli le z uporabo elementov, ki so najbližje zlatu, živemu srebru in platini. Nesmiselno je spreminjati platino v zlato, saj je dražja od njega. Kar ostane, je živo srebro. V zgodnjih štiridesetih letih prejšnjega stoletja so se raziskave v tej smeri začele v številnih jedrskih laboratorijih. In spomladi 1940 letnik fizikov z univerze Harvard A. Scherr in K.T. Bainbridge je bil obveščen, da so zlato pridobili umetno. Pospešene devtrone jim je uspelo usmeriti na tarčo iz litija in tako pridobiti tok hitrih nevtronov. Po drugi strani so bili nevtroni iz nastalega litija uporabljeni za bombardiranje živega srebra. Po opravljenih raziskavah so prišli do zaključka, da je zlato nastalo kot posledica jedrskih reakcij.
Toda to zlato je bilo sestavljeno iz nestabilnih izotopov z masnimi števili 198 , 199 in 200 . Po nekaj urah ali dneh se je spremenilo nazaj v živo srebro, ki je v vesolje oddajalo beta žarke. Reakcija poteka po znani formuli, ki jasno opisuje ta proces.
Živo srebro ima sedem izotopov. In le trije so se lahko spremenili v zlato. Njihova masna števila popolnoma sovpadajo s številom nastalega zlata. Kasneje marca 1947 so trije fiziki, kolegi profesorja Dempsterja Ingram, Hess in Gaidi, izrazili hipotezo in po tem dokazali, da se samo 199 in 196 izotopov živega srebra lahko spremeni v zlato. Kot rezultat izkušenj so lahko pridobili od 100 gram živega srebra 35 mcg zlata. To reakcijo lahko predstavimo s formulo:
196Hg + n = 197Hg* + γ
Toda postopek se tu ne konča in se nadaljuje:
Kako nastane zlato
Tako so zlato najprej pridobili iz živega srebra v laboratorijskih pogojih.
Sprva temu dogodku nihče ni pripisoval pomena. To dejstvo so poznali le tisti znanstveniki, ki so se ukvarjali s tem problemom. Vendar pa je dve leti kasneje nek natančen novinar objavil rezultat te raziskave in gradivo opremil s svojimi domnevami in sklepanjem. Posledično se je na borzah začela prava panika. Vsi so mislili, da bo zdaj zlato padlo v ceni in ne bo več enakovredna valuta.
A razloga za zlom borz ni bilo. Nastalo zlato je bilo mnogokrat dražje od naravnega zlata, pridobljenega iz najrevnejših rud v rudniku ali rudniku zlata. Vendar se fiziki niso mogli upreti in so si dovolili malo razkošja. Zdaj je majhna količina zlata, pridobljenega v jedrskem reaktorju, shranjena v čikaškem muzeju znanosti in industrije in v 1955 leta si ga je lahko vsakdo ogledal med ženevsko konferenco.
Skrivnost je razkrita
Zdaj bomo končno razkrili skrivnost pridobivanja zlata iz "filozofskega" kamna. Seveda to nima nobene zveze z alkimijo. Vse, s čimer bomo operirali, se nanaša zgolj na materialni svet. In tako, začnimo naše razmišljanje.
Za pridobivanje zlata iz drugih kemičnih elementov je treba upoštevati atomske reakcije. Do danes znanstveniki niso odkrili drugih načinov, zato vse, kar je povezano z alkimijo, velja za zmotno, njihovi recepti pa za prevaro.
Za pridobitev pravega zlata in ne njegovih izotopov, ki ne trajajo dolgo, so znanstveniki glede na zemljevid nuklidov obravnavali več možnosti.
