В домашних условиях, не выезжая куда-нибудь на прииски. В этой статье будут рассматриваться методы осуществления добычи (или аффинажа) этого драгоценного металла в различных источниках.
Экономические реалии жизни среднего городского жителя таковы, что приходится иметь свой источник подработки. Но и потому же в экономике наблюдается кризис и отыскать должность в какой-то компании, приносящую достаточно денег, не так уж просто. Потому, кроме как сделать золото, вариантов золотодобычи часто нет.
Таким дополнительным источником денег можно считать добычу золота в домашних условиях. При этом можно не использовать амальгамирование – это добыча, базирующаяся на ртути, ведь известно насколько токсичен и вреден этот химический элемент не только для самого добытчика, но и для всей окружающей его среды.
Известно, что этот метод уже много времени не используют государственные учреждения, которые занимаются промышленной добычей золота. Они предпочитают выщелачивание золота при помощи цианида натрия.
Перед самим описанием технологии добычи золота своими руками, определимся с тем, как делают золото и что же может стать «золотой жилой» в условиях определенного региона. Итак, прежде всего таким источником может стать позолоченный предмет эпохи соцреализма:
Не говоря о внешнем виде этих предметов, если вы решились добыть золото из подручных средств, главное это то, что в Советском Союзе в продукции активно использовали качественные материалы, а также драгоценные металлы.
Помимо этого, золото можно найти и в электронных приборах, причем внутри и старых, и современных моделей электроники можно отыскать драгоценные металлы.
Если же нет тигельной конструкции, вы можете использовать прожженный кирпич, в котором можно болгаркой выпилить полость.
Применяется окислитель непосредственно после того, как он приготовлен, ведь процесс отстаивания приводит к разложению диоксида азота. Это ухудшает рабочие качества окислителя и такой процесс как синтез золота.
Опустив платы, микросхемы и остальные детали в подготовленный раствор, можем видеть, что спустя время в жидкости будет образовываться тоненькая пленка из драгоценного металла. Другие части деталей приборов, которые опускаются в раствор, полностью в нем растворятся.
Когда процесс завершен, фильтруем раствор, пропуская через хлопчатобумажную ткань. Так, получившаяся с помощью вытравливания тонкая золотая пленка, остается на ткани.
Чтобы осуществить этот метод и получить золото, можно брать только азотную кислоту.
Важно знать, что в таком случае азотная кислота должна быть очень чистой, не содержать примесей. Для можно посмотреть на открытую емкость с азотной кислотой – если кислота чистая, при открытии емкости появится дымок.
Получить золото с помощью реактивов можно так:
- Готовим сырье и кислоты. Очень аккуратно отделяем золотые части плат и деталей от остальных элементов. Это поможет свести к минимуму потери драгоценного металла в процессе вытравливания.
- Помещаем приготовленные детали в кислоту. Обрабатывая микросхемы, «ножки», находящиеся рядом с золотыми участками могут все не растворяться. Можно решить проблему при помощи магнита, притягивающего к себе эти части.
- Процесс фильтрации. В тигеле плавим получившийся золотой порошок, добавляя буру — ее можно достать у газосварщиков. Они используют буру как припой к латуни.
Получение золота в домашних условиях — электролиз
Следующий эффективный способ добывания драгоценного металла в домашних условиях это метод электролиза. Нужно прежде всего сказать, что этот способ предназначается для того, чтобы извлечь золото из небольших приборов, например, микросхемы, полупроводники, радиоплаты, сим-карты и тому подобные детали.
Этот вариант более сложный, чем метод вытравливания, однако позволит извлечь золото более чистое и сделать золото из свинца. Сам процесс выглядит примерно так:
Все методы, которые описывались, рентабельны – вкладывая минимум средств, есть возможность получить больше прибыли. Помимо прочего, такая технология не занимает много времени, и этот способ золотодобычи можно совмещать его с другими занятиями.
Большого опыта в этом или же особого оборудования не потребуется. Среди недостатков – можно травмироваться. Однако, если вы соблюдаете технику безопасности – есть фартук, резиновые перчатки, респиратор, вы сводите к минимуму все риски.
"Подумать только, в гуще наших бедствий - политических, хозяйственных и социальных - появляется светлый луч, яркое сияние, утешение и надежда..." Такое поразительное высказывание можно было прочесть в популярной дрезденской газете в июле 1924 года. Только что сообщалось о конференции союзников в Лондоне, которая настаивала на скорейшей уплате репараций, и вот вдруг такая новость! Причиной "яркого сияния" было золото, искусственно полученное золото. Ученый, известный до этого времени только в узком кругу специалистов, тайный советник Адольф Мите (из Высшей технической школы), стал вдруг знаменит своим открытием по превращению ртути в золото с помощью электрических разрядов.
Такое великое научное деяние совершилось как раз в нужный момент; это подчеркивалось в газетном сообщении: "Германия теперь овладела тайной и сможет откупиться от тяжести репараций; она сможет прокормить и одеть свой народ; золотой ключ откроет неслыханные перспективы..." Сообщения в прессе следовали одно за другим. Говорили о "победном шествии немецкого гения".
"Первое золото, изготовленное рукой человека".
"Золото из ртути - всемирно-историческое достижение немецкой науки".
Однако слышались и голоса скептиков, призывавших к осторожности. Уже давно ходили слухи о горах искусственного золота, которые производились в полной тайне. Время от времени ученых поражали сообщениями, подобными тому, что появилось 19 января 1922 года в "Хемикер цейтунг" под заголовком: "Последние открытия и сообщения". Немецкий химик якобы получил искусственное золото в электрической печи. Во всяком случае так об этом доложил профессор Йельского университета Ирвин Фишер в своем докладе. "Хемикер цейтунг" с иронией комментировала: "По-видимому, все сообщения стремятся только к тому, чтобы доказать платежеспособность Германии".
Писатели-фантасты также давали пищу для представлений о штабелях искусственного золота, которые в тайне накапливает Германия. Шовинистический роман Рейнхольда Эйхакера, появившийся в 1922 году, назван: "Борьба за золото". Нас интересует лишь "научное" разрешение вопроса, предлагаемое автором. Герой романа, немецкий инженер Верндт, умеет улавливать энергию солнечного излучения, "ураганный поток квантов энергии", с помощью мачты из нового сплава алюминия длиной в 210 м; эта энергия, превращенная в несколько миллионов вольт, позволяет ему отщеплять от каждого атома свинца две альфа-частицы и одну бета-частицу.
В мгновение ока Верндт фабрикует 50000 т репарационного золота. Весь мир заполняется искусственным золотом.
Неужели пришел "конец золота" и справедливо все то, о чем так увлекательно поведал нам Рудольф Дауман в своем фантастическом романе, описывающем будущие события 1938 года? Немецкий профессор химии по имени Баргенгронд открывает в США способ получения золота путем атомного превращения, в результате чего за ним гоняется банда гангстеров. После дикого преследования удается вырвать у профессора его тайну: золото можно получить, если отщепить от висмута две альфа-частицы при помощи "ритмизированных О-лучей"- очень жесткого рентгеновского излучения. Когда герою романа Даумана посчастливилось сконструировать мощные рентгеновские трубки, он начинает изготовлять золото центнерами. Капиталистические рынки золота рушатся, мировой биржевой крах приводит к обесцениванию золота. Но тут удается открыть, как отличить искусственное золото от природного. Это невозможно сделать химическим путем, а только физическими методами. Теперь искусственное золото ни с чем не спутаешь.
Отдадим должное фантазии авторов романов. Однако, если верить сенсационным газетным сообщениям июля 1924 года, то уже в 1924 году стало реальностью все то, о чем обычно пишут в утопических романах. Профессор Мите и его ассистент Штамрайх уже нашли долгожданный "арканум", тот самый тайный рецепт для получения философского камня, а с ним вновь открыли, как ртуть превратить в полновесное золото. Что же произошло?
