在聚变发电过程中点汞成金！美企攻克炼金术？人造黄金将变现实？

黄金由于稀有、色泽耀眼和易于分割，不约而同地得到了地球上大多数人类文明的认可，成为了货币以及尊贵的象征。尽管地球上的黄金总量很庞大，但几乎全部沉入了地球内部，能够被开采出来的极为有限，因此即使到了现代，黄金依然昂贵。

包括牛顿在内，古今中外，有许许多多的人都曾梦想将“点石成金”变为现实，希望能够把别的东西变为黄金，可无一例外都失败了。直到近现代，人类弄清了物质的本质，以及核物理的出现和发展，这才使得“炼金术”在理论和技术上具备可行性。

要想将别的元素变为金元素，就只能通过核反应这一唯一的方法来实现。宇宙中的金元素主要就是在超新星爆发、中子星合并等极端天体演化过程中诞生的，也只有在那种极端条件下才有机会将较轻的元素聚变为金。

以人类目前的技术水平，将轻元素聚变为金元素还办不到，但利用高能中子进行轰击，将部分重元素嬗变为金元素，还是办得到的，通过粒子加速器就可以实现。只是这种制造黄金的方式效率太低，反应所需能量巨大，且单次反应只能生成极微量的金原子，导致产出的黄金成本太过高昂，远超黄金价值本身，因此不具备实用价值，目前仅停留于实验室阶段。

今年7月，美国硅谷初创公司马拉松聚变提出了一种“炼金术”方案，这项技术虽然同样是利用核反应来将其它物质变黄金，但却不需要粒子加速器，而是利用核聚变发电过程中氘氚聚变时产生的大量高能中子轰击汞同位素汞-198来实现。在这种方案中，黄金是核聚变发电的副产品，黄金合成与发电可同步进行。

汞的原子序数为80，黄金的原子序数为79，要将汞变为黄金，需要通过核反应将汞原子核内的质子数减少1个。在马拉松聚变公司提出的这一“炼金术”方案中，需要将汞的一种天然稳定同位素汞-198引入用于增殖氚燃料的包层中，包层中的汞-198被高能中子轰击后，有机会转化为不稳定的汞-197，后者在64小时内会通过正贝塔衰变转变为黄金的唯一稳定同位素金-197。

该公司声称这一方案不仅不会降低核聚变电站的发电输出和氚增殖能力，借此合成的黄金数量还十分可观。尽管人类已经快实现核聚变发电了，但美国公司的这一方案真能让人造黄金从实验室走向现实吗？难道这家美国初创核聚变企业真的攻克了“炼金术”？

该公司提出的这一“汞变金”的方案，理论上是可行的。只是远没有想象中那么美好！

氘氚聚变所释放的中子，其能量分布平均在14 MeV，虽然超过了汞-198通过“中子俘获-中子蒸发”机制产生汞-197所需阈值，但也只是达到“炼金”条件，中子利用率并不高。此外，汞-198被高能中子轰击后，有多条反应路径，并不一定会转变为汞-197，这不仅低效，还会导致原材料浪费。综合这两方面来看，在聚变发电过程中利用氘氚反应所释放出的高能中子“点汞成金”确实可以实现，只是效率很低，不可能有该公司吹嘘的那么牛。

除了合成效率不高，这种方案中的黄金制造成本也不可能比从地球上直接开采天然黄金还便宜。地球上的汞确实远比黄金多，也比黄金便宜，但是用来制造黄金的原材料汞-198在天然汞中的占比仅10%，富集成本高昂，且汞的化学毒性和挥发性将增加工程风险，引入包层中还有可能影响氚的增值效率。

另外，用这种方式制造出的黄金也需要经过分离提纯才能获得，而且其还含有大量辐射，需要存放很长一段时间后，辐射值降至安全水平才能使用。

人类现在距离大规模核聚变发电的实现还有一段距离，更别提在聚变发电之余制造黄金。总的来说，这家美国公司只是在理论上给出了一种人工合成黄金的可能路径，并没有将之变为现实，估计也没有能力变为现实，大概率还是为了制造噱头拉投资。

但不管怎么说，这种将核聚变发电与贵金属或同位素生产相结合的思路是正确的，有望让核聚变发电的价值实现最大化。事实上，目前部分国家的裂变电站在发电的同时就被用来生产一些地球上稀有的放射性同位素，这些放射性同位素可用来制作核武器或者核电池。