- Prva možnost to je čas, ko bi bilo mogoče zlato proizvesti iz živega srebra-197 med oddajanjem beta žarkov ali K-zajemom. Toda to je načeloma nemogoče, saj 197. izotop preprosto ne obstaja v naravi. Če govorimo teoretično, ga je mogoče pridobiti iz talija-197, njega pa iz svinca-197. Toda takšen svinec nastaja samo med jedrskimi reakcijami in ga žal tudi v naravi ni. Torej ne boste dobili veliko zlata iz preprostega svinca.
- Druga možnost vključuje uporabo izotopov platine in živega srebra, ki lahko nastanejo samo med jedrskimi transformacijami. Zato se zlato dejansko lahko pridobiva le iz 196 in 198Hg ter iz 194 Pt. Med obstreljevanjem s pospešenimi nevtroni ali alfa delci pride do reakcij, zaradi katerih lahko dobimo izotope 197 Hg in iz njih, kot je znano, stabilno zlato. A nato ga bo treba očistiti preostalih izotopov, ki niso reagirali, in mešanic različnih nuklidov. In to je zelo draga metoda čiščenja. Platino kot vir zlata lahko izključimo tudi iz materialnih razlogov.
- Tretja možnost gre za dolgotrajno obstreljevanje živega srebra z nevtroni ali uporabo ciklotrona, vendar bo izkoristek snovi zelo majhen. Če naravno živo srebro obsevamo z nevtronskim tokom, potem, kot smo videli, skupaj s stabilnim zlatom nastanejo radioaktivni izotopi. Čez nekaj časa se spet spremenijo v živo srebro in proti temu ni mogoče storiti ničesar. Tako deluje narava.
Veliko bolj zanimiv je postopek pridobivanja platine iz živega srebra. Lahko domnevamo, da če je močno nevtronsko sevanje usmerjeno v reaktor tako, da pride do (n, α) transformacij, lahko upamo, da bomo pridobili znatno količino platine in vseh izotopov živega srebra, ki bi jih lahko pretvorili v zlato .
Kaj se je zgodilo na začetku
Najbolj zanimivo je, da je bilo pred znanstveniki vedno vprašanje pretvorbe drugih elementov v zlato. Že ob zori študija atoma, Frederick Soddy 1913 leta domneval, da je mogoče zlato sintetizirati iz talija, svinca ali živega srebra. Toda takrat je bilo še veliko neznanega in reakcije, na katero se sklicuje znanstvenik, iz objektivnih razlogov preprosto ni bilo mogoče izvesti v eksperimentalni postavitvi.
Kasneje, v 1938 leta je pisatelj znanstvene fantastike Dauman v enem od svojih del predlagal recept, kako iz bizmuta pridobiti zlato. Opisal je, kako je njegov junak z močnim rentgenskim sevanjem pridobil zlato v neomejenih količinah iz kosa te snovi. In nato z metodo literarnega ugibanja modeliral politično situacijo in jo analiziral. Resni znanstveniki so takoj začeli proučevati možnost pridobivanja zlata iz bizmuta, a so hitro prišli do zaključka, da je takšna reakcija nemogoča, ker v naravi ni stabilnega izotopa 205 Bi. Transformacijska formula ima lahko obliko
205Bi + γ = 197Au + 2α
Kaj bi se zgodilo, če bi bilo
Zato junak romana ni mogel prejeti zlata. Lahko pa tvegamo in si poskušamo hipotetično predstavljati, kako bodo ljudje v industrijskih razmerah začeli pridobivati žlahtno kovino iz živega srebra. Na podlagi znanja iz jedrske fizike bomo svoje sklepanje začeli s tem, kaj bomo uporabili 50 kg živega srebra. Ta količina snovi vsebuje samo 74 g živega srebra-196, ki se teoretično lahko spremeni v zlato.
Recimo iz 74 d kot rezultat jedrskih transformacij bomo dobili enako količino stabilnega zlata. Po preprostih izračunih pridemo do razočaranja, da 74 g zlata lahko dobite tako, da postavite kroglico živega srebra s kapaciteto 3, 7 l v reaktorsko cono štiri leta in pol. In potem bo treba vse, kar dobimo, še dodatno očistiti.
