Fuzja jądrowa źródłem złota? Nowa metoda z USA to naukowa alchemia

Spis treści

1. Złoto w Wielkim Zderzaczu Hadronów
2. Nowe podejście: naukowa alchemia podczas fuzji jądrowej
3. Technologiczne przeszkody do pokonania

Amerykański startup Marathon Fusion z Kalifornii twierdzi, że opracował metodę produkcji złota przy użyciu technologii fuzji jądrowej. Pomysł przypomina marzenie dawnych alchemików o przemienianiu pospolitych metali w złoto, ale tym razem opiera się na podstawach naukowych: fizyce jądrowej.

Złoto w Wielkim Zderzaczu Hadronów

Choć zamiana jednego pierwiastka w drugi jest możliwa, dotąd wykorzystywano do tego kosztowne i mało efektywne metody w akceleratorach cząstek, np. w CERN. Niedawny eksperyment ALICE w CERN udowodnił że możliwa jest synteza złota, ale szacunkowo, w ciągu czterech lat wyprodukowano go zaledwie 29 pikogramów. To niewyobrażalnie mało – przy tej skali produkcja jednej uncji trwałaby wielokrotnie dłużej niż istnieje Wszechświat.

Nowe podejście: naukowa alchemia podczas fuzji jądrowej

Marathon Fusion proponuje inne, nowatorskie podejście: wykorzystanie neutronów generowanych w reaktorze fuzyjnym do przekształcenia izotopu rtęci-198 w rtęć-197. Taka rtęć następnie spontanicznie rozpada się do stabilnego izotopu złota – to złoto-197. Kluczowe jest zastosowanie neutronów o wysokiej energii (powyżej 6 MeV), które mogą wywołać taką reakcję. Do uzyskania strumienia takich neutronów firma zamierza wykorzystać standardowe paliwo dla fuzji: deuter i tryt, czyli izotopy wodoru.

Startup szacuje, że reaktor fuzyjny o mocy 1 GW mógłby w ciągu roku wytworzyć kilka ton złota. Do opracowania tych prognoz firma używa „cyfrowego bliźniaka” takiego reaktora, czyli komputerowego modelu. Problem w tym, że póki co żaden komercyjny reaktor fuzyjny jeszcze nie istnieje, więc symulacje te są na razie niemożliwe do zweryfikowania.

Technologiczne przeszkody do pokonania

Jak na razie nie skonstruowano żadnego reaktora zdolnego do stabilnego podtrzymania reakcji fuzji jądrowej. Na drodze do realizacji tej technologii stoi wiele przeszkód. To m.in. opracowanie nowych materiałów odpornych na ekstremalne warunki wewnątrz reaktora, rozwój zaawansowanych systemów sterowania reakcją oraz sztucznej inteligencji do podtrzymywania stabilnej fuzji.

Nawet najbardziej zaawansowane projekty generują obecnie jedynie niewielkie ilości energii przez krótki czas. Fuzja termojądrowa jako źródło czystej, niewyczerpanej energii pozostaje na razie marzeniem naukowców.

Jednak nadzieje są duże i wciąż podsycane. Naukowcy z Wielkiej Brytanii opracowali nową koncepcję zmniejszenia rozmiaru reaktorów fuzyjnych dzięki zmianie sposobu kontrolowania gorącej plazmy. Prototyp takiego reaktora, o nazwie STEP (Spherical Tokamak for Energy Production), ma powstać do 2040 roku.

Warto zaznaczyć, że każde złoto wytworzone w reaktorze fuzyjnym początkowo byłoby radioaktywne, co oznacza że musiałoby upłynąć jeszcze dużo czasu zanim stanie się bezpieczne. To dodatkowe wyzwanie technologiczne i logistyczne. Podsumowując, teoria produkcji złota przy użyciu fuzji jądrowej jest zgodna z prawami fizyki i możliwa do zrealizowania – na razie jednak tylko na papierze.

Źródło: The Conversation

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.