在珠寶界中,黃金和鉆石都非常地名貴,但是鉆石已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室量產(chǎn),甚至還能夠使用親人骨灰,情侶頭發(fā)等定制鉆石。既然鉆石已經(jīng)可以在實(shí)驗(yàn)室中量產(chǎn),那黃金是否也可以呢?
事實(shí)上,黃金和鉆石的形成原因并不同,鉆石的主要成分是碳,而碳在地球上非常常見,鉆石之所以罕見是因?yàn)殂@石的形成需要高溫高壓的條件,在自然界中只有地球內(nèi)部才能夠達(dá)到這樣的條件,所以地球表面的天然鉆石都是形成于地球內(nèi)部,隨著火山噴發(fā)而來到地球表面。
在實(shí)驗(yàn)室中,人工模擬高溫高壓環(huán)境也能將碳變成鉆石,這就是人造鉆石。
但是黃金并不相同,黃金的主要成分就是金元素,而且金元素的形成非常困難。
宇宙中99%的物質(zhì)成分是氫和氦,其中在恒星內(nèi)部,因?yàn)楹司圩兊年P(guān)系,會(huì)形成序數(shù)較大的原子核,由此一步步按照元素周期表的順序向下反應(yīng)(有些元素比其他元素更容易產(chǎn)生,所以并不是元素周期表更靠近,含量就越豐富),質(zhì)量較大的恒星甚至能夠一直反應(yīng)到鐵原子核的形成。
鐵原子核是最為穩(wěn)定的一種狀態(tài),想要繼續(xù)推動(dòng)它發(fā)生核聚變反應(yīng)的能量非常大,恒星不具備這樣的條件。
而且,一旦恒星的中心被鐵占據(jù),恒星將會(huì)步入壽命終點(diǎn),因?yàn)槿魏卧噲D改變鐵原子核的反應(yīng),都會(huì)被吸收能量,所以依靠著恒星核聚變,最多只能生產(chǎn)到“鐵原子核”。
而金元素在元素周期表中就位于鐵元素之后,既然恒星核聚變反應(yīng)無法形成金元素,那黃金又是怎么來的呢?
黃金的形成需要宇宙中更為罕見的一種天文現(xiàn)象:超新星爆發(fā)或者中子星合并,唯有在此時(shí)釋放出的能量才會(huì)繼續(xù)推動(dòng)鐵原子核繼續(xù)發(fā)生核聚變,這才可能會(huì)形成金元素,但是超新星爆炸和中子星合并所釋放的能量形成的金元素有限,不如其他元素那么多,所以在地球上黃金的儲(chǔ)量也不如其他元素那么豐富。
在地球形成早期時(shí),由于小行星的頻繁撞擊產(chǎn)生的熱能,使得地球呈熔融狀態(tài),其中密度較大的物質(zhì)會(huì)逐漸下沉,沉入到地球內(nèi)部,黃金就這樣逐漸下沉,只有極少數(shù)留在了地球表面。
在地球46億年的歷史中,地球板塊運(yùn)動(dòng)推動(dòng)了地下巖漿向上上涌,其中一部分含有黃金的巖漿在上涌過程中,侵入到石頭的縫隙之中,等到冷卻后就會(huì)形成含金成礦帶,而這就是“巖金”。
巖金經(jīng)過流水侵蝕、搬運(yùn)之后,會(huì)堆積在流水下游地勢平坦,水流較慢的地區(qū),形成“沙金富集區(qū)”,古往今來的淘金者主要淘的就是沙金。
沙金和其他礦物質(zhì)逐漸凝結(jié)之后,會(huì)形成個(gè)頭較大的“自然金”,也叫作“狗頭金”,狗頭金非常名貴,價(jià)值也比純金更高,在古代時(shí)會(huì)作為貢品呈送給皇帝皇后。
從理論上來看,制作黃金的方法有很多,其中就包括:核聚變,核裂變,高能粒子對(duì)撞機(jī)。這些方式主要都是從原子核層面來進(jìn)行的。
我們都知道,萬物都是由原子構(gòu)成的,而原子中又有原子核和電子,原子核中又有質(zhì)子和中子。不同的元素,所對(duì)應(yīng)的原子序數(shù)不同,更為本質(zhì)的其實(shí)是原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)量不同。只要讓原子核的質(zhì)子數(shù)和金原子的質(zhì)子數(shù)相等就行。
金原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是79,那么就可以用兩個(gè)質(zhì)子數(shù)少于79的原子來融合成金原子,說白了就是核聚變的思路。同樣的,也可以用質(zhì)子數(shù)大于79的大號(hào)原子,讓其發(fā)生核裂變反應(yīng)來來實(shí)現(xiàn)。
那么問題來了,高能粒子對(duì)撞機(jī)是咋實(shí)現(xiàn)的呢?
話說在上個(gè)世紀(jì)80年代,美國勞倫斯實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家就找到了元素鉍,它原子核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子,要比金原子多4個(gè)質(zhì)子。
研究人員用對(duì)撞機(jī)給阿爾法粒子加速(α粒子是氦原子核,原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子),把α粒子加速到接近于光速,然后轟擊鉍原子,把鉍原子核內(nèi)的4個(gè)質(zhì)子撞出,從而獲得金原子。
這種方法看起來好像可以讓我們源源不斷地質(zhì)子“金”,但實(shí)際上有很多問題無法解決,首先成本太高,我國準(zhǔn)備建設(shè)的大型粒子對(duì)撞機(jī)成本高達(dá)300多億,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了所造成的“金原子”的價(jià)值,其次隨機(jī)性太大,并不能夠次次都撞出同樣的結(jié)果。因此,用這種方法“煉金”得不償失。
我們常說“物以稀為貴”,黃金價(jià)格之所以如此昂貴,有一個(gè)很重要的原因是黃金屬于不可再生資源,它們的儲(chǔ)量有限,而且開采難度較高,尤其是巖金,即便是富礦,一噸礦石中也不過只有5克左右的黃金。
當(dāng)然如果只是因?yàn)橄∮校S金還不算是最稀有的,但是其他稀有元素要么具有放射性,要么不美觀,或者是太容易磨損,不如黃金的流通性強(qiáng)。
其次是因?yàn)椋S金的色澤度非常高,永不褪色,延展性非常好,適合制作高檔首飾,所以從古至今人們對(duì)黃金的認(rèn)可度都非常高,因此黃金的保值率非常高,有“盛世古董亂世黃金”的說法。
除了裝飾之外,黃金還十分穩(wěn)定,在自然界中通常以單質(zhì)的形式存在。而且導(dǎo)電性能良好,電子產(chǎn)品中的部分元件就會(huì)使用鍍金材料制作而成。
黃金還能夠耐高溫,反射太陽光線,這對(duì)于航天領(lǐng)域十分重要,比如:我國的飛天艙外航天服,有一層面罩就是使用黃金制作而成,為的就是在陽照區(qū)時(shí)也能夠正常工作。
黃金之所以如此昂貴,一方面是人們對(duì)黃金的認(rèn)可度較高,無論任何時(shí)候,只要你想要出手黃金,都能夠很快地售賣出去。流通性和保值率較高,甚至還具有避險(xiǎn)能力,越是社會(huì)動(dòng)蕩,黃金的升值幅度就越高。
其次是因?yàn)辄S金優(yōu)秀的實(shí)用價(jià)值,在電子領(lǐng)域和航天領(lǐng)域等,都少不了黃金的身影。
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