Kot vidimo, tega preprosto ni realno izvajati v praksi, je pa mamljivo. Veliko lažje in ceneje je pridobiti radioaktivno zlato. Zanimivo bi jim bilo plačati in potem opazovati, kako se sčasoma začne topiti in spreminjati v živo srebro. Verjetno se bodo v prihodnosti prevaranti naučili uporabljati to metodo ali pa bo preprosto ostala na straneh znanstvenofantastičnih romanov, ki nenehno vznemirjajo radovedne ume.
Vse obrnemo na glavo
Ob prerekanju, kako se da iz živega srebra dobiti zlato, smo prišli do zaključka, da se iz njega da tudi živo srebro. Izkazalo se je zanimiva slika. Izkazalo se je, da zlato obstaja najverjetneje v nasprotju z zakoni narave. Ampak realnost je realnost.
Trenutno potekajo intenzivna dela za pretvorbo zlata v druge elemente. Če bi alkimisti v svojem času to vedeli, nas, njihovih potomcev, gotovo ne bi razumeli. Ampak dejstvo je dejstvo.
Raziskave znanstvenikov v zvezi z zlatom niso bile zaman. Dejstvo je, da se je nekoč znanost soočila z nalogo pridobivanja zelo čistega živega srebra. Ne glede na to, kako so poskušali očistiti naravno živo srebro, ni nič delovalo. Takrat so se spomnili, da obstaja tudi obraten proces, pretvorba zlata v živo srebro. Moral sem zagnati reaktor in zatreti svoj "pohlep". To je bilo storjeno, da bi dobili zelo natančen merilni standard.
Ni vse zlato, kar se sveti
Prve živosrebrne sijalke so se pojavile v ZDA po drugi svetovni vojni. Kot ste morda uganili, je bilo živo srebro v teh žarnicah umetno. Nato so proizvodnjo čistega živega srebra obvladali v drugih državah. Radioaktivno zlato-198 je našlo tudi uporabo. V medicini so ga začeli uporabljati za zdravljenje rakavih tumorjev in pridobivanje rentgenskih slik človeškega telesa. Izkazalo se je, da drobni delci radioaktivnega zlata ubijajo rakave celice, zdrave pa pustijo nespremenjene. Ta metoda deluje lokalno, ne da bi poškodovala veliko površino. Ta metoda je priznana po vsem svetu in je priljubljena v številnih klinikah.
Umetno pridobljeno zlato se uporablja za zdravljenje levkemije. Znano je, da se med to boleznijo poveča število belih krvnih celic. Ta metoda je rešila življenja mnogih ljudi, ki trpijo zaradi na videz neozdravljivih bolezni. Tako je človeštvo začelo prejemati vidne koristi od uporabe plemenite kovine, čeprav ne trajne in ne tako poznane, a kljub temu.
Zanimanje znanosti za pridobivanje "filozofskega" kamna je padlo. Zdaj številni laboratoriji preučujejo nove snovi, ki so sintetizirane iz zlata. Umetna elementa francij in astat sta zelo zanimiva za znanstvenike. Francij se proizvaja z obstreljevanjem zlata s kisikovimi ali neonskimi ioni. Astatin nastane, ko je zlato obstreljeno s pospešenimi ogljikovimi jedri.
Vendar še ni konec
Zdi se, da lahko temu naredimo konec. Toda kako težko se je sprijazniti z mislijo, da je iz živega srebra nemogoče pridobiti poceni zlato. In izkazalo se je, da obstajajo ljudje, ki iskreno verjamejo, da to ni tako. To so sodobni alkimisti. Da, to smer raziskovanja poznavanja sveta še naprej razvijajo.