Мите имел хорошую репутацию в кругах специалистов. Тайный советник считался одним из основателей цветной фотографии, сделал несколько открытий в области оптики и стал известен своим процессом изготовления искусственных драгоценных камней. А вот теперь к тому же он делает искусственное золото. В тот момент, когда ему посчастливилось сделать "открытие века", он руководил фотохимической лабораторией Высшей технической школы в Шарлоттенбурге. Мите всегда был немножко со странностями. Немногие его фотографии подтверждают это; они изображают пожилого человека с угрюмым сверлящим взглядом.
Уже в течение нескольких лет Мите занимался окрашиванием минералов и стекла под действием ультрафиолетовых лучей. Для этого он использовал обычную ртутную лампу - эвакуированную тру6ку из кварцевого стекла, между электродами которой образуется ртутная дуга, излучающая ультрафиолетовые лучи.. Однако при длительной эксплуатации на ее стенках образовывались налеты, которые сильно мешали работе. В отслуживших ртутных лампах тоже можно было обнаружить такие налеты, если отогнать ртуть. Состав этой черноватой массы заинтересовал тайного советника, и вдруг, при анализе остатка от 5 кг ламповой ртути, он нашел золото! Золото из ртути?!
"Еще десять лет назад такое обстоятельство едва ли привлекло внимание, - писал Мите в своем первом сообщении от 4 июля, опубликованном в журнале "Натурвиссеншафтен" 18 июля 1924 года. - Тогда не верили в возможность превращения одного элемента в другой и сочли бы такой факт ошибкой. Сегодня мы не можем оставить это наблюдение без внимания." Мите уверял, что он долго колебался, сообщать ли об этом открытии из-за невероятности процесса, хотя "твердые данные" у него были еще в апреле этого года.
Мите раздумывал: возможно ли теоретически, чтобы в ртутной лампе ртуть в результате разрушения атома распадалась до золота с отщеплением протонов или альфа-частиц. Мите и его сотрудник Штамрайх проводили многочисленные опыты, завороженные идеей такого превращения элементов. Исходным веществом служила ртуть, перегнанная в вакууме. Исследователи полагали, что она не содержит золота. Подтвердили это также анализы известных химиков К. Гофмана и Ф. Габера. Мите попросил их исследовать ртуть и остатки в лампе, хотя не сообщил, какие цели он преследует.
Этой ртутью, по аналитическим данным свободной от золота, Мите и Штамрайх заполнили новую лампу, которая затем работала в течение 200 ч. После отгонки ртути они растворили остаток в азотной кислоте и увлеченно рассматривали под микроскопом то, что осталось в стакане: на покровном стекле сверкал золотисто-желтый агломерат октаэдрических кристаллов. Блестящий металл растворялся только в царской водке и давал все известные реакции "царя металлов". То было чистое золото! С этого времени его открыватели были глубочайшим образом убеждены, что они осуществили "распад атома ртути" до золота.
После появления выпуска "Натурвиссеншафтен" с "предварительным сообщением" Мите о сенсационной находке пресса дня под огромными заголовками сообщала об этом открытии и уже предсказывала возможные его последствия для мировой валюты. Репортеры постоянно осаждали фотохимическую лабораторию Высшей технической школы. У Мите теперь не было спокойной минутки; в редакциях ухмылялись: нельзя безнаказанно быть открывателем искусства изготовления золота.
Однако ученый подчеркивал в "Берлинер локаль анцейгер": "Хотелось бы сразу в корне пресечь мнение, что открытое нами искусство получения золота позволяет добывать золото в любых желаемых количествах. Это невозможно...". Над такими словами понимающе посмеивались - даже тогда, когда Мите назвал цену искусственного золота, рассчитанную из расхода материалов и энергии: 20 миллионов марок за 1 кг. Обычная товарная цена 1 кг чистого золота составляла тогда 3000 марок. Эти оговорки не принимались всерьез: конечно, ведь процесс сейчас разработан в лабораторном масштабе: несомненно, он будет вскоре значительно удешевлен. Открытием Мите заинтересовались электрические концерны, и не зря. Сам же он сделал патентную заявку на свой процесс!
Реакция прессы была однозначной: 3 августа берлинская "Иллюстрирте цейтунг" на первой странице напечатала большой портрет Мите с подписью "Алхимик". Подозреваем, что господин тайный советник не без удовольствия купался в лучах своей славы. В лаборатории он установил мемориальную доску, чтобы оповестить следующие поколения о месте и дате первого превращения ртути в золото.
Отклик коллег был двояким. Ф. Габер и К. Гофман, которых даже в газетах именовали свидетелями удачного превращения, письменно отказались участвовать в опытах. Вероятно, они опасались за свою научную репутацию: искусство алхимии было слишком сомнительным. К тому же Габер был недоволен скрытничеством Мите: пересланные им пробы были засекречены, да и в публикациях Мите совершенно не было конкретных данных. Однако, по понятным причинам, известный ученый все же заинтересовался этим новым источником золота. Габер начал повторять опыты Мите. Физико-химика занимала, прежде всего, научная сторона проблемы: распад нерадиоактивного элемента, стоящего в периодической системе вблизи радиоактивного, в соседний элемент, который случайно оказался столь желанным золотом. "Это было поразительное и невероятное наблюдение, - говорил Габер позднее, оценивая задним числом "открытие" Мите и Штамрайха,- однако какое-то неопределенное чувство говорило все же в его пользу".
За границей не менее заинтересованно следили за победными сообщениями о превращении ртути. Известный лондонский журнал "Нейчур" напечатал высказывание Содди от 16 августа 1924 года. Исследователь атома напомнил, что он уже давно предсказывал возможность превращения ртути в золото на основе современный представлений о строении атома. Сложность же состояла в том, чтобы обнаружить такое превращение; до сих пор оно было достигнуто лишь в невесомых количествах для других элементов, и только путем ядерных превращений. Поразительно, если Мите действительно обнаружил весомые количества искусственно получаемого элемента, который можно химически идентифицировать. Однако Содди не думал, что золото образовалось путем отщепления альфа-частицы или протона. Скорее можно говорить о поглощении электрона: если последний обладает достаточно большой скоростью, чтобы пронзить электронные оболочки атомов и внедриться в ядро, тогда могло бы образоваться золото. При этом порядковый номер ртути (80) уменьшается на единицу и образуется 79-й элемент - золото!
Теоретическое высказывание Содди подкрепило точку зрения Мите и всех тех исследователей, которые твердо уверовали в "распад" ртути до золота. Однако не учли того обстоятельства, что в естественное золото может превратиться лишь один изотоп ртути с кассовым числом 197. Только переход
может дать "настоящее" золото.
Существует ли вообще изотоп Hg? Относительная атомная масса этого элемента 200,6, называвшаяся тогда атомным весом, позволила предполагать, что имеется несколько его изотопов. Ф.В. Астон, исследуя каналовые лучи, действительно нашел изотопы ртути с массовыми числами от 197 до 202, так что такое превращение было вероятным. По другой версии, из смеси изотопов Hg могло образоваться и Au, то есть один или несколько изотопов золота с большими массами. Это золото должно было бы быть тяжелее. Поэтому Мите поспешил определить относительную атомную массу своего искусственного золота и поручил это лучшему специалисту в этой области - профессору Гонигшмидту в Мюнхене.
Конечно, количество искусственного золота для такого определения было весьма скудным, однако большего у Мите пока не было: королек весил 91 мг, диаметр шарика 2 мм. Если сравнить его, другими "выходами", которые получал Мите при превращениях в ртутной лампе - они в каждом опыте составляли от 10[-2] до 10[-4] мг,- это был все же заметный кусочек золота. Гонигшмидт и его сотрудник Цинтль нашли для искусственного золота относительную атомную массу 197,2 +- 0,2. Значит, "другого" золота не получилось.
Постепенно Мите снял "секретность" со своих опытов. 12 сентября 1924 года журнал "Натурвиссеншафтен" опубликовал сообщение из фотохимической лаборатории, в котором впервые были приведены экспериментальные данные и более подробно описана аппаратура. Выход тоже стал известен: из 1,52 кг ртути, предварительно очищенной вакуумной перегонкой, после 107-часового непрерывного горения дуги длиной в 16 см, при напряжении от 160 до 175 В и токе в 12,6 А Мите получил целых 8,2 * 10[-5] г золота, то есть восемь сотых миллиграмма! "Алхимики" из Шарлоттенбурга уверяли, что ни исходное вещество, ни электроды и провода, подводящие ток, ни кварц ламповой оболочки не содержали аналитически определимых количеств золота.
Иностранная конкуренция
В тот день, 5 декабря 1924 года, большая физическая аудитория Высшей технической школы в Шарлоттенбурге была набита битком. Немецкое общество технической физики собралось на заседание, в программе которого значилось: "Профессор А. Мите: Об образовании золота из ртути (с демонстрациями)". Так многообещающе гласило объявление. Тайный советник Мите впервые публично выступил перед представителями науки. Его слушали с большим вниманием.
Докладчик сообщил, что в последние недели он менял постановку опытов. Лучше всего работа шла с обычными ртутными разрядными трубками. Однако пока не известны точные условия, при которых из ртути образуется золото. Повторяя предыдущие опыты, Мите вдруг совсем не нашел золота. Выход тоже сильно колебался. До сих пор ему удавалось получить, самое большее, десятую миллиграмма золота из 1000 г ртути. Мите объявил своим слушателям, что вскоре предстоит разрешить основополагающий вопрос: удается ли превратить всю ртуть в золото или только малую часть? Объявленные "демонстрации" привлекли много любопытных, которые не заглядывали обычно на научные собрания. Ведь не каждый день показывают, как сделать золото. Именно этого, вероятно, ожидали, прочитав объявление. Мите, специалист по фотографии, представил только цветные диапозитивы: фотографии золота, которое он "искусственно" получил из ртути, вдобавок фотографию агатовой ступки с первой полученной пробой золота "исторический экспонат", как гордо отметил оратор. Такое золото, сфотографированное при 300-кратном увеличении и спроецированное на стену, импонировало. При демонстрациях лишь немногие поникали, что речь идет о крошечных кристалликах.
В заключение своих изъяснений Мите призвал слушателей и всех ученых убедиться в истинности превращения ртути в золото: опыты эти может проделать всякий, ибо условия для этого есть в каждой лаборатории. Обычную ртутную лампу можно включить повсюду. Конечно, следует вооружиться некоторым терпением, так как не каждый опыт дает положительные результаты. Эксперименты такого рода надо ставить как можно скорее, поскольку следует опасаться, что заграницей ушли гораздо дальше в вопросе изготовления золота.
Мите намекнул на известие, которое он недавно получил. Германское посольство в Токио сообщало, что исследователи из Берлин-Шарлоттенбурга не одиноки в своих попытках получения золота из ртути. Научный работник Нагаока экспериментировал в Токио над превращением ртути с помощью электрических разрядов высокого напряжения. Мите и Штамрайх могли бы позавидовать благоприятным условиям работы японца. Нагаока проводил опыты с напряжением в несколько миллионов вольт вместо смехотворных 175 В Мите. Слой ртути пробивался искровым разрядом длиной в 120 см. Однако берлинский экспериментатор мог утешиться: выход золота был не выше, чем у него.
Оказывается, в Соединенных Штатах тоже не дремали. Вскоре после того как стали известны опыты Мите, Нью-Йоркскому университету было поручено изучить основы процесса превращения ртути для оценки возможностей его технического воплощения. Интерес американской общественности был разбужен. Финансовые и банковские воротилы Уолл-стрита, хранившие самые большие в мире запасы золота, стали опасаться, что где-либо скопятся еще более мощные, чем в Форт-Ноксе, количества золота, да к тому же еще и искусственного. На горизонте показался призрак золотой инфляции.
В качестве представителя перепуганной "империи доллара" слово взял научно-популярный развлекательный журнал "Сайнтифик америкэн". Журнал объявил конкурс и предоставил денежные средства для научных экспериментов, чтобы установить истину как в интересах науки, так и для государственных финансов.
В Нью-Йоркском университете исследованиями руководил профессор Шелдон. Он проверял опыты Мите и сам искал оригинальные решения вопроса, как из ртути приготовить золото. Чикагский университет сообщал, что собирается проводить опыты с потоком электронов. Сотрудники университета предполагали бомбардировать атомы со скоростью в тысячу раз большей, чем в ртутной лампе Мите.
Вероятно, самая сумасшедшая идея в "стране неограниченных возможностей" пришла в голову тому изобретателю, который - если верить сообщениям того времени - подготовлял гигантский проект, используя огромные водные мощности Ниагарского водопада, этот фантаст хотел превратить 35 миллионов лошадиных сил в электрическую энергию и воздействовать ею на несколько сот килограммов ртути, чтобы получить из нее чистое золото. Америка была воодушевлена. Критические голоса требовали прекращения этого широко задуманного предприятия, но их заставили умолкнуть. Раздавались требования непременно провести "эксперимент века", даже если это приведет к падению курса доллара на Нью-Йоркской бирже.
Многочисленные зеваки расположились на смотровых башнях, построенных вокруг Ниагарского водопада. Они хотели принять участие в зрелище, увидеть, как человек проникает в "процесс божественного созидания" и сам создает золото. Как же окончится этот спектакль?
Ответ дает точная наука
Многие химики, объединенные в Немецкое химическое общество с осуждением смотрели на чужака Мите, который собирался сделать карьеру за их счет. Однако одним недоверием нельзя было изобличить Мите, а получить доказательства можно было, только имея надежную информацию. Поэтому "алхимиков" из Шарлоттенбурга пригласили сделать отчет перед обществом об их выдающихся работах. Что это - реверанс перед алхимией?
Если прочесть протокол заседания от 15 июня 1925 года, то ощущаешь необычайную напряженность, в которой протекало это собрание. Председатель, Макс Боденштейн, приветствовал многочисленных присутствующих, быстро обсудил внутренние вопросы общества, чтобы вслед за этим перейти к главному. Затем место на кафедре занял Мите и начал говорить "об образовании золота из ртути". После этого Штамрайх должен был доложить об "обнаружении образования золота из ртути". На этот раз не было других докладов, которые обычно освещают многие стороны химических исследований, В этот день, 15 июня 1925 года, на повестке дня общества стоял лишь один вопрос: искусство делать золото.. Повысился выход золота в равномерно работающих дуговых лампах. Он сообщил, что в исследовательской лаборатории всемирно известной фирмы Сименса были также начаты самостоятельные опыты. У Сименса исследователи Думе и Лотц определили, что золото образуется даже при пропускании через ртуть тока достаточной силы.
Примечательно, что в последовавшей за этим дискуссии практически не выражались сомнения, а скорее тихое, безмолвное удивление. В этом была немалая вина Фрица Габера. Он повторял опыты Мите и теперь сообщил, что, как и его коллега, обнаружил золото. Габер не мог не поздравить господина Мите с этим "научным достижением, самым замечательным за последние десятилетия". Другие ученые заглушили свои сомнения: тайный советник Габер считался авторитетом в химической науке, его способ определения микроколичеств золота должен быть неуязвимым.
Однако вскоре наступил перелом. Подозрений у химиков возникало тем больше, чем больше признаний делал Мите. Золото то образуется, и всегда в минимальных количествах, то снова не образуется. Никакой пропорциональности не обнаруживается, то есть количества золота не возрастают с увеличением содержания ртути, повышением разности потенциалов, при большей длительности работы кварцевой лампы. Получалось ли действительно искусственно то золото, которое обнаруживали? Или оно уже присутствовало раньше? Быть может, Мите - такая же жертва самообмана, как и его предшественники-алхимики, которые, сами того не ведая, обогащали незначительные примеси золота?
Источники возможных систематических ошибок в методе Мите проверяли несколько ученых из химических институтов Берлинского университета, а также из лаборатории электрического концерна Сименса. Химики прежде всего детально изучили процесс перегонки ртути и пришли к удивительному заключению: даже в перегнанной, казалось бы, не содержащей золота ртути всегда имеется золото! Оно либо появлялось в процессе перегонки, либо оставалось растворенным в ртути в виде следов, так что его нельзя было сразу обнаружить аналитически. Только после длительного стояния или при распылении в дуге, вызывавшем обогащение, оно вдруг вновь обнаруживалось. Такой эффект мог вполне быть принят за образование золота.
Эти новые факты уже в августе 1925 года привели коллег из университета к выводу: "Образование золота из ртути, по данным Мите и Штамрайха, по меньшей мере, плохо воспроизводится". Когда путем многократной перегонки в высоком вакууме была действительно получена ртуть, не содержащая золота, то с ней в ртутной лампе золота совсем не образовывалось.
Выявилось еще одно обстоятельство. Использованные материалы, в том числе кабели, идущие к электродам, и сами электроды,- все содержало следы золота. Габер, который это установил, смог показать, что "превращение" ртути в золото практически происходило до тех пор, пока пары ртути извлекали золото из материала электродов.
По мнению Фрица Габера, вполне можно было ошибиться приняв обнаруженные в таких опытах следы золота за искусственно полученные. Он привел в качестве примера своего сотрудника обнаружившего при каких-то аналитических исследованиях следы золота, которые другие не находили. Этот аналитик имел привычку часто снимать или сдвигать свои очки в золотой оправе. Затем он теми же руками брал крошечный кусочек чистого свинца, чтобы поместить его в тигель для пробирного анализа. Такой "ошибки" было достаточно, чтобы обнаружить микропримеси золота в свинце. Габер установил также, что золото в измеримых концентрациях переносится воздухом. Он профильтровал несколько сотен литров воздуха из помещений своего института через целлюлозу, пропитанную солью свинца, и аналитически обнаружил золото. После этого Габер стал проводить перепроверку данных Мите только в тех помещениях, где никогда не работали с золотом или вообще не проводили никаких опытов. Кроме того, его сотрудники должны были предварительно тщательно очистить эти помещения, даже заново их покрасить.
При минимальных концентрациях золота, лежавших на пределах точности определения, первоочередной проблемой становилась опасность увлечения посторонних следов золота. Следовательно, ошибка возможна, разъяснял Габер. Такая ошибка исключена, если будет обнаружено, что количество найденного золота нарастает, притом пропорционально взятому количеству ртути и длительности опыта. Лишь в этом случае результатам можно доверять.
Исследователи лаборатории акционерного общества "Сименс и Хальске" в Берлине, которые, как и Габер, усердно выискивали какое-либо пропорциональное увеличение выхода золота, в конце концов заявили, что удалось установить только одну "пропорциональность": с возрастанием числа найденных источников ошибок и их устранением в опытах количество золота все больше уменьшалось!
Да, с искусственным золотом из "волшебной лампы Мите" дела были плохи. На совещании физиков в Данциге в сентябре 1925 года Мите дали это почувствовать, после того как он сделал обзор своих работ. Началась горячая дискуссия. Физики тоже перестали верить в трансмутацию ртути.
Несколько позже, в ноябре 1925 года, на научном съезде в Берлине Мите горько жаловался, как много драгоценного времени приходится затрачивать на то, чтобы экспериментальным путем опровергнуть обвинение в загрязнении ртути золотом. Ведь тайный советник все еще верил в свои результаты, все еще клялся, что образовалось искусственное золото.
10 мая 1926 года Немецкое химическое общество вновь разослало приглашения на "заседание алхимиков"- так вполне можно было его назвать, ибо четыре доклада касались опытов Мите. "Изобретатель" тоже присутствовал, но лишь в качестве гостя. Ему собирались дать слово только в дискуссии, для того чтобы он мог защищаться. На этот раз ветер подул уже не в ту сторону, что год назад на заседании, посвященном этой же теме.
Докладчики - профессора и исследователи из институтов Берлинского университета, из исследовательской лаборатории концерна Сименса, а также Фриц Габер из Института химии и электрохимии Общества кайзера Вильгельма -сообщали о своих опытах, которые во всех случаях привели к отрицательным результатам. Для некоторых ученых это не было новостью. Габер привлек новые данные еще 3 марта 1926 года на заседании Общества кайзера Вильгельма в Берлине в докладе "К вопросу о превращаемости химических элементов". Кроме того, в специальном журнале появилась его статья под заголовком: "О мнимом образовании искусственного золота из ртути".
На заседании Химического общества доклад Габера был убедительным. Он доложил, что все эксперименты после исключения источников ошибок дали отрицательные результаты, и заключил: "Таким образом, мы окончательно прекращаем все опыты по трансмутации как бесперспективные".
Загнанный в тупик вопросами химиков Мите должен был открыть происхождение тех 91 мг "искусственного" золота, которые послужили для определения относительной атомной массы. По сравнению с теми миллионными долями грамма, которые он обычно обнаруживал, это было необычайно большое количество. Как получил он это золото? Мите признался, что золото было добыто из ртути старых разрядных ламп. Он тогда полагал, что ртуть из ламп по своей природе не может содержать золота. После такого объяснения Габер не смог сдержать недовольства: как это Мите позволил себе послать такие остатки для определения атомной массы. Конечно, это было природное золото. Поэтому относительная атомная масса "искусственного" золота столь отлично совпала с данными для природного элемента!
К концу заседания Габер нашел несколько утешительных слов для разочарованного алхимика: "Только благодаря невероятно трудоемким работам господ Мите, Штамрайха и Нагаока стал известен тот неожиданный факт, что в ртути и других металлах, находящихся в природе, содержится благородный металл.
По этой причине их усилия, безусловно, не пропали даром для химической науки... На основании их опытов мы пришли к абсолютной уверенности, что при использовании указанных здесь средств золота не образуется".
Было ли это уже концом? Скорее всего, нет. Некоторые вопросы оставались открытыми. Все еще существовало убедительное заявление физиков-атомщиков, согласно которому такая трансмутация возможна с точки зрения атомной теории. Как известно, при этом исходили из предположения, что изотоп ртути Hg поглощает один электрон и превращается в золото. Однако такая гипотеза была опровергнута сообщением Астона, появившемся в журнале "Нейчур" в августе 1925 года. Специалисту по разделению изотопов удалось с помощью масс-спектрографа с повышенной разрешающей способностью однозначно охарактеризовать линии изотопов ртути. В результате выяснилось, что природная ртуть состоит из изотопов с массовыми числами 198, 199, 200, 201, 202 и 204. Следовательно, устойчивого изотопа Hg вовсе не существует! Если бы бомбардировка ртути электронами действительно давала золото, то оно должно было бы иметь более высокую относительную атомную массу, чем природное, по меньшей мере 198. К такому выводу пришел Астон. Однако такие неизвестные изотопы золота были бы, по всей вероятности, неустойчивыми. Если бы они образовались, то их очень легко было бы обнаружить по радиоактивности.
Следовательно, нужно считать, что получить естественное золото-197 из ртути обстрелом ее электронами теоретически невозможно и опыты, направленные на это, можно заранее рассматривать как бесперспективные. Это в конце концов поняли исследователи Харкинс и Кей из Чикагского университета, которые взялись было за превращение ртути с помощью сверхбыстрых электронов. Они бомбардировали ртуть (охлаждаемую жидким аммиаком и взятую в качестве антикатода в рентгеновской трубке - сайт) электронами, разогнанными в поле 145000 В, то есть имеющими скорость 19000 км/с. Аналогичные опыты проделывал и Фриц Габер при проверке опытов Мите. Несмотря на весьма чувствительные методы анализа, Харкинс и Кей не обнаружили и следов золота. Вероятно, полагали они, даже электроны со столь высокой энергией не в состоянии проникнуть в ядро атома ртути. Либо образовавшиеся изотопы золота столь неустойчивы, что не могут "дожить" до конца анализа, длящегося от 24 до 48 ч.
Таким образом, представление о механизме образования золота из ртути, предложенное Содди, было сильно поколеблено. Попытки других толкований с точки зрения ядерной физики также наткнулись на непреодолимое препятствие. В ртутной лампе, кроме золота, находили также и серебро, часто в больших количествах. С позиций теории строения атома образование серебра (заряд ядра 47) из ртути (заряд ядра 82) нельзя объяснить. До сих пор были известны лишь радиоактивные превращения одного элемента в другой, непосредственно соседствующий в периодической системе.
В своем заключительном слове, обращенном к Мите, Габер говорил: "Возникновение серебра из ртути означало бы новый тип превращения элементов - распад ядра на две половины". О таком "делении ядра" еще не мечтали даже теоретики атома.
В докладе в марте 1926 года Габер сказал: "Решение алхимических проблем остается пока на том самом месте, до которого довел их Резерфорд, а именно на превращениях атомов в ничтожных количествах, которые находятся далеко за порогом химической чувствительности". Однако, никто не может считать,- к такому примечательному заключению пришел Габер,- что это невозможно, раз это не удавалось никому. Быть может, с дальнейшей разработкой технических источников тока и более полным овладением высокими напряжениями будет подготовлена почва для более успешных опытов.
Чего же достигли американцы в использовании мощных энергии Ниагарского водопада с целью превращения ртути в золото? Широко задуманный эксперимент закончился неудачей. Гигантские энергии с необычайной силой вырвались на свободу и разрушили всю установку. Золота не получили. Исторического подтверждения этого происшествия найти невозможно, поскольку речь идет лишь о фантастической картине писателя Ганса Доминика, нарисованной им в утопическом романе, который был выпущен в 1927 году.
Вернемся к точной науке. Какие результаты получил профессор Шелдон из Нью-Йоркского университета при проверке опытов берлинца Мите? Сначала Шелдон проводил эксперименты с теми ртутными лампами, которые продавали в Америке. Он заполнял их ртутью, совершенно не содержащей золота. Поскольку в этих экспериментах золото не было обнаружено, Шелдон специально попросил прислать ему из Германии одну из тех ртутных ламп, которые использовал Мите. И здесь успеха не было... В ноябре 1925 года журнал "Сайнтифик америкэн" смог заверить всех заинтересованных лиц, что "финансовая основа цивилизованного мира не находится в опасности".
Несмотря на последние неутешительные результаты, у тайного советника Мите нашлось много последователей. Профессор Смитс из Химического института Амстердамского университета с 1924 по 1928 год гонялся за сходным призраком. Он хотел подобно Мите в его опытах с ртутью добиться распада атома свинца. По его мнению, при этом должны были возникнуть таллий и ртуть, быть может, с образованием альфа-излучения. Эта гипотеза сближала его, как уже известно, с уроженкой Румынии, Марацинеану.
Смитс не пожелал идти по следам алхимиков. Он обосновал свое решение следующим образом: "Я начал со свинца, ибо предполагал, что, быть может, конечный продукт самопроизвольных радиоактивных превращений можно искусственно возбудить для дальнейшего распада. Изучение свинца привлекает еще и потому, что уже самая незначительная трансмутация до ртути очень чувствительно улавливается спектральным путем; этот же метод, как известно, совершенно непригоден для обнаружения малых следов золота в ртути".
Смитс и его сотрудник Карсен сконструировали специальную кварцевую свинцовую лампу, которая содержала расплавленный свинец, и опубликовали фотографию этого прибора, напоминающего конструкции алхимиков. Они обнаружили искомую спектральную линию ртути и потому были убеждены, что произошло превращение элементов:
Исследователи, проверявшие эти опыты, справедливо указывали, что Смитс и Карсен делали те же ошибки, что Мите и Штамрайх: они не учитывали следов других металлов, присутствовавших или привнесенных. Нидерландские исследователи в ответ уверяли, что их свинец совершенно не содержал ртути...
В середине прошлого века весь мир облетела весть, что ученым удалось синтезировать искусственным путем золото. Многие восприняли это известие, как долгожданную весть о подтверждении получения философского камня. Но не все так просто, как хотелось бы. Полученное золото никакого отношения к философскому камню не имело.
Не секрет, что многие алхимики средневековья занимались поиском философского камня лишь для того, чтобы как-то убедить своих покровителей в выделении средств на их химические опыты и изучение оккультных наук. В результате человечество получило богатейшее знание о свойствах химических веществ. Со временем были забыты оккультные знания и лишь до нашего времени дошли некоторые сведения, которые используют современные астрологи.
Позже ученые начали изучать атом. Их можно было сравнить с современными алхимиками, в хорошем смысле этого слова. Они также как и их предшественники шли наугад, иногда подвергая свою жизнь смертельной опасности. И им тоже открывались неизведанные горизонты строения вещества.
Смертельный друг - Ртуть
Неизвестные изотопы
В ходе изучения изотопов золота американский физик Артур Демпстер в 1935 году обнаружил, что благородный металл имеет всего один устойчивый изотоп с относительной массой 197 . Принято считать, что чтобы его синтезировать, надо иметь в своем распоряжении изотоп с гораздо большей массой, но такого в природе просто не существует, а если его синтезировать искусственным путем, то он долго не может находиться в устойчивом состоянии. Поэтому все усилия ученых прошлого века были направлены на получения тяжелого изотопа золота.
Этого можно было добиться, только используя ближайшие к золоту элементы ртуть и платину. Превращать платину в золото не имеет смысла, так как она дороже его. Остается ртуть. В начале сороковых годов, прошлого века во многих ядерных лабораториях начались исследования в этом направлении. И весной 1940 года физики из Гарвардского университета А. Шерр и К.Т. Бейнбридж сообщили, что они получили золото искусственным путем. Им удалось направить разогнанные дейтроны на мишень, сделанную из лития и таким образом получить поток быстрых нейтронов. В свою очередь нейтроны полученного лития использовали для бомбардировки ртути. После проведения исследования они пришли к выводу, что в результате ядерных реакций было получено золото.
Но это золото состояло из неустойчивых изотопов с массовыми числами 198 , 199 и 200 . Через несколько часов или дней оно снова превращалось в ртуть, излучая в пространство бета-лучи. Реакция протекает по известной формуле, которая наглядно хорошо описывает этот процесс.
У ртути имеется семь изотопов. И только три из них смогли превратиться в золото. Их массовые числа полностью совпадают с числами полученного золота. Позже в марте 1947, года три физика, сотрудники профессора Демпстера Ингрем, Гесс и Гайди высказали гипотезу, а после ее доказали что только 199 и 196 изотоп ртути способны превращаться в золото. В результате опыта они смогли получить из 100 грамм ртути 35 мкг золота. Эту реакцию можно изобразить при помощи формулы:
196Hg + n = 197Hg* + γ
Но, на этом процесс не заканчивается и продолжается дальше:
Как делают золото
Таким образом, в лабораторных условиях из ртути было впервые получено золото
Вначале этому событию никто не придал никакого значения. Этот факт знали лишь те ученые, которые занимались этой проблемой. Однако через два года некий дотошный журналист опубликовал результат этого исследования, снабдив материал своими предположениями и рассуждениями. В результате на биржах началась настоящая паника. Все думали, что теперь золото подешевеет и перестанет быть валютным эквивалентом.
Но повода к обвалу бирж не было. Полученное золото было во много раз дороже, чем природное, добытое из самых бедных руд в шахте или на золотом прииске. Однако физики не удержались и позволили себе маленькую роскошь. Теперь небольшое количества золота полученное в ядерном реакторе хранится в Чикагском музее науки и промышленности, а в 1955 году на него могли посмотреть все желающие во время Женевской конференции.
Тайна раскрыта
Теперь мы, наконец-то, раскроем тайну получения золота из «философского» камня. Естественно, это к алхимии никакого отношения не имеет. Все чем мы будем оперировать, относится чисто к материальному миру. И так, начнем наши рассуждения.
Для получения золота из других химических элементов необходимо учитывать атомные реакции. Других путей на сегодняшний день ученые не обнаружили, так что все то, что связанно с алхимией признано ошибочным, а их рецепты принято считать обманом.
Чтобы получить настоящее золото, а не его изотопы, которые долго не живут, ученые, согласно карте нуклидов, рассматривали несколько вариантов.
- Первый вариант это когда золото можно было бы получить из ртути-197 во время излучения бета-лучей или К-захвата. Но это в принципе невозможно, потому что 197-го изотопа в природе просто не существует. Если рассуждать теоретически, то его можно получить из таллия-197 , а его, в свою очередь, из свинца-197 . Но такой свинец образуется только при ядерных реакциях, а в природе его тоже, к сожалению нет. Так что из простого свинца много золота не получишь.
- Второй вариант предполагает использование изотопов платины и ртути, которые могут образовываться только во время ядерных превращений. Поэтому реально золото можно получить только из 196 и 198Hg и из194 Pt . Во время бомбардировки разогнанными нейтронами или альфа-частицами, происходят реакции, в результате которых можно получать изотопы 197 Hg , а из них, как известно устойчивое золото. Но его надо будет потом еще очистить от оставшихся изотопов, которые не вступили в реакцию и смеси различных нуклидов. А это очень дорогой способ очистки. Платину в качестве источника получения золота тоже можно исключить, по материальным соображениям.
- Третий вариант предусматривает длительную бомбардировку ртути нейтронами или использовать циклотрон, но выход вещества при этом будет очень небольшим. Если облучать природную ртуть потоком нейтронов, то наряду с устойчивым золотом, как мы видели, образуются радиоактивные изотопы. Через некоторое время они снова превращаются в ртуть и ничего с этим сделать нельзя. Так устроена природа.
Гораздо интересней процесс получение из ртути платины. Можно предположить, что если направить мощное излучение нейтронов в реакторе таким образом, чтобы происходили (n, α) превращения, то можно будет надеяться на получение значительного количества платины и все изотопы ртути, которые можно было бы превратить в золото.
Что было вначале
Самое интересное заключается в том, что вопрос превращения в золото других элементов стоял перед учеными всегда. Даже на заре изучения атома Фредерик Содди в 1913 году сделал предположение, что золото можно синтезировать из таллия, свинца или ртути. Но тогда еще многое было неизвестно и та реакция, на которую ссылается ученый, по объективным причинам просто не смогла быть осуществлена на экспериментальной установке.
Позже, в 1938 году писатель-фантаст Дауман предложил в одном из своих произведений рецепт, как из висмута получить золото. Он описал способ, как из куска этого вещества его герой при помощи мощного рентгеновского излучения получал золото в неограниченных количествах. А после методом литературного домысливания смоделировал политическую ситуацию и проанализировал ее. Серьезные ученые тут же начали изучать возможность получения золота из висмута, но быстро пришли к выводу, что такая реакция невозможна, потому что в природе нет устойчивого изотопа 205 Bi . Формула превращения может принять вид
205Bi + γ = 197Au + 2α
Что было бы, если бы было
Поэтому герой романа никак не мог бы получить золото. Но мы можем рискнуть и попытаться гипотетически представить, как в промышленных условиях люди из ртути начнут получать благородный металл. Основываясь на знаниях из ядерной физики, начнем наше рассуждение из того, что будем использовать 50 кг ртути. В этом количестве вещества находится всего 74 г ртути-196 , которое может теоретически превратиться в золото.
Предположим из 74 г в результате ядерных превращений мы получим такое же количество стабильного золота. После несложных расчетов мы приходим к неутешительному выводу, что 74 г золота можно получить, если поместить шар из ртути емкостью 3, 7 л в зону реактора на четыре с половиной года. А потом все что мы получим, надо будет еще очистить.
Как видим, практически это осуществить просто не реально, но заманчиво. Гораздо проще и дешевле получить радиоактивное золото. Интересно было бы им расплатиться, а после наблюдать, как оно со временем начнет таять и превращаться в ртуть. Наверное, в будущем мошенники научатся использовать этот метод или он просто, так и останется на страницах фантастических романов, постоянно будоража пытливые умы.
Ставим все с ног на голову
Рассуждая о том, как из ртути можно получать золото, мы пришли к выводу, что и ртуть можно получить из него. Получается интересная картина. Оказывается, золото существует, скорее всего, вопреки законам природы. Но реальность есть реальность.
Сейчас интенсивно ведутся работы по превращению золота в другие элементы. Если бы об этом узнали в свое время алхимики, то они точно не поняли бы нас, своих потомков. Но факт есть факт.
Исследования ученых, связанные с золотом, не пропали даром. Дело в том, что в свое время перед наукой была поставлена задача получения очень чистой ртути. Как ни пытались природную ртуть очистить, ничего не получалось. Вот тогда и вспомнили, что есть обратный процесс, превращения золота в ртуть. Пришлось запускать реактор, подавив в себе «алчность». Делалось это для того, чтобы получить очень точный эталон метра.
Не все золото то, что блестит
Первые ртутные лампы появились в Соединенных Штатах Америки после второй мировой войны. Как вы уже догадались, ртуть в этих лампах была искусственной. Затем и в других странах было освоено получение чистой ртути. Нашло применение и радиоактивное золото-198. Его стали применять в медицине для лечения раковых опухолей и получения радиограмм человеческого тела. Оказывается, мельчайшие частички радиоактивного золота убивают раковые клетки, оставляя без изменения здоровые. Действует этот метод локально, не повреждая большую поверхность. Этот метод признан во всем мире и ему отдают предпочтение во многих клиниках.
Искусственно полученное золото используется для лечения лейкоза. Известно, что во время этого заболевания увеличивается число белых кровяных шариков. Этот метод спас жизни многим людям страдающим, казалось бы, неизлечимыми болезнями. Так что человечество начало получать зримую пользу от использования пусть и не стойкого и не такого привычного, но, все же, благородного металла.
Интерес науки к получению «философского» камня упал. Теперь во многих лабораториях изучаются новые вещества, которые синтезируются из золота. Большой интерес ученых вызывает искусственные элементы франций и астат. Франций получают при помощи бомбардировки золота ионами кислорода или неона. Астат получают, когда золото обстреливают разогнанными ядрами углерода.
Но это еще не конец
Казалось бы, на этом месте можно поставить точку. Но как же трудно смириться с мыслью о том, что невозможно получить дешевое золото из ртути. И, оказывается, есть люди, которые искренне считают, что это не так. Это современные алхимики. Да, они продолжают развивать это направление исследования познания мира.
Что нам вообще известно об алхимии и людях, которые ею занимались. История преподносит нам это направление в виде фрагментов, рассказывая об удачных экспериментах и неудачных опытах. Наверное, среди алхимиков было много шарлатанов, но где их нет. Вот один из примеров, как описывает получение золота из ртути довольно известный алхимик. Примерно это выглядит так.
- Надо взять необходимое количество ртути и вылить в известный тебе сосуд. Затем поставить его на огонь и кипятить ртуть столько, сколько ты знаешь. Брось в сосуд порошок известный только тебе одному. Количество тебе было сказано раньше. Таким образом, произойдет фиксация ртути;
- Возьми небольшой кусочек полученного вещества и брось его в тысячу унций ртути. Она превратится в красный порошок. Теперь небольшое количество этого порошка бросьте в тысячу унций ртути, и она тоже превратится в красный порошок. Продолжай делать так, пока, наконец, ртуть не превратится в золото.
Что ж, есть «точный рецепт» и повод для размышлений. Во всяком случае, кто-нибудь когда-нибудь воспользуется этим рецептом и, кто знает, какие новые открытия он сделает.
Золото, полученное в атомном реакторе
В 1935 году американскому физику Артуру Демпстеру удалось провести масс-спектрографическое определение изотопов , содержащихся в природном уране. В ходе опытов Демпстер изучил также изотопный состав золота и обнаружил только один изотоп - золото-197. Никаких указаний на существование золота-199 не было. Некоторые ученые предполагали, что должен существовать тяжелый изотоп золота, ибо золоту в то время приписывали относительную атомную массу 197,2. Однако золото является моноизотопным элементом. Поэтому желающим искусственным путем получить этот вожделенный благородный металл все усилия необходимо направить на синтез единственного устойчивого изотопа - золота-197.
Известия об успешных опытах по изготовлению искусственного золота всегда вызывали беспокойство в финансовых и правящих кругах. Так было во времена римских правителей, так осталось и теперь. Поэтому не удивительно, что сухой отчет об исследованиях Национальной лаборатории в Чикаго группы профессора Демпстера еще недавно вызвал возбуждение в капиталистическом финансовом мире: в атомном реакторе можно из ртути получить золото! Это - самый последний и убедительный случай алхимического превращения.
Началось это еще в 1940 году, когда в некоторых лабораториях ядерной физики начали бомбардировать быстрыми нейтронами, полученными с помощью циклотрона, соседние с золотом элементы - ртуть и платину. На совещании американских физиков в Нэшвилле в апреле 1941 года А. Шерр и К. Т. Бэйнбридж из Гарвардского университета доложили об успешных результатах таких опытов. Они направили разогнанные дейтроны на литиевую мишень и получили поток быстрых нейтронов, который был использован для бомбардировки ядер ртути. В результате ядерного превращения было получено золото!
Три новых изотопа с массовыми числами 198, 199 и 200. Однако эти изотопы не были столь устойчивыми, как природный изотоп - золото-197. Испуская бета-лучи, они по истечении нескольких часов или дней снова превращались в устойчивые изотопы ртути с массовыми числами 198, 199 и 200. Следовательно, у современных приверженцев алхимии не было повода для ликования. Золото, которое вновь превращается в ртуть, ничего не стоит: это обманчивое золото. Однако ученые радовались успешному превращению элементов. Они смогли расширить свои познания об искусственных изотопах золота.
В основе "трансмутации", проведенной Шерром и Бейнбриджем, лежит так называемая (n , p ) -реакция: ядро атома ртути, поглощая нейтрон n , превращается в изотоп золота и при этом выделяется протон р .
Природная ртуть содержит семь изотопов в разных количествах: 196 (0,146%), 198 (10,02%), 199 (16,84%), 200 (23,13%), 201 (13,22%), 202 (29,80%) и 204 (6,85%). Поскольку Шерр и Бейнбридж нашли изотопы золота с массовыми числами 198, 199 и 200, следует полагать, что последние возникли из изотопов ртути с теми же массовыми числами. Например:
198 Hg + n = 198 Au + р
Такое предположение кажется оправданным - ведь эти изотопы ртути являются довольно распространенными.
Вероятность осуществления какой-либо ядерной реакции определяется прежде всего так называемым эффективным сечением захвата атомного ядра по отношению к соответствующей бомбардирующей частице. Поэтому сотрудники профессора Демпстера, физики Ингрем, Гесс и Гайдн, пытались точно определить эффективное сечение захвата нейтронов природными изотопами ртути. В марте 1947 года они смогли показать, что изотопы с массовыми числами 196 и 199 обладают наибольшим сечением захвата нейтронов и потому имеют наибольшую вероятность превращения в золото. В качестве "побочного продукта" своих экспериментальных исследований они получили... золото! Точно 35 мкг, полученных из 100 мг ртути после облучения замедленными нейтронами в атомном реакторе. Это составляет выход 0,035 %, однако если найденное количество золота отнести лишь к ртути-196, то получится солидный выход в 24 %, ибо золото-197 образуется только из изотопа ртути с массовым числом 196.
С быстрыми нейтронами часто протекают (n , р )-реакции, а с медленными нейтронами - преимущественно (n , γ)-превращения. Золото, открытое сотрудниками Демпстера, образовалось следующим образом:
196 Hg + n
= 197 Hg* + γ
197 Hg* + e
- = 197 Au
Образующаяся по (n, γ)-процессу неустойчивая ртуть-197 превращается в устойчивое золото-197 в результате K -захвата (электрона с K -оболочки своего собственного атома).
Таким образом, Ингрем, Гесс и Гайдн синтезировали в атомном реакторе ощутимые количества искусственного золота! Несмотря на это, их "синтез золота" никого не встревожил, поскольку о нем узнали лишь ученые, тщательно следившие за публикациями в "Физикл ревью". Отчет был кратким и наверняка недостаточно интересным для многих из-за своего ни о чем не говорящего заголовка: "Neutron cross-sections for mercury isotopes" (Эффективные сечения захвата нейтронов изотопами ртути
).
Однако случаю выло угодно, чтобы через два года, в 1949 году, чересчур ретивый журналист подхватил это чисто научное сообщение и в крикливо-рыночной манере провозгласил в мировой прессе о производстве золота в атомном реакторе. Вслед за этим во Франции произошла крупная неразбериха при котировании золота на бирже. Казалось, что события развиваются именно так, как представлял себе Рудольф Дауман, предсказавший в своем фантастическом романе "конец золота".
Однако искусственное золото, полученное в атомном реакторе, заставляло себя ждать. Оно никак не собиралось затоплять рынки мира. Кстати, профессор Демпстер в этом и не сомневался. Постепенно французский рынок капитала вновь успокоился. В этом не последняя заслуга французского журнала "Атомы", который в январском номере 1950 года поместил статью: "La transmutation du mercure en or" (Трансмутация ртути в золото ).
Хотя журнал в принципе признавал возможность получения золота из ртути методом ядерной реакции, однако своих читателей он уверял в следующем: цена такого искусственного благородного металла будет во много раз выше, чем природного золота, добытого из самых бедных золотых руд!
Сотрудники Демпстера не могли отказать себе в удовольствии - получить в реакторе некоторое количество такого искусственного золота. С тех пор этот крошечный любопытный экспонат украшает Чикагский музей науки и промышленности. Этим раритетом - свидетельством искусства "алхимиков" в атомную эру - можно было полюбоваться во время Женевской конференции в августе 1955 года.
С точки зрения ядерной физики возможны несколько превращений атомов в золото. Мы наконец откроем тайну философского камня и расскажем, как можно сделать золото. Подчеркнем при этом, что единственно возможный путь - это превращение ядер. Все другие дошедшие до нас рецепты классической алхимии ничего не стоят, они приводят лишь к обману.
Устойчивое золото, 197Au, можно было бы получить путем радиоактивного распада определенных изотопов соседних элементов. Этому нас учит так называемая карта нуклидов, в которой представлены все известные изотопы и возможные направления их распада. Так, золото-197 образуется из ртути-197, излучающей бета-лучи, либо из такой ртути путем К-захвата. Можно было бы также получить золото из таллия-201, если бы этот изотоп испускал альфа-лучи. Однако этого не наблюдается. Как же получить изотоп ртути с массовым числом 197, которого нет в природе? Чисто теоретически его можно получить из таллия-197, а последний - из свинца-197. Оба нуклида самопроизвольно с захватом электрона превращаются соответственно в ртуть-197 и таллий-197. Практически это была бы единственная, хотя и только теоретическая, возможность сделать золото из свинца. Однако свинец-197 тоже лишь искусственный изотоп, который надо сначала получить ядерной реакцией. С природным свинцом дело не пойдет.
Изотопы платины 197Pt и ртути 197Hg тоже получают только ядерными превращениями. Реально осуществимыми являются лишь реакции, в основе которых лежат природные изотопы. В качестве исходных веществ для этого подходят только 196 Hg, 198 Hg и 194 Pt. Эти изотопы можно было бы бомбардировать разогнанными нейтронами или альфа-частицами с тем, чтобы прийти к следующим реакциям:
196 Hg + n
= 197 Hg* + γ
198 Hg + n
= 197 Hg* + 2n
194 Pt + 4 He = 197 Hg* + n
С таким же успехом можно было бы получить искомый изотоп платины из 194 Pt путем (n , γ)-превращения либо из 200 Hg путем (n , α) -процесса. При этом, конечно, нельзя забывать, что природное золото и платина состоят из смеси изотопов, так что в каждой случае приходится учитывать конкурирующие реакции. Чистое золото придется в конце концов выделять из смеси различных нуклидов и непрореагировавших изотопов. Процесс этот будет требовать больших затрат. От превращения платины в золото вообще придется отказаться из экономических соображений: как известно, платина дороже золота.
Другим вариантом синтеза золота является непосредственное ядерное превращение природных изотопов, например, по следующим уравнениям:
200 Hg + р
= 197 Au + 4 He
199 Hg + 2 D = 197 Au + 4 He
К золоту-197 привел бы также (γ, р ) -процесс (ртуть-198), (α, р ) -процесс (платина-194) или (р , γ) либо (D, n )-превращение (платина-196). Вопрос заключается лишь в том, возможно ли это практически, а если да, то рентабельно ли это вообще по упомянутым причинам. Экономичной была бы только длительная бомбардировка ртути нейтронами, которые имеются в реакторе в достаточной концентрации. Другие частицы пришлось бы получать или ускорять в циклотроне - такой метод, как известно, дает лишь крошечные выходы веществ.
Если природную ртуть подвергнуть в реакторе действию потока нейтронов, то кроме устойчивого золота образуется главным образом радиоактивное. Это радиоактивное золото (с массовыми числами 198, 199 и 200) имеет очень малую продолжительность жизни и в течение нескольких дней вновь превращается в исходные вещества с испусканием бета-излучения:
198 Hg + n
= 198 Au* + p
198 Au = 198 Hg + e
- (2,7 дня)
Исключить обратное превращение радиоактивного золота в ртуть, то есть разорвать этот Circulus vitiosus, ни в коем случае не удается: законы природы нельзя обойти.
В этих условиях менее сложным, чем "алхимия", кажется синтетическое получение дорогостоящего благородного металла - платины. Если бы удалось направить бомбардировку нейтронами в реакторе так, чтобы происходили преимущественно (n , α)-превращения, то можно было бы надеяться получить из ртути значительные количества платины: все распространенные изотопы ртути - 198 Hg, 199 Hg, 201 Hg - превращаются в устойчивые изотопы платины - 195 Pt, 196 Pt и 198 Pt. Конечно, и здесь очень сложен процесс выделения синтетической платины.
Фредерик Содди еще в 1913 году предложил путь получения золота ядерным превращением таллия, ртути или свинца. Однако в то время ученые ничего не знали об изотопном составе этих элементов. Если бы предложенный Содди процесс отщепления альфа-и бета-частиц мог быть осуществлен, следовало бы исходить из изотопов 201 Tl, 201 Hg, 205 Pb. Из них в природе существует лишь изотоп 201 Hg, смешанный с другими изотопами этого элемента и химически неразделимый. Следовательно, рецепт Содди был неосуществим.
То, что не удается даже выдающемуся исследователю атома, не сможет, конечно, осуществить профан. Писатель Дауман в своей книге "Конец золота", вышедшей в 1938 году, сообщил нам рецепт, как превратить висмут в золото: отщеплением двух альфа-частиц от ядра висмута с помощью рентгеновских лучей большой энергии. Такая (γ, 2α)-реакция не известна и до настоящего времени. Помимо этого, гипотетическое превращение
205 Bi + γ = 197 Au + 2α
не может идти и по другой причине: не существует устойчивого изотопа 205 Bi. Висмут - моноизотопный элемент! Единственный же природный изотоп висмута с массовым числом 209 может дать по принципу реакции Даумана - только радиоактивное золото-201, которое с периодом полураспада 26 мин снова превращается в ртуть. Как видим, герой романа Даумана, ученый Баргенгронд, и не мог получить золото!
Теперь нам известно, как действительно получить золото. Вооруженные знанием ядерной физики рискнем на мысленный эксперимент: 50 кг ртути превратим в атомном реакторе в полновесное золото - в золото-197. Настоящее золото получается из ртути-196. К сожалению, этого изотопа содержится в ртути только 0,148%. Следовательно, в 50 кг ртути присутствует лишь 74 г ртути-196, и только такое количество мы можем трансмутировать в истинное золото.
Вначале будем оптимистами и положим, что эти 74 г ртути-196 можно превратить в такое же количество золота-197, если подвергнуть ртуть бомбардировке нейтронами в современном реакторе производительностью 10 15 нейтронов/(см 2 . с). Представим себе 50 кг ртути, то есть 3,7 л, в виде шара, помещенного в реактор, тогда на поверхность ртути, равную 1157 см 2 , в каждую секунду будет воздействовать поток 1,16 . 10 18 нейтронов. Из них на 74 г изотопа-196 воздействуют 0,148%, или 1,69 . 10 15 нейтронов. Для упрощения примем далее, что каждый нейтрон вызывает превращение 196 Hg в 197 Hg*, из которой захватом электрона образуется 197 Au.
Следовательно, в нашем распоряжении имеется 1,69 . 10 15 нейтронов в секунду для того, чтобы превратить атомы ртути-196. Сколько же это, собственно, атомов? Один моль элемента, то есть 197 г золота, 238 г урана, 4 г гелия, содержит 6,022 . 10 23 атомов. Приблизительное представление об этом гигантском числе мы сможем получить лишь на основе наглядного сравнения. Например, такого: представим себе, что все население земного шара 1990 года - примерно 6 миллиардов человек - приступило к подсчету этого количества атомов. Каждый считает по одному атому в секунду. За первую секунду сосчитали бы 6 . 10 9 атомов, за две секунды - 12 . 10 9 атомов и т. д. Сколько времени потребуется человечеству в 1990 году, чтобы сосчитать все атомы в одном моле? Ответ ошеломляет: около 3 200 000 лет!
74 г ртути-196 содержат 2,27 . 10 23 атомов. В секунду с данным потоком нейтронов мы можем трансмутировать 1,69 . 10 15 атомов ртути. Сколько времени потребуется для превращения всего количества ртути-196? Вот ответ: потребуется интенсивная бомбардировка нейтронами из реактора с большим потоком в течение четырех с половиной лет! Эти огромные затраты мы должны произвести, чтобы из 50 кг ртути в конце концов получить только 74 г золота, и такое синтетическое золото надо еще отделить от радиоактивных изотопов золота, ртути и др.
Да, это так, в век атома можно сделать золото. Однако процесс слишком дорог. Золото, полученное искусственно в реакторе, бесценно. Проще было бы продавать в качестве "золота" смесь его радиоактивных изотопов. Может быть, писатели-фантасты соблазнятся на выдумки с участием этого "дешевого" золота?
"Mare tingerem, si mercuris esset" (Я море бы превратил в золото, если бы оно состояло из ртути ). Это хвастливое высказывание приписывали алхимику Раймундусу Луллусу. Предположим, что мы превратили не море, но большое количество ртути в 100 кг золота в атомном реакторе. Внешне неотличимое от природного, лежит перед нами это радиоактивное золото в виде блестящих слитков. С точки зрения химии это - тоже чистое золото.
Какой-нибудь Крез покупает эти слитки по сходной, как полагает, цене. Он и не подозревает, что в действительности речь идет о смеси радиоактивных изотопов 198 Au и 199 Au, период полураспада которых составляет от 65 до 75 ч. Можно представить себе этого скрягу, увидевшего, что его золотое сокровище буквально утекает сквозь пальцы.
За каждые три дня его имущество уменьшается наполовину, и он не в состоянии это предотвратить; через неделю от 100 кг золота останется только 20 кг, через десять периодов полураспада (30 дней) - практически ничего (теоретически это еще 80 г). В сокровищнице осталась только большая лужа ртути. Обманчивое золото алхимиков!
