“中华民族的黄金史源远流长,是世界上最早发现和使用黄金的民族之一。司马迁在《史记·食货志》中就有记载:“虞夏之中,金为三品,或黄、或白、或赤;或布、或刀、或龟、贝。”可见,在公元前22世纪末的夏朝时代,先民们就以黄金作为货币了。”古籍《尚书·禹贡》中,有“厥贡羽毛齿革惟金三品”的记载。据考证,金三品是指金、银、铜,说明在传说中的大禹时期,先人就已把黄金作为贡品。
这些记载表明,早在4000多年前,中华民族就使用黄金,但发现早于使用,而且最初的使用早于文字记载,所以,中华民族发现和使用黄金的历史,可以再上溯千年到5000年前,几乎和中华民族的文明史一样源远流长。
我国是人类农耕自然经济制度的典范,在全球农耕经济主导的历史时期,我国政治最为稳定,经济最为发达,因而我国农耕经济持续了数千年。农耕经济是一种自给自足的经济,农桑为本、稻禾为丰是农耕自然经济的基本国策,轻工商,禁矿业,严重地抑制了我国的黄金生产,因而在我国历史上的大多数朝代,黄金产量每年仅有二三万两(小两:一市斤为16两)。
中华民族悠久的黄金生产史并不等于发达的黄金生产力,在我国国力最为衰微的清朝末年,我国黄金生产却留下了一个闪光的瞬间。
清朝是我国历史上的最后一个封建王朝,其末年国力衰弱,国民贫寒,成为全球列强瓜分的对象,沦为了殖民地半殖民地。清朝末年在经济上乏善可陈,但黄金生产却在沉闷中展现出了一抹亮色。
在19世纪末到20世纪初的一段时间,清朝的黄金生产出现了一个发展的高潮,创造了一个之后数十年没有超越的产量高峰。
清朝前期因禁止开采金矿,每年黄金产量仅有5000两左右,而之前的元、明两朝,年度黄金产量也仅有万两左右,但清朝末年的16年黄金年均产量高达28万两,比清朝前期增长了50多倍;1911年产量更高达48万两,创历史最高纪录。
这个高峰虽把中华民族的黄金产量纪录拉升了数十倍,但并没有形成连绵的山脉,而只是一个突兀的孤岭。
我国黄金生产出现高峰的时期,也正是全球黄金开采业出现飞跃时期:15世纪末至16世纪末的百年,总计只生产了750吨左右黄金,而19世纪后半叶的50年生产了1万吨黄金,因而19世纪的100年,黄金产量超过了之前5000年的产量。
金,俗称黄金,在化学元素家族中“排行”79,密度193克/立方厘米(20℃),熔点1063℃,沸点2600℃,与银、铜、铁、锡等同是历史上最早发现的元素,但黄金以它美丽的光泽,优异的性能和稀缺的资源却被人类视为“尊贵”之物,特别是几千年来用它作为货币(现今仍是国际上公认的硬通货)和饰品,倍受人们的青睐。
本世纪初,元素放射性的相继发现,以及原子内部结构的揭秘,打破了这一观念。科学家认为人工制造黄金是完全有可能的。
我们知道各种元素的差别在于它们的原子中质子、中子和电子的数目不同,特别是原子中质子的数目不同。如果用人工的方法能够改变原子核中质子的数目,就可以把一种元素变成另一种元素。这就是说,只要能从序号大于79的某种元素的原子中取掉一些质子,或给序号小于79的元素的原子中增添一些质子,使它们的质于数为79的话,就可以把这些非79号元素转变成了79号元素金。但是给原子增减质子并不像给一个容器装取豆子那样的简单。原子核十分的“坚固”,要破坏它需要十分巨大的能量。据计算,从原子核内取出一个质子所需的能量比把一个分子破裂成原子所需要的能量要高出一百万倍。因而,在化学反应过程中,原子核总是“安然无恙” ,利用任何化学手段及普通的物理方法(比如升温)只能导致原子的重新组合或分子破裂成原子,这就是炼金术士制造不出黄金的根本原因。要实现原子间的嬗变,必须在特殊装置中,利用核反应来完成。
