亏大了！300亿的对撞机也撞不出1克黄金，人工合成黄金有多难？

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？

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。

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”，也叫做“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。