Kaj na splošno vemo o alkimiji in ljudeh, ki so se z njo ukvarjali? Zgodovina nam to usmeritev predstavlja v obliki drobcev, pripoveduje o uspešnih poskusih in neuspešnih izkušnjah. Verjetno je bilo med alkimisti veliko šarlatanov, a kje jih ni? Tukaj je en primer, kako precej znan alkimist opisuje proizvodnjo zlata iz živega srebra. Izgleda nekako takole.
- Vzeti morate potrebno količino živega srebra in jo vliti v posodo, ki vam je znana. Nato pristavite na ogenj in živo srebro kuhajte kolikor dolgo znate. V posodo vrzite samo vam znan prašek. Količino so vam povedali prej. Tako bo živo srebro fiksirano;
- Vzemite majhen košček nastale snovi in ga vrzite v tisoč unč živega srebra. Spremenil se bo v rdeč prah. Zdaj vrzite majhno količino tega prahu v tisoč unč živega srebra in tudi to se bo spremenilo v rdeč prah. To počnite, dokler se živo srebro končno ne spremeni v zlato.
No, obstaja "natančen recept" in razlog za razmislek. Vsekakor bo nekdo nekoč uporabil ta recept in kdo ve, do kakšnih novih odkritij bo prišel.
Zlato, proizvedeno v jedrskem reaktorju
Leta 1935 je ameriškemu fiziku Arthurju Dempsterju uspelo izvesti masno spektrografsko določanje izotopov ki jih vsebuje naravni uran. Med poskusi je Dempster preučeval tudi izotopsko sestavo zlata in odkril le en izotop - zlato-197. Nič ni kazalo na obstoj zlata-199. Nekateri znanstveniki so domnevali, da mora obstajati težak izotop zlata, saj je bila zlatu takrat pripisana relativna atomska masa 197,2. Vendar je zlato monoizotopni element. Zato morajo tisti, ki želijo umetno pridobiti to želeno plemenito kovino, usmeriti vsa prizadevanja v sintezo edinega stabilnega izotopa - zlata-197.
Novice o uspešnih poskusih pridobivanja umetnega zlata vedno povzročajo zaskrbljenost v finančnih in vladajočih krogih. Tako je bilo v času rimskih vladarjev in tako ostaja še danes. Zato ne preseneča, da je suhoparno poročilo o raziskavah Nacionalnega laboratorija v Chicagu skupine profesorja Dempsterja pred kratkim povzročilo razburjenje v kapitalističnem finančnem svetu: v jedrskem reaktorju je mogoče dobiti zlato iz živega srebra! To je najnovejši in prepričljiv primer alkimistične transformacije.
To se je začelo že leta 1940, ko so v nekaterih laboratorijih za jedrsko fiziko začeli obstreljevati elemente, ki mejijo na zlato - živo srebro in platino - s hitrimi nevtroni, pridobljenimi s ciklotronom. Na srečanju ameriških fizikov v Nashvillu aprila 1941 sta A. Sherr in K. T. Bainbridge s harvardske univerze poročala o uspešnih rezultatih tovrstnih poskusov. Poslali so pospešene devtrone na litijevo tarčo in pridobili tok hitrih nevtronov, ki so ga uporabili za bombardiranje jeder živega srebra. Kot rezultat jedrske transformacije je bilo pridobljeno zlato!
Trije novi izotopi z masnimi števili 198, 199 in 200. Vendar ti izotopi niso bili tako stabilni kot naravni izotop zlata-197. Ko oddajajo beta žarke, so se po nekaj urah ali dneh spet pretvorili v stabilne izotope živega srebra z masnimi števili 198, 199 in 200. Zato sodobni privrženci alkimije niso imeli razloga za veselje. Zlato, ki se spremeni nazaj v živo srebro, je ničvredno: je zavajajoče zlato. Vendar pa so se znanstveniki veselili uspešnega preoblikovanja elementov. Svoje znanje o umetnih izotopih zlata so lahko razširili.