现代科学技术已证明,在巨型粒子加速器中,用超高速的质子、中子、氘核、a粒子等“粒子炮弹”去轰击原子,原子可被击破,其后,质子、中子和电子便可以重新组合成新的原子。
不出科学家所料,1941年,人类数千年来的“人造黄金”梦终于变成了现实。美国哈佛大学的班布里奇博士及其助手,利用“慢中子技术”成功地将比金原子序数大1的汞变成了金。1980年,美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员、又一次把83号元素铋转变成了金。他们把铋置入高能加速器中,用近乎光速的粒子去轰击铋的原子核,结果4个质子破核而出,剩下了79个质于,铋原子的结构便发生了相应的突变,一跃而成为金原子。用类似的方法,他们把82号元素铅也变成了金。
遗憾的是,黄金目前只能用这样的人工方法制造,且只能在极少数拥有高科技的实验室里进行。可以想象,用此法来获得黄金无疑是“得不偿失”。但人类能人工制造黄金这件算本身比金子值钱得多。我们相信,随着高科技的发展,总有一天人们能够建立一个经济上高度可行的系统,使黄金能由廉价金属方便的制造出来,可是到那时,或许黄金会由“贵族”沦为“庶民”了。
美国地质调查局(USGS)有关世界黄金总存量和中央银行存量数据
(单位:吨)
1966年世界黄金存量: 76000
1966年中央银行和IMF的黄金存量 : 38257
1966年私人手中所持的黄金量: 37743
1966私人所持的黄金量占世界黄金存量的百分比: 4966%
2007年世界黄金存量: 157000
(该数据在2005年为152000吨,这里加上了每年大约2500吨的产量)。
2007年中央银行和IMF的存量 : 28583
2007年私人手中所持的黄金量: 128417
2007私人所持的黄金量占世界黄金存量的百分比: 818%
从上表可知:
自从1966年全球中央银行在它们的黄金储备达到历史最高的38257吨后开始减持手中的储备金以来,私人投资者手中的黄金存量就从1996年的37743吨不断的上升。1966——2007年期间,私人投资者购买黄金的数量为9647吨——也即为中央银行的净售出数量。
81000吨—— 这是从1966年至今,矿产黄金的数量。这其中有933吨,在2003——2007年间被中央银行吸收(中央银行在廉价卖出它们储备金的问题上,意见不再一致,因为在2003—— 2007年这段时期,全球中央银行作为一个整体净购入了933吨的黄金)
大家都知道,我们这个世界通用货币是黄金,其他美元、欧元、人民币只是货币的符号而已。更何况黄金不仅仅是货币,而且黄金作为贵金属,还其他多种功能,为什么人们不合成黄金,而要花费大精力去勘探、开采黄金呢?
