黃金,這一自古以來便被視為財富象征的貴金屬,其價格長期居高不下,即便是在科學家已經掌握人工合成技術的今天,依然保持著高昂的身價。一克黃金的價格通常在700至800元之間波動,這引發(fā)了人們的廣泛好奇:既然黃金可以人工合成,為何價格仍舊如此堅挺?
回溯到1941年,美國加州大學的實驗室里,科學家們利用粒子加速器,成功地將汞原子中的一個質子“移除”,從而將其轉變?yōu)榱私鸬耐凰?。這一成就聽起來仿佛是中世紀煉金術士的夢想成真,然而,現(xiàn)實卻遠非如此。所得到的黃金同位素——金-198,具有放射性,其半衰期僅為2.7天,隨后便會衰變?yōu)榉€(wěn)定的汞,因此無法作為財富儲備使用。
黃金之所以珍貴,根源在于其獨特的原子結構。金元素的原子核中含有79個質子,這一數(shù)字決定了其所有化學和物理特性。因此,要人工合成黃金,就必須使其他元素的原子核達到79個質子的狀態(tài)。理論上,任何元素都有可能通過核反應轉變?yōu)辄S金,但實際操作中,這樣的反應需要消耗巨大的能量。
在浩瀚的宇宙中,恒星內部的核聚變反應才是天然的黃金制造者。當一顆質量巨大的恒星走到生命盡頭時,會發(fā)生劇烈的超新星爆發(fā)。在這種極端條件下,溫度可超過100億攝氏度,壓力相當于萬億個大氣壓,各種元素的原子核在劇烈的碰撞中有可能合成金元素。據(jù)科學家估算,地球上現(xiàn)有的黃金中,有99%都是在超新星爆發(fā)時產生的,隨后通過隕石帶到了地球。
那么,人工合成黃金的成本究竟有多高呢?以日本科學家的實驗為例,他們曾嘗試用γ射線照射1.34噸汞,經過長達70天的持續(xù)照射后,僅獲得了744克黃金。這一過程的成本高達1.5億日元,換算下來,每克黃金的成本約為11139元人民幣,是當時市場價格的28倍之多。
除了高能核反應外,科學家們還嘗試了其他方法。2019年,有研究團隊發(fā)現(xiàn),某些細菌能夠分泌特殊蛋白質,與金離子結合形成微小的金顆粒。然而,這種方法得到的黃金量微乎其微,肉眼幾乎難以察覺,距離工業(yè)化生產還有很長的路要走。
目前,全球每年的黃金總產量穩(wěn)定在3000噸左右,價格也相對穩(wěn)定。這說明,現(xiàn)有的合成技術還遠遠無法撼動天然黃金的地位。開采一克天然黃金的成本大約在200至300元之間,而合成黃金不僅成本高昂,還伴隨著核輻射等安全風險。因此,盡管人工合成黃金在技術上已成為可能,但在實際應用中仍面臨著諸多挑戰(zhàn)。
人工合成黃金目前仍處于“看上去很美,用起來很貴”的尷尬境地??茖W家們雖然能夠合成出黃金,但這些黃金要么具有放射性,要么成本高昂得令人望而卻步,無法實現(xiàn)批量生產。因此,在未來相當長的一段時間內,天然黃金仍將繼續(xù)保持其作為貴金屬的獨特地位。