Как из свинца сделать золото? Опции

[17th Guest]

Имеем свинец, допустим, "магический" 208 в котором 82 протона и 126 нетронов.
Как из него аккуратно выбить 3 протона, а потом ещё 8 нейтронов, чтобы не остаться через 31 секунду с половиной полученного золота?
Или лучше взять сразу 204 свинец, чтобы сократить мучения с выковыреванием лишних нейтронов ровно в 2 раза?
Или предложите какой-нибудь другой способ с последовательными манипуляциями через ртуть и таллий?

[AtomInfo.Ru]

Или лучше взять сразу 204 свинец, чтобы сократить мучения с выковыреванием лишних нейтронов ровно в 2 раза?

Основные реакции в реакторе, уменьшающие число нейтронов:
(n,2n)
(gamma,n)

Далее смотрим по изотопному чарту.

208Pb (n,2n) 207Pb - стабильный изотоп
207Pb (n,2n) 206Pb - стабильный изотоп
206Pb (n,2n) 205Pb - период полураспада 1,7e7 лет, читай - стабильный
205Pb (n,2n) 204Pb - искомый свинец-204

Так что путём четырёх подряд реакций (n,2n) на изотопе свинец-208 получим изотоп свинец-204.
Только сечения этих реакций невелики и придётся либо долго ждать, либо организовать очень мощный поток нейтронов.

[AtomInfo.Ru]

В общем, вырисовывается такой ужасный путь от свинца-208 до золота.

208Pb (n,2n) 207Pb (n,2n) 206Pb (n,2n) 205Pb (n,2n) 204Pb (n,2n) 203Pb (EC) 203Tl (n,2n) 202Tl (beta+) 202Hg (n,2n) 201Hg (n,2n) 200Hg (n,2n) 199Hg (n,2n) 198Hg (n,2n) 197Hg (EC) 197Au

Теперь можно выдохнуть

11 нейтронов нужно потратить на (n,2n) реакции, 11 последовательных таких реакций.
В общем, палладий из рутения - существенно более экономически целесообразная штука

[Татарин]

Единственный удобный, я б сказал, естественный, кандидат на получение золота - ртуть.
Конкретно - ртуть-196 (чуть больше 1% в природной).
Облучаем нейтронами, получаем ртуть-197, которая распадается до стабильного золота.

Алхимики знали тему.

[Татарин]

Имеем свинец, допустим, "магический" 208 в котором 82 протона и 126 нетронов.
Как из него аккуратно выбить 3 протона, а потом ещё 8 нейтронов, чтобы не остаться через 31 секунду с половиной полученного золота?
Или лучше взять сразу 204 свинец, чтобы сократить мучения с выковыреванием лишних нейтронов ровно в 2 раза?
Или предложите какой-нибудь другой способ с последовательными манипуляциями через ртуть и таллий?

Метод должен быть технически реализуем или просто теоретически осуществим?
Потому что для некоторых тяжёлых ядер есть прямые фотоядерные реакции (гамма, альфа) с выбиванием гелия-4 или даже кластера углерода-12. По аналогии с кластерной и альфа-радиоактивностью, но индуцированно - через метастабильное состояние или напрямую.

Но. Нужна очень, очень, ну очень жёсткая гамма в десятки МэВ и очень точная (какой-то несуществующий гамма-лазер, не иначе). Ну и даже с ним сечения фотоядерных реакций ну очень низкие, в основном всё электроны оболочек пожрут. Почти уверен, что (гамма, альфа) для свинца есть.

А чем ртуть как исходник не устраивает?

[Dobryak]

Метод должен быть технически реализуем или просто теоретически осуществим?
Потому что для некоторых тяжёлых ядер есть прямые фотоядерные реакции (гамма, альфа) с выбиванием гелия-4 или даже кластера углерода-12. По аналогии с кластерной и альфа-радиоактивностью, но индуцированно - через метастабильное состояние или напрямую.

