Đoạn Video
Ảnh
david.tuongpham
Thành viên nổi tiếng
Các nhà giả kim, các bạn sẽ vô cùng vui mừng khi biết rằng mình có thể tạo ra vàng trong phòng thí nghiệm. Tất cả những gì bạn cần là một phản ứng hạt nhân, một máy gia tốc hạt, hoặc một vụ nổ siêu tân tinh.
Phần lớn vàng trên Trái Đất đến từ không gian vũ trụ. Khi các ngôi sao khổng lồ phát nổ trong siêu tân tinh hoặc va chạm với sao neutron, chúng giải phóng năng lượng khổng lồ, kết hợp các nguyên tố nhẹ hơn thành kim loại nặng như vàng. Vàng nguyên tử này được rải rác khắp vũ trụ, bị mắc kẹt trong Trái Đất đang hình thành, và sau đó nổi lên bề mặt, sẵn sàng tỏa sáng.
Nhờ vào công nghệ hiện đại, người ta có thể tạo ra hiệu ứng tương tự trong phòng thí nghiệm, cho phép các nhà khoa học tạo ra vàng từ các nguyên tố khác. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ đến mức hiệu quả kinh tế rất thấp và về cơ bản là vô nghĩa.
Mỗi nguyên tử vàng có một hạt nhân ở giữa với 79 proton (do đó số hiệu nguyên tử của nó là 79). Về lý thuyết, có thể loại bỏ một trong những proton này để tạo ra bạch kim (số hiệu nguyên tử 78) hoặc thêm một proton để tạo ra thủy ngân (số hiệu nguyên tử 80).
Thật không may, nói thì dễ hơn làm. Vàng gần như trơ về mặt hóa học và là một trong những nguyên tố hóa học ít phản ứng nhất. Các nguyên tử cực kỳ ổn định của nó sẽ đứng vững trước hầu hết các lực muốn thay đổi nó.
Một cách để tìm ra điểm yếu của nó là sử dụng phản ứng hạt nhân, tức là các quá trình thay đổi hạt nhân nguyên tử bằng cách thêm hoặc bớt proton. Như một thí nghiệm năm 1941 đã chứng minh , nếu bạn bắn thủy ngân bằng neutron đúng cách, nó sẽ bắn ra một proton và tạo ra vàng. Đúng là vàng là đồng vị phóng xạ, nhưng nó vẫn là vàng.
Tương tự như vậy, hiệu ứng tương tự có thể đạt được thông qua phản ứng hạt nhân của bạch kim khiến nó thu được một proton và tạo ra vàng phóng xạ.
Một phương pháp khác để tạo ra vàng là can thiệp vào các nguyên tử trong máy gia tốc hạt. Tại Máy Va chạm Hadron Lớn của CERN, các nhà vật lý đã tạo ra vàng bằng cách cho các hạt nhân chì (số nguyên tử 82) va chạm vào nhau.
Các va chạm năng lượng cực cao giữa các hạt nhân chì tạo ra plasma quark-gluon, một trạng thái vật chất nóng và đặc được cho là đã lấp đầy vũ trụ khoảng một phần triệu giây sau Vụ Nổ Lớn. Các hạt nhân va chạm tránh nhau trong gang tấc mà không "chạm vào nhau", tạo ra một gợn sóng mạnh trong trường điện từ, tách ra ba proton, tạo ra vàng.
Cũng giống như phản ứng hạt nhân, quá trình này đòi hỏi rất nhiều công sức và chỉ tạo ra một lượng vàng "nhỏ giọt", mặc dù có rất nhiều năng lượng được sử dụng.
Tóm lại, cần hàng triệu đô la tiền năng lượng và thiết bị để tạo ra vài đô la vàng tổng hợp. Đối với một số phương pháp, chi phí có thể còn cao hơn nữa.
Nhà hóa học đoạt giải Nobel Glenn Seaborg đã chuyển đổi các nguyên tử bismuth (số nguyên tử 83) thành vàng tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley trong một loạt thí nghiệm nổi tiếng vào những năm 1980. Ông đã thực hiện điều này bằng cách bắn phá bismuth bằng hạt nhân carbon thông qua một máy gia tốc hạt, làm vỡ đủ số proton để một số hạt nhân chuyển hóa thành vàng.
Thí nghiệm của Seaborg đã chứng minh được một điều, nhưng chắc chắn không phải là một kế hoạch làm giàu nhanh chóng. Seaborg được cho là đã bình luận với hãng thông tấn Associated Press: "Sẽ tốn hơn một nghìn tỷ đô la cho mỗi ounce vàng để sản xuất bằng thí nghiệm này."
