鉛を本当に金に変えることができますか?

錬金術の背後にある科学

ニコラ・ミリコビッチ/ゲッティイメージズ

化学が科学になる前に、 錬金術 .錬金術師の最高のクエストの1つは、 変換する (変換) 鉛を金に変える.

鉛 （原子番号82）と金（原子番号79）は、持つ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 (陽子) 番号を変更する必要があります。要素内の陽子の数は、化学的手段によって変更することはできません。ただし、物理学を使用して陽子を追加または削除し、それによってある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、陽子を 3 つ放出させるには莫大なエネルギーを投入する必要があり、それを変換するコストは結果として得られる金の価値を大幅に上回ります。

歴史

鉛を金に変換することは、理論的に可能であるだけでなく、達成されています! 1951 年のノーベル化学賞受賞者であるグレン シーボーグが、微量の鉛を変換することに成功したことが報告されています (ただし、彼は鉛の代わりに使用されることが多い別の安定した金属であるビスマスから始めた可能性があります)。 金 以前の報告 (1972 年) では、ソビエトの物理学者が、シベリアのバイカル湖近くの核研究施設で、実験用原子炉の鉛シールドを金に変えた反応を偶然発見したことを詳述しています。

今日の変容

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、電場と磁場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通ってドリフトします。ギャップの間に粒子が出現するたびに、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、磁場が円形の経路を移動する粒子を加速します。いずれの場合も、加速された粒子がターゲット材料に衝突し、自由な陽子または中性子をノックアウトして、新しい元素または同位体を生成する可能性があります。条件はあまり制御されていませんが、原子炉は元素の作成にも使用できます。

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によって新しい元素が作成され、鉄 (原子番号 26) までのますます重い元素が生成されます。このプロセスは、核合成と呼ばれます。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、金が鉛に変わることがありますが、その逆はありません。

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際的です。鉱物 方鉛鉱（硫化鉛、PbS）、セルサイト（炭酸鉛、PbCO）₃)、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。鉱石が粉砕されると、化学技術で金を鉛から分離するのに十分です。結果はほとんど錬金術です。