Но. Нужна очень, очень, ну очень жёсткая гамма в десятки МэВ и очень точная (какой-то несуществующий гамма-лазер, не иначе). Ну и даже с ним сечения фотоядерных реакций ну очень низкие, в основном всё электроны оболочек пожрут. Почти уверен, что (гамма, альфа) для свинца есть.

А чем ртуть как исходник не устраивает?

Свинец нужен дозированный в 9-граммов, бесшабашная команда берет Форд Нокс. По весу золото к свинцу такое, что никакой ядерной физике и не снилось.

Чем кого не устраивает золото в ОЯТ? Мало?

Если сделать запрос на Ишханов, то найдете все, что известно человечеству о фотоядерных реакциях. А по ссылке

http://cdfe.sinp.msu.ru/exfor/index.php

выйдете на самую полную базу данных. Читайте в свое удовольствие как Священное Писание. Изучались экспериментально в интимных подробностях гигантские дипольный и квадрупольный резонансы, и им комптоновское рассеяние на атомарных электронах крови не испортило.

[AtomInfo.Ru]

Облучаем нейтронами, получаем ртуть-197, которая распадается до стабильного золота.

Ну да, я в своей цепочке, когда издевался над свинцом, к 197-ой ртути и пришёл в итоге

Но цепочка от свинца-208, если я только ночью не пропустил какой-нибудь неудачный распад, вполне осуществима.
Выход продукта с неё будет, конечно... это даже не кот наплакал.
(n,2n) - реакция, как правило, пороговая и с малым сечением. Поэтому для неё желателен и поток побольше, и энергия - лучше даже не реакторные нейтроны, а термоядерные.

[AtomInfo.Ru]

Почти уверен, что (гамма, альфа) для свинца есть.

Наверняка есть, начиная с каких-то энергий гамма-кванта. Но я даже затрудняюсь, в какой библиотеке/файле её посмотреть. Да и были ли её измерения?

P.S. Не видел, когда писал, ссылку Dobryak'а. Сейчас посмотрю.

Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 22.4.2018, 9:50

Причина редактирования: Добавил P.S. - AtomInfo.Ru

[AtomInfo.Ru]

Ну вот, в тему.

Берём 204Pb и смотрим по ссылке реакции с налетанием гамма.
В списке реакций - (gamma,n) (при E=25 МэВ, ха-ха!).
Реакции (gamma,alpha) в списке нет. То есть, или её нет вообще, или её сечение не отличимо от нуля, или её никто не мерял за ненадобностью.

[AtomInfo.Ru]

В общем, вырисовывается такой ужасный путь от свинца-208 до золота.

208Pb (n,2n) 207Pb (n,2n) 206Pb (n,2n) 205Pb (n,2n) 204Pb (n,2n) 203Pb (EC) 203Tl (n,2n) 202Tl (beta+) 202Hg (n,2n) 201Hg (n,2n) 200Hg (n,2n) 199Hg (n,2n) 198Hg (n,2n) 197Hg (EC) 197Au

К этой цепочке.
Нам, конечно, везёт, что большинство изотопов на пути от свинца-208 к золоту стабильные или со сверхдлинным T1/2, поэтому у изотопов есть время испытать (n,2n)-реакцию.
Но по этой же причине эти изотопы будут испытывать также и (n,gamma)-реакцию, которая будет возвращать на место нейтрон, с таким трудом выбитый по (n,2n).
Соответственно, цепочка будет на каждом шаге стремиться развернуться в обратную сторону.
И выход золота по ней получится реально в виде горстки атомов

[Ultranauth]

К этой цепочке.
Нам, конечно, везёт, что большинство изотопов на пути от свинца-208 к золоту стабильные или со сверхдлинным T1/2, поэтому у изотопов есть время испытать (n,2n)-реакцию.
Но по этой же причине эти изотопы будут испытывать также и (n,gamma)-реакцию, которая будет возвращать на место нейтрон, с таким трудом выбитый по (n,2n).
Соответственно, цепочка будет на каждом шаге стремиться развернуться в обратную сторону.
И выход золота по ней получится реально в виде горстки атомов

Кстати в проектах энергетических токамаков регулярно мелькает LiPb эвтектика в бланкетах, где Pb работает размножителем нейтронов а литий - стартовым материалом. Вот в таком бланкете получение золота из свинца чуть ближе к реальности.