Phần lớn vàng trên Trái Đất đến từ không gian vũ trụ. Khi các ngôi sao khổng lồ phát nổ trong siêu tân tinh hoặc va chạm với sao neutron, chúng giải phóng năng lượng khổng lồ, kết hợp các nguyên tố nhẹ hơn thành kim loại nặng như vàng. Vàng nguyên tử này được rải rác khắp vũ trụ, bị mắc kẹt trong Trái Đất đang hình thành, và sau đó nổi lên bề mặt, sẵn sàng tỏa sáng.
Nhờ vào công nghệ hiện đại, người ta có thể tạo ra hiệu ứng tương tự trong phòng thí nghiệm, cho phép các nhà khoa học tạo ra vàng từ các nguyên tố khác. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi một lượng năng lượng khổng lồ đến mức hiệu quả kinh tế rất thấp và về cơ bản là vô nghĩa.
Mỗi nguyên tử vàng có một hạt nhân ở giữa với 79 proton (do đó số hiệu nguyên tử của nó là 79). Về lý thuyết, có thể loại bỏ một trong những proton này để tạo ra bạch kim (số hiệu nguyên tử 78) hoặc thêm một proton để tạo ra thủy ngân (số hiệu nguyên tử 80).
Thật không may, nói thì dễ hơn làm. Vàng gần như trơ về mặt hóa học và là một trong những nguyên tố hóa học ít phản ứng nhất. Các nguyên tử cực kỳ ổn định của nó sẽ đứng vững trước hầu hết các lực muốn thay đổi nó.
Một cách để tìm ra điểm yếu của nó là sử dụng phản ứng hạt nhân, tức là các quá trình thay đổi hạt nhân nguyên tử bằng cách thêm hoặc bớt proton. Như một thí nghiệm năm 1941 đã chứng minh , nếu bạn bắn thủy ngân bằng neutron đúng cách, nó sẽ bắn ra một proton và tạo ra vàng. Đúng là vàng là đồng vị phóng xạ, nhưng nó vẫn là vàng.
Tương tự như vậy, hiệu ứng tương tự có thể đạt được thông qua phản ứng hạt nhân của bạch kim khiến nó thu được một proton và tạo ra vàng phóng xạ.
Một phương pháp khác để tạo ra vàng là can thiệp vào các nguyên tử trong máy gia tốc hạt. Tại Máy Va chạm Hadron Lớn của CERN, các nhà vật lý đã tạo ra vàng bằng cách cho các hạt nhân chì (số nguyên tử 82) va chạm vào nhau.
Các va chạm năng lượng cực cao giữa các hạt nhân chì tạo ra plasma quark-gluon, một trạng thái vật chất nóng và đặc được cho là đã lấp đầy vũ trụ khoảng một phần triệu giây sau Vụ Nổ Lớn. Các hạt nhân va chạm tránh nhau trong gang tấc mà không "chạm vào nhau", tạo ra một gợn sóng mạnh trong trường điện từ, tách ra ba proton, tạo ra vàng.
Cũng giống như phản ứng hạt nhân, quá trình này đòi hỏi rất nhiều công sức và chỉ tạo ra một lượng vàng "nhỏ giọt", mặc dù có rất nhiều năng lượng được sử dụng.
Tóm lại, cần hàng triệu đô la tiền năng lượng và thiết bị để tạo ra vài đô la vàng tổng hợp. Đối với một số phương pháp, chi phí có thể còn cao hơn nữa.
Nhà hóa học đoạt giải Nobel Glenn Seaborg đã chuyển đổi các nguyên tử bismuth (số nguyên tử 83) thành vàng tại Phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley trong một loạt thí nghiệm nổi tiếng vào những năm 1980. Ông đã thực hiện điều này bằng cách bắn phá bismuth bằng hạt nhân carbon thông qua một máy gia tốc hạt, làm vỡ đủ số proton để một số hạt nhân chuyển hóa thành vàng.
Thí nghiệm của Seaborg đã chứng minh được một điều, nhưng chắc chắn không phải là một kế hoạch làm giàu nhanh chóng. Seaborg được cho là đã bình luận với hãng thông tấn Associated Press: "Sẽ tốn hơn một nghìn tỷ đô la cho mỗi ounce vàng để sản xuất bằng thí nghiệm này."