金是一种元素,化学符号是Au,原子序数79。目前世界上已经发现的118个元素,其中自然界存在的有94种,这些元素是由原子核中质子数决定的。我们都知道 ,质子数决定元素的种类,最外层电子决定元素的化学性质,而原子的结构则决定物质的种类。比如说,钻石和石墨原子都具有相同质子数,所以它们同属碳元素,但是因为钻石和石墨的原子结构不一样,从而在宏观上面呈现出完全不一样的物质形态。
因此,理论上要造黄金,只要想办法将一个元素的原子质子数变为79个就可以了,看起来是不是很简单的样子?但是做起来可不是一件简单的事情,甚至对于目前人类的技术,是一件极为困难的事情。
黄金是一种惰性的金属,所以化学性质极为稳定,只有在极高温度和极高压力下才可能产生。现在主流观点认为,宇宙中的黄金都是来源于中子星的合并以及超新星爆发过程产生的,只要在这种级别下的温度和压力才能产生金元素,就连恒星的核聚变都只能产生到铁元素。我们太阳目前只能产生氦元素,换句话说,太阳还是初级核聚变。
原子是由原子核和电子构成,其中原子核集中了原子的绝大部分质量,电子在外面外绕着原子核高速运动,就好比我们太阳系的行星围绕太阳转动一样。在宇宙大爆炸后,形成各种元素过程中,先是产生原子核小的元素,比如氢元素,这也是为什么氢是宇宙中最多的元素。后来经过各种核聚变(如恒星发光发热),才慢慢产生各种原子核大的元素,同时也产生各种化合物。在恒星燃烧殆尽演变的超新星爆发、中子星合并等大爆炸过程,产生重原子核元素并被抛射到宇宙各处,从而形成各种固态天体。
那么人工可以创造这种条件用于合成黄金吗?答案是可以的,实际上,已经有人这么做了。他们使用超高速的质子 、中子等“粒子”作为炮弹去轰击原子核 ,让其原子重新形成新的物质。比如说美国,在1941年的时候就就实现这一科技 ,使得人类数千年来的“点石成金”梦想变成了现实 。美国哈佛大学的班布里奇博士及其助手 ,在实验室中利用 “慢中子技术 ”成功地将比金原子序数大1的汞变成了金。1980年 ,美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员 ,通过将铋置入高能加速器中,用近乎光速的粒子去轰击铋的原子核,将铋原子核中的4个质子“轰出”原子核,改变原子核结构,从而实现了将83 号元素铋转变成了黄金。 用类似的方法 ,他们把82号元素铅也变成了金。
理论上人类确实掌握了“制造黄金”的技术了,但是先别高兴太早,以上这些只是粒子级别的。而且使用对撞机撞出的质子随机性很大,制成黄金几率很小,一台电子对撞机要制造一克黄金,估计得数百万年以上。不要说世界上有多少对撞机、加速器,就是有,用脚趾头想想也知道在经济上也极为不划算。
网上有一个传言,说日本一个科学家将半径为50厘米,厚12厘米,重134吨的水银,经过50e6电子伏的γ-射线照射70天后,再经过六年时间的冷却,得到74公斤的黄金和180公斤的原子序为78的铂。但是这条消息没有经过证实,而且也找不到出处,造谣的可能性太大。
可能有人问,钻石可以人工制造,而黄金为什么不可以?其中一个主要原因就是无论使用高温高压合成法(种晶触媒法)所用石墨或者化学气相沉积法所用甲烷,它们的原材料所需元素都是C(碳),与钻石的元素一样。因此在人工制造钻石过程中并没有改变原子核内质子数,只需要改变原子的结构,相对改变原子核质子数来说,要简单得多。
综上所述,人类为什么不制造黄金,一来是技术难度太高,目前还无法批量生产;二是成本太高。另外,还有一种观点认为是没有必要,黄金可以批量制造了,那还值钱吗?这就是为什么我们现在没有大规模的开始人工制造黄金,而还要满地球的找黄金的原因。
黄金是可以通过核嬗变人工制造的,但因其成本远高于黄金价值而未运用。
核嬗变是一种化学元素转化成另外一种元素,或一种化学元素的某种同位素转化为另一种同位素的过程。能够引发核嬗变的核反应包括一个或多个粒子(如质子、中子以及原子核)与原子核发生碰撞后引发的反应,也包括原子核的自发衰变。
扩展资料:
事实证明,用核嬗变的方法从铅制备黄金不但比炼金术点石成金要容易得多,而且比把黄金转化为铅也要容易。西博格等人曾用加速器制取黄金。但是这个反应得不偿失,不可能有任何商业应用的前景。
209Pb (半衰期 3253小时)→209Bi (半衰期 46x1019年,稳定同位素)
209Bi (12C,X)Au
209Bi (20Ne,X)Au
-核嬗变
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