原创 汞变黄金有望成为现实?新研究:利用核聚变反应堆可批量生产黄金
创始人
2025-08-04 20:53:18
0次

在元素周期表中,黄金和汞分别是79号元素(Au)和80号元素(Hg),这也就意味着,黄金原子核内有79个质子,而汞原子核内有80个质子,所以从理论上来讲,只要我们能够在汞原子核里去除一个质子,就可以将汞变成黄金。

不过在过去的日子里,人们普遍认为,由于这种方法需要的技术很复杂、成本也高昂,而最终产出的黄金却极为有限,投入与产出严重不成比例,因此在现实中并不具备可行性。

引人注目的是,一项近日发表在预印本服务器(arXiv)上的新研究,提出了一种方法,即:利用核聚变反应堆可批量生产黄金。研究人员指出,如果该方法得到进一步的验证,那么在不太遥远的未来,汞变黄金就有望成为现实。

根据介绍,这项研究的理论核心在于巧妙利用氘-氚聚变反应过程中释放的高能中子。

简单来讲,氘-氚聚变反应被认为是目前人类最有可能实现的可控核聚变形式。氘和氚是氢的两种同位素,氘的原子核包含一个质子和一个中子,而氚的原子核则由一个质子和两个中子组成,当氘和氚发生聚变时,它们会结合成氦-4原子核(由两个质子和两个中子构成),同时释放出大量能量和一个中子。

研究人员指出,由于氚在地球上极为稀缺,核聚变反应堆必须具备自主增殖氚的能力,因此在核聚变反应堆(特指一种被称为“托卡马克”的环形装置)的内壁周围,通常会安装一层特殊设计的“增殖毯”。

这层“增殖毯”由两类材料组成:一类是氚增殖材料,主要使用锂,用于吸收核聚变过程中释放的中子并通过核反应生成氚;另一类是中子倍增材料,如铍或铅,其作用是通过与入射中子反应产生多个次级中子,从而提高氚的增殖效率。

而他们提出的方法,就是将一种自然界较为常见的稳定汞同位素——汞-198(自然丰度约10%)——也掺入到这层“增殖毯”中,

当聚变反应开始,其释放的高能中子流就会持续不断地轰击这层含有汞-198的材料,并通过以下三步生产出黄金。

第一步是中子捕获:一个高能中子撞击一个汞-198原子核,并被其捕获。

第二步是核素转变:汞-198原子核捕获到高能中子后,会转变成另一种不稳定的汞同位素——汞-197。

这一步涉及到一种被称为“(n,2n)”的核反应,其反应式可表示为“目标核 + 中子 → 新核 + 2个中子”。

其原理简单来讲就是,(n,2n)是一个吸能反应,原子核在捕获中子后,如果入射中子具有足够的能量,原子核就会处于激发态,在此状态下,原子核是不稳定的,它会发射出两个中子来释放能量,然后才会稳定下来。

研究人员指出,这是实现转化的关键一步,而由于氘-氚聚变反应释放出的高能中子足以触发汞-198的 (n,2n) 反应,因此这一步在理论上是完全可行的。

第三步是自发衰变:由于汞-197的原子核内部结构不稳定,它会自发地寻求更稳定的状态,在此过程中,它会通过一个名为“电子俘获”的过程进行衰变。

其过程简单来说就是,汞-197原子核会从自己的电子壳层中捕获一个电子,这个电子会与核内的一个质子结合,从而变成一个中子。

此过程完成后,原子核内的质子数就从80个减少到了79个,而这也就意味着,它转变成了金-197——而这也是我们已知的唯一一种稳定黄金同位素。

研究人员通过计算机模拟计算出,这个从汞-197转变为金-197的过程相当迅速,其半衰期仅为约64小时。

而更引人注目的是其可批量生产黄金的潜力,计算结果表明,通过这种方法,一个输出功率为1吉瓦(1GW)的核聚变反应堆,理论上每年能够生产出大约2吨的黄金。

研究人员表示,我们目前只能说汞变黄金有望在未来成为现实,而不是确定,这是因为此项研究现在还只是基于理论上的推演和计算机模拟,尚未在真实的聚变反应堆中得到实验数据,理论能否转化为现实,还需要大量的后续工作来进行验证。

