Помощь · Поиск · Пользователи · Календарь
Полная версия этой страницы: Как из свинца сделать золото?
Форум AtomInfo.Ru > Разное > Курилка
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?
rolleyes.gif
AtomInfo.Ru
QUOTE(17th Guest @ 22.4.2018, 0:09) *
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. smile.gif
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 smile.gif

11 нейтронов нужно потратить на (n,2n) реакции, 11 последовательных таких реакций.
В общем, палладий из рутения - существенно более экономически целесообразная штука biggrin.gif
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. smile.gif
Татарин
Цитата(17th Guest @ 22.4.2018, 0:09) *
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?
rolleyes.gif

Метод должен быть технически реализуем или просто теоретически осуществим? smile.gif
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
QUOTE(Татарин @ 22.4.2018, 2:26) *
Метод должен быть технически реализуем или просто теоретически осуществим? smile.gif
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
QUOTE(Татарин @ 22.4.2018, 2:16) *
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 smile.gif

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
QUOTE(Татарин @ 22.4.2018, 2:26) *
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.
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
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.4.2018, 1:18) *
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 biggrin.gif
Ultranauth
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.4.2018, 11:07) *
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 biggrin.gif


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
QUOTE(Ultranauth @ 22.4.2018, 13:55) *
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 smile.gif
Syndroma
А что насчёт ртути-198? Хватит ли реакторных нейтронов?
Dobryak
QUOTE(AtomInfo.Ru @ 22.4.2018, 9:56) *
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.
Dobryak
QUOTE(Syndroma @ 22.4.2018, 18:55) *
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
QUOTE(Syndroma @ 22.4.2018, 18:55) *
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 smile.gif
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
QUOTE(Pakman @ 22.4.2018, 23:11) *
А может прще у метро встать с табличкой "Кюплю жёлтый"


Ещё проще в Тегеран слетать, там есть одна площадь... biggrin.gif
Но мы лёгких путей не ищем, да.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Dobryak @ 22.4.2018, 21:26) *
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.
Pakman
Есть же космические луче
Татарин
Цитата(AtomInfo.Ru @ 22.4.2018, 9:56) *
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.

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)
AtomInfo.Ru
QUOTE(Татарин @ 23.4.2018, 2:22) *
Его даже на альфа-активность (с очень большим периодом) подозревают.


Да, только там период будет больше возраста Вселенной.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Pakman @ 22.4.2018, 23:40) *
Есть же космические луче


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? smile.gif
AtomInfo.Ru
QUOTE(Syndroma @ 22.4.2018, 18:55) *
А что насчёт ртути-198? Хватит ли реакторных нейтронов?


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.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Татарин @ 23.4.2018, 2:22) *
Там правда, какой-нить гамма-лазер на сотни МэВ потребуется, но искусство требует инвестиций.


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 laugh.gif Скажут, что намыть на Дальнем Востоке дешевле получится.
Syndroma
Цитата(AtomInfo.Ru @ 23.4.2018, 10:06) *
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? smile.gif

Всё уже сделано при взрыве сверхновых. Знай себе добывай на астероидах.
AtomInfo.Ru
QUOTE(Syndroma @ 23.4.2018, 9:31) *
Всё уже сделано при взрыве сверхновых. Знай себе добывай на астероидах.


Ну вот, полёт мысли прямо на взлёте подрезали laugh.gif

Ладно, придётся озаботиться прикупить парочку астероидов biggrin.gif
AtomInfo.Ru
QUOTE(Dobryak @ 22.4.2018, 8:21) *
Чем кого не устраивает золото в ОЯТ? Мало?


Не-не-не, это из урана золото.
Из урана любой дурак получит smile.gif
А нужно свинцовый жетон, которым в детстве в пуговицы/пробки играли, в золотой брюлик превратить.
Вот это задача достойная лучших умов biggrin.gif
17th Guest
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?
huh.gif
Татарин
Цитата(AtomInfo.Ru @ 23.4.2018, 8:09) *
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.

Не, ну это (на фоне остального тут предложенного, и даже на фоне банальной мировой революции smile.gif) - 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. smile.gif
Татарин
Цитата(17th Guest @ 23.4.2018, 12:28) *
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?
huh.gif

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. smile.gif
Вполне себе тема для НФ-рассказа с попаданцем или секретами древних цивилизаций. smile.gif
Татарин
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.
Syndroma
Цитата(Татарин @ 23.4.2018, 14:46) *
Но откуда у них был мощный источник дешёвых нейтронов - история умалчивает. smile.gif

Философский камень же. Холодный ТИН.
Татарин
Цитата(Syndroma @ 23.4.2018, 13:58) *
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. smile.gif И не надо вот этой ерунды про нуклеосинтез и r-процессы... "Из воды, дорогой, луц сделали"(с)

"Правдивая история ядреных реакторов", том первый.
17th Guest
Блин! Как я мог забыть о филосовском камне?!! ))))
Русская версия IP.Board © 2001-2019 IPS, Inc.