ThanhDat
Intern Writer
Trong bảng tuần hoàn, vàng và thủy ngân là hai nguyên tố nằm liền kề, lần lượt mang số hiệu nguyên tử là 79 (Au) và 80 (Hg). Điều này đồng nghĩa vàng có 79 proton trong hạt nhân, còn thủy ngân có 80 proton. Về lý thuyết, nếu loại bỏ được một proton khỏi hạt nhân thủy ngân, ta sẽ thu được vàng.
Trước đây, ý tưởng này bị cho là không khả thi vì cần công nghệ cực kỳ phức tạp, chi phí cao, sản lượng vàng rất thấp và không cân xứng với chi phí đầu tư.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới công bố trên máy chủ arXiv đã đề xuất phương pháp biến thủy ngân thành vàng bằng cách sử dụng lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nghiên cứu này mở ra triển vọng biến điều tưởng chừng phi lý thành hiện thực trong tương lai.
Phương pháp này dựa trên phản ứng tổng hợp deuterium-tritium, hiện được xem là hình thức tổng hợp hạt nhân có kiểm soát khả thi nhất. Deuterium và tritium là hai đồng vị của hydro. Khi kết hợp, chúng tạo thành helium-4 và giải phóng năng lượng lớn cùng một neutron có năng lượng cao.
Tritium rất hiếm trên Trái Đất nên lò phản ứng phải có khả năng tự tái tạo tritium. Vì vậy, người ta bố trí một "tấm chăn sinh sản" xung quanh thành trong lò tokamak. Tấm chăn này chứa vật liệu sinh tritium như lithium, giúp hấp thụ neutron và tạo ra tritium mới, và vật liệu nhân neutron như berili hoặc chì, giúp tạo thêm neutron thứ cấp.
Nhóm nghiên cứu đề xuất cho thêm thủy ngân-198 (loại phổ biến ngoài tự nhiên, chiếm khoảng 10%) vào trong tấm chăn. Khi phản ứng tổng hợp diễn ra, neutron năng lượng cao sẽ liên tục bắn phá thủy ngân-198, biến nó thành vàng qua ba bước.
Đầu tiên, hạt nhân thủy ngân-198 bắt giữ neutron, sau đó chuyển thành thủy ngân-197 nhờ phản ứng (n,2n). Khi thủy ngân-197 được hình thành, nó không ổn định và sẽ tự phân rã theo cơ chế "bắt electron", biến một proton thành neutron. Khi proton giảm từ 80 xuống còn 79, thủy ngân sẽ biến thành vàng-197, đồng vị vàng duy nhất tồn tại ngoài tự nhiên.
Mô phỏng cho thấy thời gian bán hủy của thủy ngân-197 chỉ khoảng 64 giờ. Nhóm nghiên cứu cũng tính toán rằng nếu áp dụng phương pháp này trong một lò phản ứng tổng hợp công suất 1 gigawatt (1GW), lý thuyết có thể tạo ra khoảng 2 tấn vàng mỗi năm.
Tuy nhiên, đây mới chỉ là mô phỏng lý thuyết. Chưa có thực nghiệm nào xác nhận khả năng này trong lò phản ứng thật. Việc biến lý thuyết thành hiện thực vẫn cần nhiều nghiên cứu và xác minh tiếp theo.
Biến ý tưởng thời trung cổ thành công nghệ hiện đại
Dù việc biến thủy ngân thành vàng từng là giấc mơ của các nhà giả kim thời xưa, khoa học hiện đại đang tiến gần hơn bao giờ hết đến việc hiện thực hóa giấc mơ đó. Nếu công nghệ tổng hợp hạt nhân phát triển đúng hướng, việc sản xuất vàng từ thủy ngân có thể trở thành một trong những bước ngoặt lớn trong lịch sử vật lý hạt nhân và công nghệ vật liệu.
(Sohu)
Trước đây, ý tưởng này bị cho là không khả thi vì cần công nghệ cực kỳ phức tạp, chi phí cao, sản lượng vàng rất thấp và không cân xứng với chi phí đầu tư.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới công bố trên máy chủ arXiv đã đề xuất phương pháp biến thủy ngân thành vàng bằng cách sử dụng lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nghiên cứu này mở ra triển vọng biến điều tưởng chừng phi lý thành hiện thực trong tương lai.
Phương pháp này dựa trên phản ứng tổng hợp deuterium-tritium, hiện được xem là hình thức tổng hợp hạt nhân có kiểm soát khả thi nhất. Deuterium và tritium là hai đồng vị của hydro. Khi kết hợp, chúng tạo thành helium-4 và giải phóng năng lượng lớn cùng một neutron có năng lượng cao.
Tritium rất hiếm trên Trái Đất nên lò phản ứng phải có khả năng tự tái tạo tritium. Vì vậy, người ta bố trí một "tấm chăn sinh sản" xung quanh thành trong lò tokamak. Tấm chăn này chứa vật liệu sinh tritium như lithium, giúp hấp thụ neutron và tạo ra tritium mới, và vật liệu nhân neutron như berili hoặc chì, giúp tạo thêm neutron thứ cấp.
Nhóm nghiên cứu đề xuất cho thêm thủy ngân-198 (loại phổ biến ngoài tự nhiên, chiếm khoảng 10%) vào trong tấm chăn. Khi phản ứng tổng hợp diễn ra, neutron năng lượng cao sẽ liên tục bắn phá thủy ngân-198, biến nó thành vàng qua ba bước.
Đầu tiên, hạt nhân thủy ngân-198 bắt giữ neutron, sau đó chuyển thành thủy ngân-197 nhờ phản ứng (n,2n). Khi thủy ngân-197 được hình thành, nó không ổn định và sẽ tự phân rã theo cơ chế "bắt electron", biến một proton thành neutron. Khi proton giảm từ 80 xuống còn 79, thủy ngân sẽ biến thành vàng-197, đồng vị vàng duy nhất tồn tại ngoài tự nhiên.
Mô phỏng cho thấy thời gian bán hủy của thủy ngân-197 chỉ khoảng 64 giờ. Nhóm nghiên cứu cũng tính toán rằng nếu áp dụng phương pháp này trong một lò phản ứng tổng hợp công suất 1 gigawatt (1GW), lý thuyết có thể tạo ra khoảng 2 tấn vàng mỗi năm.
Tuy nhiên, đây mới chỉ là mô phỏng lý thuyết. Chưa có thực nghiệm nào xác nhận khả năng này trong lò phản ứng thật. Việc biến lý thuyết thành hiện thực vẫn cần nhiều nghiên cứu và xác minh tiếp theo.
Biến ý tưởng thời trung cổ thành công nghệ hiện đại
Dù việc biến thủy ngân thành vàng từng là giấc mơ của các nhà giả kim thời xưa, khoa học hiện đại đang tiến gần hơn bao giờ hết đến việc hiện thực hóa giấc mơ đó. Nếu công nghệ tổng hợp hạt nhân phát triển đúng hướng, việc sản xuất vàng từ thủy ngân có thể trở thành một trong những bước ngoặt lớn trong lịch sử vật lý hạt nhân và công nghệ vật liệu.
(Sohu)