参考资料:Scalable Chrysopoeia via(n,2n)Reactions Driven by Deuterium-Tritium Fusion Neutrons,arXiv:2507.13461

相关内容

热门资讯

完善社保体系促农村消费潜能释放 扩大内需、提振消费,是当前推动我国经济高质量发展的关键着力点。7月30日召开的中共中央政治局会议强调...
江波龙于9月8日斥资4.48亿... 江波龙(09976)发布公告,于2026年9月8日斥资4.48亿元回购124.95万股A股。
刚刚,突破“心理防线”!全球美... 汇率再成全球变数! 9月8日早上,美元兑日元USD/JPY跌破153,刷新今年2月以来新低,日内跌幅...
原创 从... 前言 加拿大人的关税铁锤,9月8日凌晨准时砸了下来,这不是一场普通的贸易摩擦,而是北美大陆持续了几十...
韩国股市酝酿触底博弈:外资抛售... 韩国股市在经历极端的杠杆出清与外资集中抛售后,正迎来估值与技术面的双重拐点。KOSPI 200估值已...
4胜0负!中国女篮优势明显 波... 北京时间9月9日消息,中国女篮将在今晚的世界杯8强资格赛中对阵波多黎各女篮,获胜的球队将晋级女篮世界...
巨头创始人离婚,未签婚前协议,... 近日,运动休闲品牌lululemon(露露乐蒙)创始人奇普・威尔逊(Chip Wilson)的离婚消...
太重铸锻件分公司降本增效超20... 面对原材料价格持续攀升、贵重合金成本大幅上涨的严峻市场形势,太重集团铸锻件分公司摒弃粗放生产模式,深...
原创 中... 中东这把火烧得越来越旺,油价窜到快100美元一桶,看着新闻心里挺感慨的。二十多年前中国搞电车、砸光伏...
甲氧基PEG修饰多肽定制:从分... 甲氧基聚乙二醇(mPEG)修饰多肽是生物医药领域一项关键的药物改性技术。通过在多肽分子表面引入亲水性...
上海朱吉:做双眼皮前,先搞懂自... 在上海生活久了,你会发现这座城市对“精致”的要求格外高。不少朋友来做双眼皮面诊时,习惯性地掏出手机里...
9.09股市早8点丨关键:不是... 关键:不是双底就是双头! 股市早8点 老沙自媒体 2026年9月9日(周三) ▊美股三大指数收跌 ...
全球化产能布局稳步推进,中邮证... 9月8日,中邮证券研报指出, 亚香股份(301220.SZ)盈利阶段性承压,全球化产能布局稳步推进。...
福建福鼎遭强降雨,水产养殖户:... 编者按 养殖户提前加固鱼排抵御台风,却败给了始料未及的淡水倒灌。打捞不尽的死鱼、无法理赔的灾情、沉重...
美股收盘:三大指数集体收跌 算... 财联社9月9日讯(编辑 赵昊)周二(9月8日),美股三大指数集体走低,均连续两个交易日收跌。 截至收...
高层密集变动后,水井坊交出半年... 新华社旗下中经智库9月8日发布的智库报告显示,2026年上半年,白酒行业已全面进入“量价利齐跌”的深...
股市必读:贵阳银行新发布《贵阳... 截至2026年9月8日收盘,贵阳银行(601997)报收于5.61元,上涨1.26%,换手率1.36...
河南省卫生健康委召开专题会议 ... 9月3日,河南省卫生健康委召开医学科技创新工作专题会议,深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新和卫生健...
原创 继... 标题:继母给我煮粥,她出去吃好的,离家出走多年,一双鞋让我回家心切。 在浩瀚的星座世界里,每个星座...
铜价再创新高,还能再涨吗? 今年有望突破1.5万美元/吨。 图片来源:界面图库 LME铜价再创历史新高。 伦敦金属交易所(L...