Osnova »transmutacije«, ki sta jo izvedla Sherr in Bainbridge, je t.i. n, str) -reakcija: jedro atoma živega srebra absorbira nevtron n, se spremeni v izotop zlata in sprosti proton R.
Naravno živo srebro vsebuje sedem izotopov v različnih količinah: 196 (0,146 %), 198 (10,02 %), 199 (16,84 %), 200 (23,13 %), 201 (13,22 %), 202 (29,80 %) in 204 (6,85 %). %). Ker sta Sherr in Bainbridge našla izotope zlata z masnimi števili 198, 199 in 200, je treba domnevati, da so slednji nastali iz izotopov živega srebra z enakimi masnimi števili. Na primer:
198 Hg+ n= 198 Au + R
Ta predpostavka se zdi upravičena - navsezadnje so ti izotopi živega srebra precej pogosti.
Verjetnost morebitne jedrske reakcije je določena predvsem s t.i učinkovit prerez oprijema atomskega jedra v odnosu do ustreznega bombardirajočega delca. Zato so sodelavci profesorja Dempsterja, fiziki Ingram, Hess in Haydn, poskušali natančno določiti efektivni prerez za zajem nevtronov z naravnimi izotopi živega srebra. Marca 1947 jim je uspelo dokazati, da imajo izotopi z masnimi številkami 196 in 199 največji presek zajetja nevtronov in zato največjo verjetnost, da postanejo zlato. Kot »stranski produkt« svojih eksperimentalnih raziskav so dobili ... zlato! Točno 35 mcg, pridobljenih iz 100 mg živega srebra po obsevanju z zmernimi nevtroni v jedrskem reaktorju. To pomeni izkoristek 0,035 %, če pa najdeno količino zlata pripišemo samo živemu srebru-196, dobimo soliden izkoristek 24 %, saj zlato-197 nastane samo iz izotopa živega srebra z masno število 196.
Pri hitrih nevtronih se pogosto pojavljajo ( n, R) reakcije in s počasnimi nevtroni - predvsem ( n, γ)-transformacije. Zlato, ki so ga odkrili Dempsterjevi zaposleni, je bilo oblikovano na naslednji način:
196 Hg+ n= 197 Hg* + γ
197 Hg* + e- = 197 Au
Nestabilno živo srebro-197, ki nastane s postopkom (n, γ), se posledično spremeni v stabilno zlato-197 K- zajem (elektron iz K-lupine lastnega atoma).
Tako so Ingram, Hess in Haydn v atomskem reaktorju sintetizirali znatne količine umetnega zlata! Kljub temu njihova "sinteza zlata" ni nikogar vznemirila, saj so zanjo izvedeli le znanstveniki, ki so skrbno spremljali objave v Physical Review. Poročilo je bilo kratko in verjetno za mnoge premalo zanimivo zaradi nesmiselnega naslova: “Nevtronski preseki za izotope živega srebra” ( Učinkoviti preseki zajetja nevtronov za izotope živega srebra).
Vendar je slučajno dve leti kasneje, leta 1949, preveč vnet novinar pograbil to povsem znanstveno sporočilo in v tržnem glasnem slogu v svetovnem tisku razpisal proizvodnjo zlata v jedrskem reaktorju. Po tem je v Franciji nastala velika zmeda pri kotiranju zlata na borzi. Zdelo se je, da se dogodki odvijajo točno tako, kot si je zamislil Rudolf Daumann, ki je v svojem znanstvenofantastičnem romanu napovedal »konec zlata«.
Vendar je umetno zlato, proizvedeno v jedrskem reaktorju, počakalo. Ni bilo možnosti, da bi preplavil svetovne trge. Mimogrede, profesor Dempster o tem ni dvomil. Postopoma se je francoski kapitalski trg spet umiril. To ni najmanjša zasluga francoske revije "Atoms", ki je v številki januarja 1950 objavila članek: "La transmutation du mercure en or" ( Transmutacija živega srebra v zlato).
