Новини України
Підбірка новин з українських джерел
Мрія алхіміків: вчені знайшли спосіб перетворювати ртуть на золото
Вчені з компанії Marathon Fusion запропонували революційний метод, що може кардинально змінити економіку майбутнього — отримання золота з ртуті як побічного продукту при виробництві термоядерної енергії. Ця технологія, описана в препринті наукової роботи на сервері arXiv, обіцяє не лише наблизити еру чистої енергії, але й зробити її надзвичайно прибутковою, пише T4.
Ідея, що нагадує давню мрію алхіміків, базується на законах сучасної ядерної фізики. Процес має відбуватися всередині токамака — основного типу термоядерного реактора. Спеціальний шар так званого бланкета (внутрішньої оболонки реактора) пропонують збагатити стабільним ізотопом ртуті-198.
Під час термоядерної реакції синтезу дейтерію та тритію утворюється плазма, що випускає потужні потоки швидких нейтронів. Коли ці нейтрони влучають в атоми ртуті-198, вони перетворюють їх на нестабільний ізотоп, який майже миттєво розпадається, утворюючи єдиний стабільний ізотоп золота — золото-197.
Ключовою перевагою методу є те, що він, за розрахунками, не знижує ефективність основного процесу виробництва енергії та повністю сумісний з критично важливим завданням відтворення тритію — одного з компонентів палива для реактора.
Фінансові перспективи цієї технології вражають. За розрахунками Marathon Fusion, один термоядерний реактор зможе виробляти до п’яти тонн золота на рік на кожен гігаватт теплової потужності. За поточними ринковими цінами це еквівалентно сотням мільйонів доларів щорічного доходу.
Після опромінення в реакторі матеріал бланкета проходить хімічну обробку для виділення чистого золота. Оскільки золото є хімічно інертним металом, цей етап вважається відносно простим і технологічно відпрацьованим.
Головна мета цієї розробки — не саме виробництво золота, а вирішення ключової проблеми термоядерної енергетики: її високої вартості. Можливість отримувати такий значний додатковий дохід може суттєво знизити експлуатаційні витрати майбутніх електростанцій і зробити їх економічно набагато привабливішими для інвесторів. Таким чином, перетворення ртуті на золото може стати тим самим фактором, що прискорить перехід людства на чисту та практично невичерпну енергію термоядерного синтезу.
Читайте також про міжзоряний об’єкт, який може бути інопланетним зондом.The post Мрія алхіміків: вчені знайшли спосіб перетворювати ртуть на золото first appeared on T4 - сучасні технології та наука.
Пов'язані матеріали
Мрія алхіміків про перетворення звичайних металів на золото, хоч і здається фантастикою, має під собою наукову основу. Фізичні принципи, необхідні для трансмутації елементів, давно вивчені та використовуються в прискорювачах та колайдерах, які зіштовхують субатомні частинки. Найвідоміший сучасний приклад – Великий адронний колайдер у ЦЕРНі. Однак, виробництво золота таким способом є надзвичайно дорогим, а отримані кількості – мізерними. Наприклад, експеримент “Аліса” у ЦЕРНі за чотири роки роботи виробив лише 29 пікограмів золота, що робить цей метод абсолютно неефективним для промислових масштабів, пише T4.
Каліфорнійський стартап Marathon Fusion пропонує кардинально інший підхід: використовувати радіоактивність нейтронних частинок у термоядерному реакторі для перетворення ізотопу ртуті-198 на радіоактивний ізотоп ртуті-197. Останній, у свою чергу, розпадається на стабільну форму золота – золото-197. Цей процес розпаду полягає у спонтанному перетворенні однієї субатомної частинки на дві або більше легших. Команда Marathon Fusion підрахувала, що термоядерна електростанція теоретично може виробляти кілька тонн золота на гігават теплової енергії протягом одного року роботи. Ключовим моментом є наявність достатньо енергійних нейтронів, з енергією понад 6 мільйонів електрон-вольт, для запуску послідовності розпаду ртуті. Ці нейтрони можуть генеруватися за допомогою стандартної термоядерної паливної суміші з дейтерію та тритію.
Команда Marathon Fusion підрахувала, що термоядерна електростанція теоретично може виробляти кілька тонн золота на гігават теплової енергії протягом одного року роботи.
Для своїх розрахунків Marathon Fusion використовувала “цифрового двійника” термоядерного реактора – комп’ютерну модель, що імітує фізику реакції синтезу та результуючі радіоактивні процеси. Однак обмеження такого підходу полягає в тому, що ці цифрові моделі потребують перевірки на реальному комерційному термоядерному реакторі, яких наразі не існує. Перед тим, як комерційні термоядерні реактори стануть реальністю, необхідно подолати безліч труднощів. Це включає створення нових матеріалів для їх будівництва, розуміння наукових аспектів для безперервного видобутку енергії та розробку систем штучного інтелекту для підтримки реакції плазмового синтезу. Навіть найсучасніші експерименти з термоядерного синтезу, як-от британський проєкт JET, генерували лише відносно невелику кількість енергії.
Хоча британські вчені розробили новий спосіб зменшення розміру термоядерних реакторів, змінивши метод керування вихлопною плазмою (прототип під назвою “Сферичний токомак для виробництва енергії (ступінчастий)” очікується до 2040 року), виробництво золота в термоядерному реакторі поки що залишається лише привабливою пропозицією на папері. Навіть якщо це стане можливим, будь-яке золото, вироблене таким чином, спочатку буде радіоактивним, класифікуватиметься як радіоактивні відходи, і потребуватиме тривалого поводження з ним. Хоча переробка цих відходів на придатні для використання форми чистого золота буде ще одним викликом, це не обов’язково відлякає довгострокових інвесторів. Проте, доки комерційні термоядерні реактори не будуть реалізовані, а припущення Marathon Fusion не будуть перевірені, до початку нової “каліфорнійської золотої лихоманки” нам ще дуже далеко.
Раніше вчені виявили нове родовище золота вартістю 78 мільярдів доларів.The post Вчені знайшли спосіб виробляти золото тоннами first appeared on T4 - сучасні технології та наука.