Jak proměnit olovo ve zlato

Než byla chemie věda, byla alchymie. Jedna z nejvyšších úkolů alchymistů byla přeměnit (transformovat) olovo na zlato.

Vést (atomové číslo 82) a zlato (atomové číslo 79) jsou definovány jako prvky počtem protonů, které mají. Změna prvku vyžaduje změnu atomového (protonového) čísla. Počet protonů v prvku nemůže být měněn žádnými chemickými prostředky. Fyzika však může být použita k přidání nebo odstranění protonů a tím ke změně jednoho prvku na jiný. Protože olovo je stabilní, nutit ho k uvolnění tří protonů vyžaduje obrovský přísun energie, natolik, že náklady na jeho přeměnu výrazně převyšují hodnotu jakéhokoli výsledného zlata.

Přeměna olova na zlato není jen teoreticky možná - bylo dosaženo! Bylo oznámeno, že Glenn Seaborg, 1951 nositel Nobelovy ceny za chemii, uspěl za minutu množství olova (i když možná začal bizmutem, dalším stabilním kovem často nahrazeným olovem) do zlato v roce 1980. Předchozí zpráva (1972) podrobně popisuje náhodný objev sovětských fyziků v jaderném výzkumném zařízení u jezera Bajkal na Sibiři reakce, která přeměnila stínění olova experimentálního reaktoru na zlato.

Dnes urychlovače částic rutinně přeměňují prvky. Nabitá částice je urychlována pomocí elektrických a magnetických polí. V lineárním urychlovači se nabité částice unášejí řadou nabitých zkumavek oddělených mezerami. Pokaždé, když se částice objeví mezi mezerami, je to urychleno potenciálním rozdílem mezi sousedními segmenty.

V kruhovém urychlovači urychlují magnetická pole částice pohybující se v kruhových drahách. V obou případech zrychlená částice dopadne na cílový materiál, potenciálně klepe volné protony nebo neutrony a vytvoří nový prvek nebo izotop. Jaderné reaktory mohou být také použity pro vytváření prvků, ačkoli podmínky jsou méně kontrolovány.

V přírodě se nové prvky vytvářejí přidáním protonů a neutronů k atomům vodíku v jádru hvězdy, čímž se vytvářejí stále těžší prvky až do železa (atomové číslo 26). Tento proces se nazývá nukleosyntéza. Prvky těžší než železo se tvoří při hvězdném výbuchu supernovy. U supernovy může být zlato přeměněno na olovo - ale ne naopak.

Ačkoli nikdy nemusí být běžné přeměnit olovo na zlato, je praktické získat zlato z olovnatých rud. Minerály galen (sirník olovnatý, PbS), cerussit (uhličitan olovnatý, PbCO)₃) a anglesit (síran olovnatý, PbSO₄) často obsahují zinek, zlato, stříbro a jiné kovy. Jakmile je ruda rozdrcena, postačují chemické techniky k oddělení zlata od olova. Výsledkem je téměř alchymie.