Čeprav je revija načeloma priznavala možnost pridobivanja zlata iz živega srebra z jedrsko reakcijo, je svojim bralcem zagotovila naslednje: cena takšne umetne plemenite kovine bi bila večkrat višja od naravnega zlata, pridobljenega iz najrevnejših zlatih rud!
Zaposleni v Dempsterju si niso mogli odreči užitka, da bi v reaktorju pridobili določeno količino takšnega umetnega zlata. Od takrat ta majcena radovedna razstava krasi čikaški Muzej znanosti in industrije. To redkost - dokaz umetnosti "alkimistov" v atomski dobi - je bilo mogoče občudovati med ženevsko konferenco avgusta 1955.
Z vidika jedrske fizike je možnih več transformacij atomov v zlato. Končno vam bomo razkrili skrivnost filozofskega kamna in vam povedali, kako narediti zlato. Naj poudarimo, da je edina možna pot transformacija jeder. Vsi drugi recepti klasične alkimije, ki so prišli do nas, so ničvredni, vodijo le v prevaro.
Stabilno zlato, 197Au, bi lahko nastalo z radioaktivnim razpadom določenih izotopov sosednjih elementov. To nas uči tako imenovana nuklidna karta, na kateri so predstavljeni vsi znani izotopi in možne smeri njihovega razpada. Tako zlato-197 nastane iz živega srebra-197, ki oddaja beta žarke, ali pa iz takega živega srebra s K-zajemom. Zlato bi bilo mogoče izdelati tudi iz talija-201, če bi ta izotop oddajal alfa žarke. Vendar se to ne opazi. Kako dobiti izotop živega srebra z masnim številom 197, ki ga v naravi ni? Čisto teoretično ga je mogoče pridobiti iz talija-197, slednjega pa iz svinca-197. Oba nuklida se z zajemom elektrona spontano spremenita v živo srebro-197 oziroma talij-197. V praksi bi bila to edina, čeprav le teoretična možnost izdelave zlata iz svinca. Vendar je tudi svinec-197 le umetni izotop, ki ga je treba najprej pridobiti z jedrsko reakcijo. Z naravnim svincem ne bo delovalo.
Tudi izotope platine 197Pt in živega srebra 197Hg dobimo samo z jedrskimi transformacijami. Samo reakcije, ki temeljijo na naravnih izotopih, so res izvedljive. Kot izhodne snovi za to so primerne le 196 Hg, 198 Hg in 194 Pt. Te izotope bi lahko bombardirali s pospešenimi nevtroni ali alfa delci, da bi povzročili naslednje reakcije:
196 Hg+ n= 197 Hg* + γ
198 Hg+ n= 197 Hg* + 2n
194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n
Z enakim uspehom bi lahko pridobili želeni izotop platine iz 194 Pt z ( n, γ)-transformacija bodisi iz 200 Hg z ( n, α) -proces. Ob tem seveda ne smemo pozabiti, da sta naravno zlato in platina sestavljena iz mešanice izotopov, zato je treba v vsakem primeru upoštevati konkurenčne reakcije. Čisto zlato bo na koncu treba izolirati iz mešanice različnih nuklidov in neizreagiranih izotopov. Ta postopek bo zelo drag. Pretvorbo platine v zlato bo treba zaradi ekonomskih razlogov popolnoma opustiti: kot veste, je platina dražja od zlata.
Druga možnost za sintezo zlata je neposredna jedrska transformacija naravnih izotopov, na primer po naslednjih enačbah:
200Hg+ R= 197 Au + 4 He
199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He
Vodilo bi tudi do zlata-197 (γ, R) -proces (živo srebro-198), (α, R) -proces (platina-194) ali ( R, γ) ali (D, n)-transformacija (platina-196). Vprašanje je le, ali je to praktično izvedljivo in če je, ali je iz navedenih razlogov sploh stroškovno učinkovito. Ekonomično bi bilo le dolgotrajno obstreljevanje živega srebra z nevtroni, ki so v reaktorju prisotni v zadostni koncentraciji. Druge delce bi bilo treba proizvesti ali pospešiti v ciklotronu, metodi, za katero je znano, da proizvaja le majhne količine snovi.
