Biến kim loại thông thường thành vàng: Giấc mơ hoang đường hay sự thật?

Tạo vàng từ kim loại thông thường

Ý tưởng biến kim loại thông thường thành vàng, từng bị coi là hoang đường trong hàng nghìn năm lịch sử giả kim thuật, đang được các nhà khoa học xem xét nghiêm túc hơn bao giờ hết nhờ những tiến bộ vượt bậc trong vật lý hạt nhân hiện đại, đặc biệt là công nghệ nhiệt hạch.

Marathon Fusion, một công ty khởi nghiệp của Mỹ, vừa công bố kế hoạch đầy tham vọng về việc sản xuất vàng thông qua biến đổi nguyên tố thủy ngân bằng lò phản ứng nhiệt hạch.

Theo đề xuất, nhóm nghiên cứu sẽ sử dụng dòng neutron phát sinh từ phản ứng tổng hợp hạt nhân để bắn phá đồng vị thủy ngân-198. Khi tiếp xúc với neutron năng lượng cao, thủy ngân-198 sẽ biến đổi thành thủy ngân-197, một đồng vị kém bền, sau đó phân rã tự nhiên thành vàng-197 – đồng vị ổn định duy nhất của vàng trong tự nhiên.

Các tính toán lý thuyết từ mô hình mô phỏng máy tính cho thấy, một lò phản ứng nhiệt hạch có công suất 1 gigawatt điện nhiệt có thể sản xuất vài tấn vàng mỗi năm nếu vận hành liên tục và hiệu quả.

Sản lượng này vượt trội đáng kể so với các phương pháp tạo vàng từ va chạm hạt trước đây, điển hình là Máy Gia tốc Hạt Lớn (LHC) tại Thụy Sĩ, nơi chỉ tạo ra khoảng 29 picogram vàng (nhỏ hơn hàng tỷ lần một giọt nước) trong suốt 4 năm hoạt động.

Thách thức và rào cản: Giấc mơ còn xa vời?

Biến kim loại thông thường thành vàng: Giấc mơ hoang đường hay sự thật? - 2 — Các thí nghiệm bên trong máy gia tốc LHC đặt tại Thụy Sĩ từng được kỳ vọng sẽ mở ra giấc mơ lớn của nhân loại, khi biến kim loại thành vàng nguyên chất (Ảnh: Getty).

Tuy nhiên, đây mới chỉ là bản mô phỏng lý thuyết, bởi chưa có lò phản ứng nhiệt hạch thương mại nào được triển khai trong thực tế. Điều này đồng nghĩa với việc các giả định và kết quả của mô hình vẫn chưa được xác thực.

Giới chuyên môn nhận định, tính toán của Marathon Fusion sẽ đối mặt với thách thức lớn, bởi một trong những điều kiện tiên quyết để chuyển đổi thủy ngân thành vàng là dòng neutron phải đủ mạnh và đạt mức năng lượng tối thiểu khoảng 6 triệu electron-volt.

Dòng neutron này thường được tạo ra từ phản ứng nhiệt hạch sử dụng hỗn hợp nhiên liệu deuterium và tritium. Trong môi trường plasma nhiệt hạch, các hạt nhân va chạm ở tốc độ cực cao sẽ phát sinh neutron tự do có khả năng xuyên qua vật chất và kích hoạt các chuỗi phản ứng hạt nhân mong muốn.

Khi triển khai trong điều kiện thực tế, các phản ứng nhiệt hạch sẽ gặp phải nhiều vấn đề phức tạp liên quan đến kiểm soát plasma ở nhiệt độ cực cao, phát triển vật liệu siêu bền chịu được bức xạ neutron, tối ưu hóa hiệu suất sinh năng lượng và duy trì sự ổn định của hệ thống trong thời gian dài.

Ngay cả những dự án hàng đầu thế giới như JET (Joint European Torus) tại Anh cũng mới chỉ đạt được kết quả hạn chế.

Bên cạnh rào cản công nghệ, vấn đề xử lý phóng xạ cũng cần được cân nhắc nghiêm túc. Vàng được tạo ra thông qua phản ứng hạt nhân ban đầu có thể mang tính phóng xạ và bị phân loại là chất thải phóng xạ.

Quá trình phân rã của các sản phẩm trung gian cần thời gian để đưa vàng về trạng thái ổn định và an toàn cho sử dụng. Điều này đồng nghĩa với việc vàng tạo ra không thể được đưa vào sử dụng ngay mà phải trải qua quy trình xử lý và kiểm soát nghiêm ngặt.

Các chuyên gia cũng cảnh báo rằng các bản sao kỹ thuật số, dù tinh vi đến đâu, vẫn có thể bỏ sót nhiều hiệu ứng vật lý quan trọng. Mô hình số chỉ mang tính dự đoán tương đối, đặc biệt khi chưa có thực nghiệm để đối chiếu. Do đó, việc đánh giá lợi ích kinh tế hay hiệu quả thương mại của phương pháp tạo vàng bằng nhiệt hạch vẫn còn quá sớm.

Tuy nhiên, đối với các nhà đầu tư dài hạn, ý tưởng này vẫn được đánh giá là hấp dẫn. Trong tương lai, nếu các lò phản ứng nhiệt hạch được hoàn thiện và vận hành ổn định, việc tạo ra vàng theo cách này có thể trở thành một nhánh ứng dụng tiềm năng của công nghệ nhiệt hạch.

Nguồn: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bien-kim-loai-thong-thuong-thanh-vang-giac-mo-hoang-duong-hay-su-that-20250729071934563.htm