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黄金

在珠宝界中,黄金和钻石都非常地名贵,但是钻石已经实现了实验室量产,甚至还能够使用亲人骨灰,情侣头发等定制钻石。既然钻石已经可以在实验室中量产,那黄金是否也可以呢?

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事实上,黄金和钻石的形成原因并不同,钻石的主要成分是碳,而碳在地球上非常常见,钻石之所以罕见是因为钻石的形成需要高温高压的条件,在自然界中只有地球内部才能够达到这样的条件,所以地球表面的天然钻石都是形成于地球内部,随着火山喷发而来到地球表面。

在实验室中,人工模拟高温高压环境也能将碳变成钻石,这就是人造钻石。

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但是黄金并不相同,黄金的主要成分就是金元素,而且金元素的形成非常困难。

宇宙中99%的物质成分是氢和氦,其中在恒星内部,因为核聚变的关系,会形成序数较大的原子核,由此一步步按照元素周期表的顺序向下反应(有些元素比其他元素更容易产生,所以并不是元素周期表更靠近,含量就越丰富),质量较大的恒星甚至能够一直反应到铁原子核的形成。

铁原子核是最为稳定的一种状态,想要继续推动它发生核聚变反应的能量非常大,恒星不具备这样的条件。

而且,一旦恒星的中心被铁占据,恒星将会步入寿命终点,因为任何试图改变铁原子核的反应,都会被吸收能量,所以依靠着恒星核聚变,最多只能生产到“铁原子核”。

而金元素在元素周期表中就位于铁元素之后,既然恒星核聚变反应无法形成金元素,那黄金又是怎么来的呢?

黄金的形成需要宇宙中更为罕见的一种天文现象:超新星爆发或者中子星合并,唯有在此时释放出的能量才会继续推动铁原子核继续发生核聚变,这才可能会形成金元素,但是超新星爆炸和中子星合并所释放的能量形成的金元素有限,不如其他元素那么多,所以在地球上黄金的储量也不如其他元素那么丰富。

在地球形成早期时,由于小行星的频繁撞击产生的热能,使得地球呈熔融状态,其中密度较大的物质会逐渐下沉,沉入到地球内部,黄金就这样逐渐下沉,只有极少数留在了地球表面。

在地球46亿年的历史中,地球板块运动推动了地下岩浆向上上涌,其中一部分含有黄金的岩浆在上涌过程中,侵入到石头的缝隙之中,等到冷却后就会形成含金成矿带,而这就是“岩金”。

岩金经过流水侵蚀、搬运之后,会堆积在流水下游地势平坦,水流较慢的地区,形成“沙金富集区”,古往今来的淘金者主要淘的就是沙金。

沙金和其他矿物质逐渐凝结之后,会形成个头较大的“自然金”,也叫作“狗头金”,狗头金非常名贵,价值也比纯金更高,在古代时会作为贡品呈送给皇帝皇后。

人工能制作出黄金吗?

从理论上来看,制作黄金的方法有很多,其中就包括:核聚变,核裂变,高能粒子对撞机。这些方式主要都是从原子核层面来进行的。

我们都知道,万物都是由原子构成的,而原子中又有原子核和电子,原子核中又有质子和中子。不同的元素,所对应的原子序数不同,更为本质的其实是原子核内质子的数量不同。只要让原子核的质子数和金原子的质子数相等就行。

金原子核内的质子数是79,那么就可以用两个质子数少于79的原子来融合成金原子,说白了就是核聚变的思路。同样的,也可以用质子数大于79的大号原子,让其发生核裂变反应来来实现。

那么问题来了,高能粒子对撞机是咋实现的呢?

话说在上个世纪80年代,美国劳伦斯实验的物理学家就找到了元素铋,它原子核内有83个质子,要比金原子多4个质子。

研究人员用对撞机给阿尔法粒子加速(α粒子是氦原子核,原子核内有2个质子和2个中子),把α粒子加速到接近于光速,然后轰击铋原子,把铋原子核内的4个质子撞出,从而获得金原子。

这种方法看起来好像可以让我们源源不断地质子“金”,但实际上有很多问题无法解决,首先成本太高,我国准备建设的大型粒子对撞机成本高达300多亿,远远超过了所造成的“金原子”的价值,其次随机性太大,并不能够次次都撞出同样的结果。因此,用这种方法“炼金”得不偿失。

黄金有啥用,为何如此昂贵?

我们常说“物以稀为贵”,黄金价格之所以如此昂贵,有一个很重要的原因是黄金属于不可再生资源,它们的储量有限,而且开采难度较高,尤其是岩金,即便是富矿,一吨矿石中也不过只有5克左右的黄金。

当然如果只是因为稀有,黄金还不算是最稀有的,但是其他稀有元素要么具有放射性,要么不美观,或者是太容易磨损,不如黄金的流通性强。

其次是因为,黄金的色泽度非常高,永不褪色,延展性非常好,适合制作高档首饰,所以从古至今人们对黄金的认可度都非常高,因此黄金的保值率非常高,有“盛世古董乱世黄金”的说法。

除了装饰之外,黄金还十分稳定,在自然界中通常以单质的形式存在。而且导电性能良好,电子产品中的部分元件就会使用镀金材料制作而成。

黄金还能够耐高温,反射太阳光线,这对于航天领域十分重要,比如:我国的飞天舱外航天服,有一层面罩就是使用黄金制作而成,为的就是在阳照区时也能够正常工作。

总结

黄金之所以如此昂贵,一方面是人们对黄金的认可度较高,无论任何时候,只要你想要出手黄金,都能够很快地售卖出去。流通性和保值率较高,甚至还具有避险能力,越是社会动荡,黄金的升值幅度就越高。

其次是因为黄金优秀的实用价值,在电子领域和航天领域等,都少不了黄金的身影。

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