Če je naravno živo srebro v reaktorju izpostavljeno nevtronskemu toku, potem poleg stabilnega zlata nastane predvsem radioaktivno zlato. To radioaktivno zlato (z masnimi števili 198, 199 in 200) ima zelo kratko življenjsko dobo in se v nekaj dneh vrne v svoje prvotne snovi z oddajanjem beta sevanja:
198 Hg+ n= 198 Au* + str
198 Au = 198 Hg + e- (2,7 dni)
Nikakor pa ni mogoče izključiti obratne transformacije radioaktivnega zlata v živo srebro, torej prekinitve tega Circulus vitiosusa: naravnih zakonov ni mogoče zaobiti.
Pod temi pogoji se sintetična proizvodnja drage plemenite kovine platine zdi manj zapletena kot "alkimija". Če bi bilo možno obstreljevanje nevtronov v reaktorju usmeriti tako, da bi pretežno ( n, α)-transformacije, potem lahko upamo, da bomo iz živega srebra pridobili znatne količine platine: vsi običajni izotopi živega srebra - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - se pretvorijo v stabilne izotope platine - 195 Pt, 196 Pt in 198 Pt. . Seveda je tudi tukaj postopek izolacije sintetične platine zelo zapleten.
Frederick Soddy je že leta 1913 predlagal način pridobivanja zlata z jedrsko transformacijo talija, živega srebra ali svinca. Vendar takrat znanstveniki niso vedeli ničesar o izotopski sestavi teh elementov. Če bi lahko izvedli postopek ločevanja alfa in beta delcev, ki ga je predlagal Soddy, bi bilo treba izhajati iz izotopov 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. Od tega v naravi obstaja le izotop 201 Hg, ki je pomešan z drugimi izotopi tega elementa in je kemično neločljiv. Posledično Soddyjev recept ni bil izvedljiv.
Česar ne zmore niti izjemen atomski raziskovalec, laiku seveda ne uspe. Pisatelj Dauman nam je v svoji knjigi "Konec zlata", ki je izšla leta 1938, dal recept za pretvorbo bizmuta v zlato: z odcepitvijo dveh alfa delcev iz bizmutovega jedra z uporabo visokoenergijskih rentgenskih žarkov. Takšna (γ, 2α) reakcija do danes ni znana. Poleg tega hipotetično preoblikovanje
205 Bi + γ = 197 Au + 2α
ne more iti iz drugega razloga: stabilnega izotopa 205 Bi ni. Bizmut je monoizotopni element! Edini naravni izotop bizmuta z masnim številom 209 lahko proizvede po principu Daumannove reakcije le radioaktivno zlato-201, ki se z razpolovno dobo 26 minut spet spremeni v živo srebro. Kot vidimo, junak Daumanovega romana, znanstvenik Bargengrond, ni mogel dobiti zlata!
Zdaj vemo, kako dejansko pridobiti zlato. Oboroženi z znanjem jedrske fizike, tvegajmo miselni eksperiment: spremenimo 50 kg živega srebra v jedrskem reaktorju v pravo zlato - v zlato-197. Pravo zlato prihaja iz živega srebra-196. Na žalost živo srebro vsebuje le 0,148 % tega izotopa. Zato je v 50 kg živega srebra le 74 g živega srebra-196 in samo to količino je mogoče pretvoriti v pravo zlato.