[AtomInfo.Ru]

Кстати в проектах энергетических токамаков регулярно мелькает LiPb эвтектика в бланкетах,

Ну почему только токамаки? Нормальный китайский (INEST) проект, подмножество их ТЖМТ-проектов.
PbLi-теплоноситель у них предполагается для наработки трития.

Они отгрохали очень неслабый стенд под ТЖМТ-задачи в Гуандуне, примерно в 30-40 минутах езды от нейтринной лаборатории.
Когда оттуда пойдут реляции про эксперименты с PbLi, значит, они готовы уже идти на реальный проект. Ага, золото из свинца намывать

[Syndroma]

А что насчёт ртути-198? Хватит ли реакторных нейтронов?

[Dobryak]

Ну вот, в тему.

Берём 204Pb и смотрим по ссылке реакции с налетанием гамма.
В списке реакций - (gamma,n) (при E=25 МэВ, ха-ха!).
Реакции (gamma,alpha) в списке нет. То есть, или её нет вообще, или её сечение не отличимо от нуля, или её никто не мерял за ненадобностью.

Сечение мизерное!

Дешевле и надежнее штурмовать Форт Нокс. Или же в Якутском аэропорту с мешком дежурить в ожидании золотопада.


Приоткрою завесу: даже если внутря ядра сидела готовенькая альфа частица, то для вылета из тяжелого ядра альфа частице надо преодолеть кулоновский барьер, который в тяжелом ядре порядка 25 МэВ. Такое выколачивание альфа частицы непременно сопровождается вылетом протонов или нейтронов и вторичных гамма. Так или иначе, альфа-частицы выколачиваются гамма-квантами только при энергиях под сотню МэВ.

Сообщение отредактировал Dobryak - 23.4.2018, 11:57

[Dobryak]

А что насчёт ртути-198? Хватит ли реакторных нейтронов?

На всякий случай прикиньте, как числа протонов в ртути и золоте уравнять....

[Syndroma]

Через ртуть-197?

[Pakman]

А может прще у метро встать с табличкой "Кюплю жёлтый"

[AtomInfo.Ru]

А что насчёт ртути-198? Хватит ли реакторных нейтронов?

Так через неё я от свинца и шёл.
198Hg (n,2n) 197Hg (EC) 197Au

Здесь можно надеяться на относительно приличный выход золота, не кучку атомов
Всего одна реакция (n,2n). К сожалению, как я уже сказал, сечения этой реакции, как правило, пороговые и небольшие.
То есть, нужен быстрый реактор и много-много ртути-198, чтобы получить хоть что-то золотое, что можно подержать в руках.

Наиболее удачный подход - облучение нейтронами ртути-196. В этом случае идёт реакция захвата (n,gamma), далее по вышенаписанной цепочке распад 197Hg в золото. Татарин в ветке про это уже сказал.

[AtomInfo.Ru]

А может прще у метро встать с табличкой "Кюплю жёлтый"

Ещё проще в Тегеран слетать, там есть одна площадь...
Но мы лёгких путей не ищем, да.

[AtomInfo.Ru]

кулоновский барьер, который в тяжелом ядре порядка 25 МэВ.

Ну тады ой. У нас таких нейтронов нет.

В реакторных расчётах верхняя граница энергии нейтронов - скажем, в БНАБ это 10,5 МэВ.
Причём это верхняя граница, и нейтронов с такой энергией в реакторе наплакал всё тот же кот.

Термоядерные - и то 14 МэВ.