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?

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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

Через ртуть-197?

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

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.

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

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.

Есть же космические луче

Зато есть (p, alpha) на 35МэВ с результирующим таллием-201. Почти гарантировано, что есть (должна быть) аналогичная с нейтроном и фотоядерная (хотя с последней могут быть сложности).
То, что конкретно свинец-204 может отдать альфу - это почти 100%, ядро такое, что там должны быть такие кластера, НЯЗ. Его даже на альфа-активность (с очень большим периодом) подозревают.

Фотоядерные реакции хороши тем, что они селективны, почти нет побочек (как в случае с нуклонами). Ну и вылетевшие альфа-частицы с ядрами (в отличие от нейтронов) не реагируют и под ногами не путаются.

Если существует фотоядерная реакция с выбиванием кластера С12 для свинца-208 (предположить-то можно - кто их изучал?), то искомое получается в один шаг.
Wishful thinking, но шансы, что такое в природе возможно, как ни малы, но отличны от нуля. Тогда из свинца-208 получаем платину-196, из которой потом захватом нейтрона - искомое золото. Там правда, какой-нить гамма-лазер на сотни МэВ потребуется, но искусство требует инвестиций.

Собссно, платина - тоже результат...
"Тоже хорошо" - сказал как-то папа, когда целил камнем в собаку, а попал в мамину маму.(с)

Да, только там период будет больше возраста Вселенной.

У нас магнитосферы всякие мешают.

Вот интересно, а если большую бочку со ртутью или свинцом повесить болтаться в космосе - может, там что-то получится на предмет золотодобычи путём облучения космическими частицами?

Да, кстати. Не забываем, что золото тоже будет реагировать с нейтронами.
То есть, в дифуре для золота будут член прибыли и член убыли.
Концентрация золота придёт к некоему равновесному состоянию, которое будет зависеть от соотношения сечений получения золота и уничтожения золота.
Путь через (n,2n) это соотношение может совсем похоронить.

Гамма-лазер на сотни МэВ - я очень даже "за". Особенно, если к нему ещё блок АЭС пристроить для питания.
Но ведь не уговорим же ЛПРов Скажут, что намыть на Дальнем Востоке дешевле получится.

Всё уже сделано при взрыве сверхновых. Знай себе добывай на астероидах.

Ну вот, полёт мысли прямо на взлёте подрезали

Ладно, придётся озаботиться прикупить парочку астероидов

Не-не-не, это из урана золото.
Из урана любой дурак получит
А нужно свинцовый жетон, которым в детстве в пуговицы/пробки играли, в золотой брюлик превратить.
Вот это задача достойная лучших умов

То есть, как я и предполагал, резать хвост по частям выковыривать из ядра протоны и нейтроны очень проблемно... :'-(
Отрезать же литий от свинца - вообще можно не мечтать.
Предлагаете отказаться от затеи отрезания и сосредочить внимание на фаршировке?
Но что тогда удобнее фаршировать: 196-ю платину (в неё нужно засунить всего лишь 1 протон для профита) или ртуть нейтронами и ждать пока Бог сыграет в рулетку с разными распадами?

Не, ну это (на фоне остального тут предложенного, и даже на фоне банальной мировой революции ) - вообще детская задачка. Проточная ртуть под давлением из мишени попадает в парогенератор, где вскипает на мишени при падении давления (можно даже тепловую энергию отбирать прямым МГД в процессе). Мишень покрывается чистым золотом, которое плохо кипит (и таллием, конечно, и совсем немножко платиной). Можно удерживать равновесные количества золота исчезающе малыми, настолько малыми, чтобы в терминах нейтронного баланса не учитывать совсем.

При нынешней стоимости нейтронов порядка 10-30 тысяч за киломоль производить золото дороговато... Но вот если у нас есть дейтериевый термояд, в котором нейтронов девать некуда (в буквальном смысле), то, возможно, экономика срастётся.

Неприятность только в наличии золота-198 - на редкость гадкий изотоп, вполне сравним с кобальтом-60 по энергии гаммы и неудобности срока полураспада.

...
И ещё подумалось, что, может, и зря ветку с ртутными быстрыми зарубили. Справились бы с коррозией, и получали бы с каждого захваченного в теплоносителе нейтрона... ну не то чтобы профит, но хотя бы моральное удовлетворение.

Однозначно и только ртуть.
Либо Hg-196+n -> Hg-197 с быстрым распадом в золото-197, либо Hg-198 по (n, 2n) по тому же пути.
Рулетки никакой нет, распад ртути-197 очень чёткий и довольно быстрый.

Протон в платину засунуть не выйдет (даже с учётом всех фантастических предположений), а нейтрон даст опять же стабильную платину-197. Можно по (n, 2n) портить платину-198, но (n, 2n) - это очень плохие, неудобные, пороговые, с малым сечением реакции. Ртуть-196 это прямой, простой, совершенно реальный и на нашем техуровне способ. И даже стоимость золота получается 60-100 тысяч за кило, вполне сравнимо с его нынешней рыночной стоимостью, и дороже всего в 2-3 раза.
При наличии дешёвых (лучше - бесплатных) нейтронов (от дейтериевого энергетического ТЯР, например) такая добыча может быть коммерчески очень выгодным мероприятием уже сейчас.

Говорю ж - алхимики тему знали туго. Но откуда у них был мощный источник дешёвых нейтронов - история умалчивает.
Вполне себе тема для НФ-рассказа с попаданцем или секретами древних цивилизаций.

80-Hg-197 isotopes
Nuclear Property
Atomic mass 196.967212847 ± 0.00000345 u
Mass excess -30.541036 ± 0.003214 MeV
Binding energy / A 7.908644 ± 0.000016 MeV
Beta decay energy -2.201161 ± 0.016678 MeV
Eex(keV) Jπ Half-life Decay Modes
0.0 1/2- 64.94 h (0.07) EC: 100%
298.93 (0.08) 13/2+ 23.8 h (0.1) IT: 91.4%(7)
EC: 8.6%(7)
* Place the mouse pointer here to see the notes.
Neutron-induced Cross Sections
The evaluated nuclear data are not available for this nuclide.

Философский камень же. Холодный ТИН.

Ессно, философский камень.

Это объясняет, кстати, истории о Кощее, который "над златом чахнет"... Золото-198 и таллий в составе. Здороветь с таким не будешь.
Объясняет, например, зачем и почему человекоподобные существа типа гномов и гоблинов (сильные мутации, да) закапывают золото в землю и охраняют его от людей сотянми лет, отдавая лишь некоторые клады...
Объясняет голубое свечение над крупными кладами, по которому ирланды находили золото...
Объясняет, почему некоторое золото было проклятым, а некоторое - фальшивым и превращалось в ртуть.

Это объясняет даже почему ртути-196 в мире так мало: всё скурили, сволочи. И не надо вот этой ерунды про нуклеосинтез и r-процессы... "Из воды, дорогой, луц сделали"(с)

"Правдивая история ядреных реакторов", том первый.

Блин! Как я мог забыть о филосовском камне?!! ))))