Bodimo najprej optimistični in predpostavimo, da lahko teh 74 g živega srebra-196 pretvorimo v enako količino zlata-197, če živo srebro obstreljujemo z nevtroni v sodobnem reaktorju s produktivnostjo 10 15 nevtronov/(cm 2 . z). Predstavljajmo si 50 kg živega srebra, to je 3,7 litra, v obliki krogle, postavljene v reaktor, potem bo na površino živega srebra, ki je enaka 1157 cm 2, vsako sekundo vplival pretok 1,16. . 10 18 nevtronov. Od tega je na 74 g izotopa-196 prizadetih 0,148 % ali 1,69 . 10 15 nevtronov. Če poenostavimo, nadalje predpostavimo, da vsak nevtron povzroči transformacijo 196 Hg v 197 Hg*, iz katerega z zajemom elektronov nastane 197 Au.
Zato imamo na razpolago 1,69 . 10 15 nevtronov na sekundo za pretvorbo atomov živega srebra-196. Koliko atomov je pravzaprav to? En mol elementa, to je 197 g zlata, 238 g urana, 4 g helija, vsebuje 6,022 . 10 23 atomov. O tej velikanski številki lahko dobimo le približno predstavo na podlagi vizualne primerjave. Na primer to: predstavljajte si, da je celotno prebivalstvo sveta leta 1990 - približno 6 milijard ljudi - začelo šteti to število atomov. Vsak prešteje en atom na sekundo. V prvi sekundi bi šteli 6 . 10 9 atomov, v dveh sekundah - 12 . 10 9 atomov itd. Koliko časa bi človeštvo leta 1990 potrebovalo, da bi preštelo vse atome v enem molu? Odgovor je osupljiv: približno 3.200.000 let!
74 g živega srebra-196 vsebuje 2,27 . 10 23 atomov. Na sekundo z danim nevtronskim tokom lahko transmutiramo 1,69 . 10 15 atomov živega srebra. Kako dolgo bo trajalo pretvorbo celotne količine živega srebra-196? Tukaj je odgovor: zahtevalo bi intenzivno nevtronsko obstreljevanje iz reaktorja z visokim pretokom štiri leta in pol! Te enormne stroške moramo imeti, da na koncu iz 50 kg živega srebra pridobimo le 74 g zlata, takšno sintetično zlato pa moramo ločiti tudi od radioaktivnih izotopov zlata, živega srebra itd.
Da, tako je, v dobi atoma lahko narediš zlato. Vendar je postopek predrag. Zlato, umetno proizvedeno v reaktorju, je neprecenljivo. Mešanico njegovih radioaktivnih izotopov bi bilo lažje prodajati kot »zlato«. Morda bo pisce znanstvene fantastike zamikalo ustvarjati zgodbe o tem »poceni« zlatu?
"Mare tingerem, si mercuris esset" ( Morje bi spremenil v zlato, če bi bilo sestavljeno iz živega srebra). To hvalisavo izjavo so pripisali alkimistu Raymundusu Lullusu. Recimo, da v atomskem reaktorju ne spremenimo morja, ampak veliko količino živega srebra v 100 kg zlata. To radioaktivno zlato, ki se navzven ne razlikuje od naravnega zlata, leži pred nami v obliki sijočih ingotov. S kemijskega vidika je tudi to čisto zlato.
Neki Krez kupi te palice po, za kar meni, podobni ceni. Ne ve, da v resnici govorimo o mešanici radioaktivnih izotopov 198 Au in 199 Au, katerih razpolovna doba je od 65 do 75 ur.. Lahko si predstavljate tega skopuha, ko vidi, kako mu zlati zaklad dobesedno polzi med prsti.
Vsake tri dni se njegovo premoženje zmanjša za polovico in tega ne more preprečiti; po enem tednu bo od 100 kg zlata ostalo samo 20 kg zlata, po desetih razpolovnih dobah (30 dni) - praktično nič (teoretično je to še 80 g). V zakladnici je ostala le velika luža živega srebra. Varljivo zlato alkimistov!
