Können Sie Blei wirklich in Gold verwandeln?

Bevor Chemie eine Wissenschaft war, gab es Alchemie. Eine der höchsten Aufgaben der Alchemisten war es, Blei in Gold umzuwandeln.

Blei (Ordnungszahl 82) und Gold (Ordnungszahl 79) werden als Elemente durch die Anzahl ihrer Protonen definiert. Das Ändern des Elements erfordert das Ändern der Ordnungszahl (Protonenzahl). Die Anzahl der Protonen in einem Element kann auf chemischem Wege nicht verändert werden. Physik kann jedoch verwendet werden, um Protonen hinzuzufügen oder zu entfernen und dadurch ein Element in ein anderes zu ändern. Da Blei stabil ist und zur Freisetzung von drei Protonen gezwungen wird, ist ein enormer Energieaufwand erforderlich, so dass die Kosten für die Umwandlung den Wert des entstehenden Goldes bei weitem übertreffen.

Geschichte

Die Umwandlung von Blei in Gold ist nicht nur theoretisch möglich - es wurde auch erreicht! Es wurde berichtet, dass Glenn Seaborg, Nobelpreisträger für Chemie im Jahr 1951, es geschafft hat, eine winzige Menge Blei (obwohl er möglicherweise mit Bismut, einem anderen stabilen Metall, das häufig Blei ersetzt), 1980 in Gold umzuwandeln. Ein früherer Bericht (1972) enthält Einzelheiten eine zufällige Entdeckung durch sowjetische Physiker in einer Kernforschungsanlage in der Nähe des Baikalsees in Sibirien einer Reaktion, die die Bleiabschirmung eines Versuchsreaktors in Gold verwandelt hatte.

Transmutation heute

Teilchenbeschleuniger wandeln heute routinemäßig Elemente um. Ein geladenes Teilchen wird durch elektrische und magnetische Felder beschleunigt. In einem Linearbeschleuniger driften die geladenen Teilchen durch eine Reihe geladener Röhren, die durch Lücken voneinander getrennt sind. Jedes Mal, wenn das Partikel zwischen Lücken auftaucht, wird es durch die Potentialdifferenz zwischen benachbarten Segmenten beschleunigt.

In einem Kreisbeschleuniger beschleunigen Magnetfelder Teilchen, die sich auf Kreisbahnen bewegen. In beiden Fällen trifft das beschleunigte Teilchen auf ein Targetmaterial, wodurch möglicherweise freie Protonen oder Neutronen gestoßen werden und ein neues Element oder Isotop erzeugt wird. Kernreaktoren können auch zur Erzeugung von Elementen verwendet werden, obwohl die Bedingungen weniger kontrolliert sind.

In der Natur entstehen neue Elemente, indem im Kern eines Sterns Protonen und Neutronen zu Wasserstoffatomen hinzugefügt werden. Dabei entstehen immer schwerere Elemente bis hin zu Eisen (Ordnungszahl 26). Diesen Vorgang nennt man Nukleosynthese. Bei der Sternexplosion einer Supernova entstehen Elemente, die schwerer als Eisen sind. In einer Supernova kann Gold in Blei umgewandelt werden - aber nicht umgekehrt.

Während es vielleicht nie alltäglich ist, Blei in Gold umzuwandeln, ist es praktisch, Gold aus Bleierzen zu gewinnen. Die Mineralien Bleiglanz (Bleisulfid, PbS), Cerussit (Bleicarbonat, PbCO₃) und Winkelsit (Bleisulfat, PbSO₄) enthalten häufig Zink, Gold, Silber und andere Metalle. Sobald das Erz pulverisiert wurde, reichen chemische Techniken aus, um das Gold vom Blei zu trennen. Das Ergebnis ist fast Alchemie.