題:
通過放射性衰變將鉛變成金
Hippalectryon
2014-08-23 18:30:04 UTC
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我在查看同位素表時,發現一種鉛的同位素實際上可以通過以下機制變成穩定的黃金:

$$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb- > _ {81} ^ {197} Tl -> _ {80} ^ {197} Hg -> _ {79} ^ {197} Au} $$

我知道(或至少猜到)這樣的過程肯定是無效的。我仍然想知道:

  • 我們怎麼能得到大量的$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $?
  • 這將需要多長時間?變成黃金需要什麼?可以加速嗎?
  • 一旦其中的大部分變成了黃金,我們如何提取黃金(仍然有剩餘的\\ ce {Pb,Tl,Hg} $分子)?
  • 該過程的產量是多少?與我們贏得金牌相比,大約要花多少錢?
五 答案:
ron
2014-08-23 22:03:55 UTC
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有趣的想法,但它已經完成,而且價格不菲-請繼續閱讀。

我們怎麼能得到大量的\\ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $?

獲取大量$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $會有兩個問題。首先,$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $的父核素是$ \ ce {_ {83} ^ {197} Bi} $,它是不穩定的,半衰期僅為9.33分鐘-因此,您一開始就無法獲得大量的\\ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $的前兆。其次,一旦形成$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $,它的半衰期為8.1分鐘,因此它很快轉變為$ \ ce {_ {81} ^ {197} Tl} $。

變成黃金需要多長時間?

$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $半衰期= 8.1分鐘

$ \ ce {_ {81} ^ {197} Tl} $半衰期= 2.84小時

$ \ ce {_ {80} ^ {197} Hg} $半衰期= 64.14小時

10個半衰期後, ca 。將剩下0.1%的起始原料$$ \ ce {(1 / 2)^ 10 = $ 0.0009766 $} $$這是目前為止最慢的步驟,因此在大約641.4小時(26.73天)之後,您應該擁有大約99.9%的純金。

可以加速嗎?

與可以加熱,催化等的化學反應不同,這種類型的核轉化保持了固定的時間表。

一旦大部分變成了黃金,我們如何提取黃金? (仍然有剩餘的Pb,Tl,Hg分子)

如上所述,您可以得到想要的任何純度,只需等待。

會發生什麼的產量是多少?

對於您列出的3項核轉化,這將是很高的。您列出的每個元素都會直接衰減,並且只會衰減到您顯示的子同位素。但是,如上所述,您不能以$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $開頭,而是根據$ \ ce {_ {83} ^ {197} Bi} $(衰減其中與鉛一起添加了一些雜質。然後,由於鉍同位素壽命不長,您可能會從其前體開始,依此類推,直到找到壽命足夠長的東西,以至於可以組裝出合理數量的東西。

1980年 Glenn Seaborg實際上將鉍轉變為金,但只有幾千個原子(另見此參考文獻)。

多少錢

我直接在上面提到的Wikipedia文章指出:“費用遠遠超過了任何收益。”還有其他方法(裂變和聚變)生產金,但至少使用當今可用的方法,其成本將是天文數字。

無法通過在普通鉛上發送粒子來獲得$ \ ce {_ {82} ^ {197} Pb} $? -另外,所獲得的黃金會是什麼樣? (由於它逐個顆粒形成,如果我們有足夠的分子,那會是某種灰塵嗎?)
一切皆有可能,但是...鉛的穩定同位素是204、206、207和208,您必須將大量質子和中子擊倒才能降至197。
不要敲除質子,否則您將不再有鉛。
當然,如果您要從引線上敲出_3個質子...恰好!
david
2014-08-24 09:34:39 UTC
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羅恩沒有涵蓋的一件事就是所有這些衰變的副作用。所有這些短壽命的東西都將具有放射性,以至於您可能無法生存以查看結果。如果您在一起賺錢的可能性很大,它也可能會蒸發掉。只要您包含蒸氣,穩定的金應該最終會凝結。否則,您將擁有一個非常漂亮的襯金的燒瓶。

鉛的穩定同位素為204、206、207和208,您必須敲除很多質子和中子降到197。

丟人!從鉛中敲除質子,它變成th。但這就是練習的重點,只需再進行兩次就可以了。

WGroleau
2014-08-24 17:59:56 UTC
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我無法估計成本,但請考慮一下:如果它是有利可圖的,那麼很多人都會這樣做,然後黃金的價值將迅速下降到與生產黃金的價格一致的水平。

我知道這根本不賺錢,但是我仍然想知道用現代方法要花多少錢,而不是我們要從黃金中得到多少。
puffyfluffy
2017-01-15 03:01:03 UTC
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如果操作正確,您將無法真正在輻射過程中死亡。因此,您將需要一個胖而粗的鉛盒,以保護自己免受alpha,beta和gamma射線/粒子的傷害。最終濃縮的金也會收集在盒子的底部或側面。因此,從技術上講,我算出一磅99.9%的純20克拉金,需要從大約3噸放射性鉍同位素開始。而要購買該數量,您將需要大約43000.5e + 6美元來實現這一目標。那麼,權衡是什麼?這有點不好,所以開採黃金會更好。

Nuclear Chemist
2018-04-29 11:15:38 UTC
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我能想到的最好的方法是將鉛用作迴旋加速器目標,我需要用非常高的能量質子轟擊它。我的意圖是組建Bi-197。通過使質子進入鉛的原子核,如果生成的原子核具有高能量,它將發射出一些中子或α粒子或什至是一些質子。

這個過程是散裂的,會形成邪惡的混合物。具有不同原子質量的事物我希望Bi-197和Bi-205一起形成一些Bi-205(放射性半衰期為15天)和Bi-202,它們會衰變成長壽命的Pb-202-因此迴旋加速器靶將保持放射性很長時間。 p同時,Bi-197將經歷一系列的正電子發射,從而形成Au-197。然後,我需要將迴旋加速器靶溶解在酸中,然後使用溶劑萃取法將金與靶中的汞,th,鉛和其他物質分離。

我確信,迴旋加速器,分離所需的化學藥品和所需的工人時間將比他們所鑄造的黃金更有價值。



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