VNR Content
Pearl
Phàm là con người, không ai không thích vàng! Kim loại này có độ bóng đẹp, nhưng cũng có các tính chất vật lý và hóa học ưu việt, chẳng hạn như độ dẻo và tính dễ uốn tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn mạnh và khả năng chống oxy hóa, độ dẫn điện tốt... Quan trọng hơn, số vàng mà con người có thể tìm thấy trên bề mặt trái đất là vô cùng hạn chế, điều này khiến vàng càng trở nên quý giá hơn.
Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần bắt đầu với sự tiến hóa của các vì sao trong vũ trụ. Các ngôi sao dựa vào năng lượng do phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong cung cấp để phát ra ánh sáng và nhiệt. Nói một cách đơn giản, bên trong các ngôi sao, các nguyên tố nhẹ hơn liên tục được hợp nhất thành các nguyên tố nặng hơn, sau đó tiếp tục giải phóng năng lượng ra bên ngoài.
Lực thúc đẩy sự tổng hợp hạt nhân của các ngôi sao thực ra đến từ lực hấp dẫn của bản thân ngôi sao, khối lượng của một ngôi sao càng lớn thì lực hấp dẫn của chính nó càng lớn, có thể tạo ra các nguyên tố nặng hơn, nhưng sự tổng hợp hạt nhân của các ngôi sao không thể tạo ra tất cả các nguyên tố trong đó. vũ trụ. Các nguyên tố, ngay cả đối với những ngôi sao lớn, chỉ có thể được hợp nhất với sắt, tại sao? Điều này là do ngay cả khi sắt và các nguyên tố nặng hơn sắt trải qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, chúng sẽ không giải phóng năng lượng mà sẽ hấp thụ năng lượng.
Do đó, khi phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong các ngôi sao khối lượng lớn trong vũ trụ tiến đến bước của nguyên tố sắt, ngôi sao sẽ suy sụp mạnh do mất năng lượng đột ngột bên trong, sau đó sẽ xảy ra vụ nổ cực mạnh, còn được gọi là "vụ nổ siêu tân tinh".
Khi một ngôi sao khối lượng lớn trải qua một "vụ nổ siêu tân tinh", nó sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ trong một khoảng thời gian rất ngắn và tạo ra một môi trường cực kỳ giàu neutron. Trong điều kiện như vậy, các hạt nhân nguyên tử nhẹ hơn sẽ thu giữ một lượng lớn neutron Và nhanh chóng trở nên nặng hơn, và các hạt nhân ở trạng thái này không ổn định, chúng sẽ sớm phân rã và sau đó tạo thành một số lượng lớn các nguyên tố nặng hơn sắt, bao gồm cả vàng.
Sau "vụ nổ siêu tân tinh", các mảnh vỡ do ngôi sao để lại sẽ dựa theo khối lượng của chính nó mà hình thành các thiên thể khác nhau, nếu khối lượng đặc biệt lớn sẽ tạo thành lỗ đen, còn nếu khối lượng tương đối nhỏ sẽ tạo thành ngôi sao neutron. Theo thời gian, những ngôi sao neutron đó trong vũ trụ có thể tiếp cận lẫn nhau và va chạm, khi các ngôi sao neutron va chạm sẽ hình thành một môi trường có mật độ neutron cực cao và năng lượng cao, đồng thời sinh ra một lượng lớn nguyên tố nặng, tất nhiên cũng chứa một lượng vàng đáng kể.
Trên thực tế, vàng trên trái đất là tinh bụi từ những ngôi sao cổ xưa, sau khi lưu lạc trong vũ trụ hàng trăm triệu năm, chúng đã đến trái đất.
Tôi tin rằng mọi người đều biết rằng một nguyên tử thuộc về nguyên tố nào thực ra được xác định bởi số lượng proton bên trong hạt nhân của nó, ví dụ như nếu có một proton bên trong hạt nhân thì đó là nguyên tố số 1 hydro, và nếu có hai proton, nó là heli nguyên tố số 2... Vì vậy, trên lý thuyết, chỉ cần chúng ta có thể tìm ra cách thay đổi khối lượng và số lượng trong hạt nhân của các nguyên tố khác, chúng ta có thể biến chúng thành vàng.
Vàng là nguyên tố thứ 79 (Au) trong chu kỳ nguyên tố, nghĩa là hạt nhân của vàng chứa 79 proton, vì vậy nếu bạn muốn tạo ra vàng một cách nhân tạo, cách tốt nhất là bắt đầu từ các nguyên tố tiếp giáp với vàng trong chu kỳ nguyên tố, chẳng hạn như nguyên tố 78 bạch kim (Pt) và nguyên tố 80 thủy ngân (Hg), nhưng trên trái đất, bạch kim quý hơn vàng, vì vậy nói một cách tương đối, việc chuyển thủy ngân thành vàng sẽ khả thi hơn?
Một phương pháp hiệu quả là bắn phá các hạt năng lượng cao, nguyên tắc có thể được mô tả đơn giản là sử dụng "lực tác động" của các hạt năng lượng cao để đánh bật một proton trong hạt nhân của nguyên tử thủy ngân và biến nó thành một nguyên tử vàng. Trên thực tế, phương pháp này đã được chứng minh là có hiệu quả, vì các nhà vật lý đã sản xuất thành công một lượng nhỏ vàng bằng cách bắn phá hạt nhân thủy ngân bằng neutron năng lượng cao từ thế kỷ trước.
