Prawdziwa alchemia: firma twierdzi, że wie, jak zamienić rtęć w złoto



Kalifornijski start-up wierzy, że dzięki fuzji jądrowej uda mu się osiągnąć coś, co wydaje się niemożliwe. Adrian Bevan: Marzeniem każdego alchemika jest wytworzenie złota ze zwykłych metali. Ale czy jest to możliwe? Fizyczne podstawy przemiany jednego pierwiastka w inny są dobrze zbadane i od dziesięcioleci wykorzystywane w akceleratorach i zderzarkach, które umożliwiają łączenie cząstek subatomowych.

Najbardziej znanym przykładem jest Wielki Zderzacz Hadronów w CERN w Genewie. Jednak koszty pozyskania złota są ogromne, a uzyskiwane ilości są znikome. Na przykład w eksperymencie Alice w CERN w ciągu czterech lat uzyskano tylko 29 pikogramów złota. Przy takim tempie produkcja jednej uncji złota zajęłaby sto razy więcej czasu niż istnieje wszechświat.

Kalifornijski start-up Marathon Fusion proponuje zupełnie inne podejście: wykorzystuje radioaktywność cząstek neutronowych w reaktorze syntezy jądrowej do przekształcenia jednej formy rtęci w inną, tzw. rtęć-197. Ten rozkłada się następnie do stabilnej postaci złota: złota-197. Podczas tego rozpadu cząsteczkowego cząstka subatomowa spontanicznie przekształca się w dwie lub więcej lżejszych cząstek. Zespół Marathon Fusion szacuje, że elektrownia termojądrowa mogłaby wyprodukować kilka ton złota na gigawat mocy cieplnej w ciągu jednego roku pracy. W wyniku bombardowania izotopu rtęci-198 neutronami powstaje radioaktywny izotop rtęci-197, który następnie rozkłada się do jedynego stabilnego izotopu złota.

Kluczem do sukcesu jest dysponowanie wystarczającą ilością neutronów o wysokiej energii, aby wywołać proces rozkładu rtęci. Jeśli uda się to osiągnąć, byłby to interesujący pomysł. Jednak to, czy można by w ten sposób osiągnąć znaczny zysk, to już inna kwestia.

Wymaga to dużego strumienia neutronów (miara intensywności promieniowania neutronowego). Można go wytworzyć za pomocą standardowej mieszanki paliwowej dla reaktorów termojądrowych, deuteru i trytu (obie formy wodoru), w celu wytworzenia energii w plazmie reaktora termojądrowego. Neutrony łatwo przenikają przez materię i są rozpraszane przez jądra atomowe, zmniejszając swoją prędkość. Do przekształcenia rtęci-198 w złoto potrzebne są neutrony o energii powyżej 6 milionów elektronowoltów. Do swoich szacunków Marathon Fusion wykorzystuje „cyfrowego bliźniaka” reaktora termojądrowego – model komputerowy, który symuluje fizykę reakcji termojądrowej i wynikające z niej procesy radioaktywne. Ograniczeniem tych prac jest fakt, że cyfrowy bliźniak musi zostać zweryfikowany na podstawie rzeczywistego komercyjnego reaktora termojądrowego, który obecnie nie istnieje.

Zanim naukowcy będą mogli zrealizować komercyjny reaktor termojądrowy, muszą pokonać wiele wyzwań. Obejmują one opracowanie nowych materiałów do jego budowy oraz zrozumienie podstaw naukowych niezbędnych zarówno do ciągłej pracy systemu wytwarzania energii, jak i do opracowania systemów sztucznej inteligencji służących do utrzymania reakcji syntezy jądrowej plazmy.

Nawet niektóre z najbardziej zaawansowanych eksperymentów syntezy jądrowej, takie jak brytyjski projekt JET (Joint European Torus), były w stanie wygenerować jedynie stosunkowo niewielkie ilości energii. Jednak naukowcy z Wielkiej Brytanii opracowali nowy sposób zmniejszenia rozmiarów reaktorów termojądrowych poprzez zmianę sposobu sterowania plazmą spalinową. Prototyp tej nowatorskiej koncepcji reaktora termojądrowego, nazwany Spherical Tokomak for Energy Production (Step), ma być gotowy do 2040 roku.

Odpady radioaktywne

Teoretycznie możliwe jest wytworzenie złota w reaktorze termojądrowym z rtęci. Jednak dopóki nie zostaną zrealizowane komercyjne reaktory termojądrowe, założenia przyjęte przez Marathon Fusion w badaniach nad cyfrowymi bliźniakami pozostają niesprawdzone.

Ponadto każda ilość złota wyprodukowana w reaktorze termojądrowym byłaby początkowo radioaktywna, co oznacza, że zostałaby sklasyfikowana jako odpad radioaktywny i musiałaby zostać zutylizowana po pewnym czasie. Jak wiedzą fizycy jądrowi i cząsteczkowi, podczas tworzenia cyfrowego bliźniaka eksperymentu bardzo łatwo zapomnieć o uwzględnieniu ważnych efektów fizycznych i krytycznych szczegółów. Chociaż przetworzenie tych odpadów w użyteczne czyste złoto stanowi kolejne wyzwanie, niekoniecznie zniechęci to długoterminowych inwestorów. Na papierze jest to na razie atrakcyjna oferta, ale daleko nam jeszcze do wywołania nowej kalifornijskiej gorączki złota.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl