Hvordan slå bly inn i gull

Før kjemi var en vitenskap, var det alkymi. En av de øverste oppdragene fra alkymister var å transmute (transformere) bly til gull.

Lede (atomnummer 82) og gull (atomnummer 79) er definert som elementer av antall protoner de har. Endring av elementet krever endring av atomnummeret (proton). Antallet protoner i et element kan ikke endres med noen kjemiske midler. Imidlertid kan fysikk brukes til å legge til eller fjerne protoner og derved endre et element til et annet. Fordi bly er stabilt, og å tvinge den til å frigjøre tre protoner krever en enorm tilførsel av energi, så mye at kostnadene for å overføre det i stor grad overgår verdien av et hvilket som helst resulterende gull.

Overføring av bly til gull er ikke bare teoretisk mulig - det er oppnådd! Det er blitt rapportert at Glenn Seaborg, nobelprisvinneren i kjemi i 1951, lyktes med å overføre et minutt mengde bly (selv om han kan ha startet med vismut, er et annet stabilt metall ofte erstattet bly) inn i gull i 1980. En tidligere rapport (1972) beskriver et tilfeldig funn av sovjetiske fysikere ved et kjernefysisk forskningsanlegg nær Baikal-sjøen i Sibir av en reaksjon som hadde gjort ledningsskjermingen til en eksperimentell reaktor til gull.

I dag transmitterer partikkelakseleratorer elementer rutinemessig. En ladet partikkel blir akselerert ved bruk av elektriske og magnetiske felt. I en lineær akselerator, driver de ladede partiklene gjennom en serie ladede rør separert med hull. Hver gang partikkelen dukker opp mellom hull, akselereres den av potensialforskjellen mellom tilstøtende segmenter.

I en sirkulær akselerator akselererer magnetfelt partikler som beveger seg i sirkulære baner. I begge tilfeller påvirker den akselererte partikkelen et målmateriale, potensielt banker frie protoner eller nøytroner og lager et nytt element eller isotop. Atomreaktorer kan også brukes til å lage elementer, selv om forholdene er mindre kontrollerte.

I naturen skapes nye elementer ved å legge protoner og nøytroner til hydrogenatomer i kjernen til en stjerne, og produserer stadig tyngre elementer, opp til jern (atomnummer 26). Denne prosessen kalles nukleosyntese. Elementer som er tyngre enn jern, dannes i den eksplosjonen av en supernova. I en supernova kan gull omdannes til bly - men ikke omvendt.

Selv om det kanskje aldri er vanlig å overføre bly til gull, er det praktisk å skaffe gull fra blymalm. Mineralene galena (bly sulfid, PbS), cerussite (blykarbonat, PbCO₃), og anglesite (bly sulfat, PbSO₄) inneholder ofte sink, gull, sølv og andre metaller. Når malmen er blitt pulverisert, er kjemiske teknikker tilstrekkelig til å skille gullet fra blyet. Resultatet er nesten alkymi.