Ngoài nguyên tố 80 là thủy ngân, một nguyên tố khác cũng có thể chuyển hóa thành vàng bằng các phương pháp vật lý tương đối đơn giản, nguyên tố này là bismuth (Bi), chính là nguyên tố 83, hạt nhân của nó có nhiều hơn vàng 4 proton, và chúng ta đều biết rằng hạt alpha có 4 baryon (hai proton và hai neutron) nên chúng ta có thể dùng hạt alpha tiên tiến để bắn phá hạt nhân bismuth, để có thể đánh bật 4 proton, từ đó biến chúng thành nguyên tử vàng.
Sau đó, câu hỏi đặt ra, vì chúng ta có thể sử dụng các phương tiện vật chất để sản xuất vàng một cách nhân tạo, tại sao vàng vẫn rất hiếm trên trái đất hiện đại? Lý do chính là năm chữ: “Lợi ít hơn tổn thất”, cụ thể là giá trị của vàng được sản xuất theo phương pháp nói trên thấp hơn rất nhiều so với tài nguyên tiêu tốn để sản xuất ra chúng.
Vàng trên trái đất đến từ đâu?
Lực thúc đẩy sự tổng hợp hạt nhân của các ngôi sao thực ra đến từ lực hấp dẫn của bản thân ngôi sao, khối lượng của một ngôi sao càng lớn thì lực hấp dẫn của chính nó càng lớn, có thể tạo ra các nguyên tố nặng hơn, nhưng sự tổng hợp hạt nhân của các ngôi sao không thể tạo ra tất cả các nguyên tố trong đó. vũ trụ. Các nguyên tố, ngay cả đối với những ngôi sao lớn, chỉ có thể được hợp nhất với sắt, tại sao? Điều này là do ngay cả khi sắt và các nguyên tố nặng hơn sắt trải qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, chúng sẽ không giải phóng năng lượng mà sẽ hấp thụ năng lượng.
Do đó, khi phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong các ngôi sao khối lượng lớn trong vũ trụ tiến đến bước của nguyên tố sắt, ngôi sao sẽ suy sụp mạnh do mất năng lượng đột ngột bên trong, sau đó sẽ xảy ra vụ nổ cực mạnh, còn được gọi là "vụ nổ siêu tân tinh".
Sau "vụ nổ siêu tân tinh", các mảnh vỡ do ngôi sao để lại sẽ dựa theo khối lượng của chính nó mà hình thành các thiên thể khác nhau, nếu khối lượng đặc biệt lớn sẽ tạo thành lỗ đen, còn nếu khối lượng tương đối nhỏ sẽ tạo thành ngôi sao neutron. Theo thời gian, những ngôi sao neutron đó trong vũ trụ có thể tiếp cận lẫn nhau và va chạm, khi các ngôi sao neutron va chạm sẽ hình thành một môi trường có mật độ neutron cực cao và năng lượng cao, đồng thời sinh ra một lượng lớn nguyên tố nặng, tất nhiên cũng chứa một lượng vàng đáng kể.
Trên thực tế, vàng trên trái đất là tinh bụi từ những ngôi sao cổ xưa, sau khi lưu lạc trong vũ trụ hàng trăm triệu năm, chúng đã đến trái đất.
Chúng ta có thể tạo ra vàng một cách nhân tạo bằng vật lý không?
Mặc dù không thể tái tạo các môi trường năng lượng cao như "vụ nổ siêu tân tinh" và va chạm sao neutron với công nghệ hiện tại nhưng điều này không có nghĩa là chúng ta không thể sử dụng các phương tiện vật lý để sản xuất vàng nhân tạo.Tôi tin rằng mọi người đều biết rằng một nguyên tử thuộc về nguyên tố nào thực ra được xác định bởi số lượng proton bên trong hạt nhân của nó, ví dụ như nếu có một proton bên trong hạt nhân thì đó là nguyên tố số 1 hydro, và nếu có hai proton, nó là heli nguyên tố số 2... Vì vậy, trên lý thuyết, chỉ cần chúng ta có thể tìm ra cách thay đổi khối lượng và số lượng trong hạt nhân của các nguyên tố khác, chúng ta có thể biến chúng thành vàng.
Vàng là nguyên tố thứ 79 (Au) trong chu kỳ nguyên tố, nghĩa là hạt nhân của vàng chứa 79 proton, vì vậy nếu bạn muốn tạo ra vàng một cách nhân tạo, cách tốt nhất là bắt đầu từ các nguyên tố tiếp giáp với vàng trong chu kỳ nguyên tố, chẳng hạn như nguyên tố 78 bạch kim (Pt) và nguyên tố 80 thủy ngân (Hg), nhưng trên trái đất, bạch kim quý hơn vàng, vì vậy nói một cách tương đối, việc chuyển thủy ngân thành vàng sẽ khả thi hơn?
Một phương pháp hiệu quả là bắn phá các hạt năng lượng cao, nguyên tắc có thể được mô tả đơn giản là sử dụng "lực tác động" của các hạt năng lượng cao để đánh bật một proton trong hạt nhân của nguyên tử thủy ngân và biến nó thành một nguyên tử vàng. Trên thực tế, phương pháp này đã được chứng minh là có hiệu quả, vì các nhà vật lý đã sản xuất thành công một lượng nhỏ vàng bằng cách bắn phá hạt nhân thủy ngân bằng neutron năng lượng cao từ thế kỷ trước.
Sau đó, câu hỏi đặt ra, vì chúng ta có thể sử dụng các phương tiện vật chất để sản xuất vàng một cách nhân tạo, tại sao vàng vẫn rất hiếm trên trái đất hiện đại? Lý do chính là năm chữ: “Lợi ít hơn tổn thất”, cụ thể là giá trị của vàng được sản xuất theo phương pháp nói trên thấp hơn rất nhiều so với tài nguyên tiêu tốn để sản xuất ra chúng.
