Jakten på hjerneprotesen - NTNU

■ KIKKHULLET
Ein strålande metode for alkymist en
Det er muleg å lage gull,
og her får du oppskrifta.
Men særleg lønsamt er
det ikkje.
KJEMI MATERIALE • GULL
TEKST: Hege J. Tunstad
ILLUSTRASJON: www.doghouse.no
KJELDE: Martin Ystenes, Inst. for materialteknologi, NTNU
Dette er den alkymistiske draumen: å lage gull
av noko anna. Kva dette anna er, varierer i dei
tallause historiene vi kan lese – men som
framleis berre er draumar.
Det som er sikkert, er at å lage eit nytt grunnstoff
krev ei endring inne i atomkjernane til det
stoffet vi tek utgangspunkt i. Eit grunnstoff
kjenneteiknast av kor mange proton det har
i atomkjernen. Og stoffets eigenskapar og
stabilitet avgjerast blant anna av talet på
nøytron saman med protona i kjernen. Gull
som er stabilt, har 79 proton og 118 nøytron.
Så da har vi valet. Vi kan skyte inn nøytron.
Då vil nokre av dei halde fram med å vere
nøytron, medan andre blir til proton og sender
ut kvart sitt elektron. Eller vi kan bruke ein
protonkanon for å auke talet på kjernepartiklar.
Nøytronmetoden kan skje inne i eit kjernekraftverk,
der brenselsstavar av uran blir ei
kjelde til nøytron. I vårt tankeeksperiment vel
vi denne metoden.
Vi vel også å ta utgangspunkt i eit grunnstoff
det finst mykje meir av enn gull, men som samstundes
ligg ganske nært gull i talet på kjernepartiklar.
Valet fell på wolfram, som blant anna
vart brukt i glødetrådar i lyspærer. Wolfram har
74 proton og 110 nøytron.
Når wolfram blir bestrålt med nøytron frå
uranet, vil det bli danna ei heil rekke med ulike
stoff. Alle desse stoffa vil vere radioaktive når
de er nylaga. Noko vil bli gull, og det kan vi
skilje ut frå resten av metalla som er danna. Ved
hjelp av fleire reinsetrinn kan det være muleg å
få gullet veldig reint. Ei kjend metode for gullrensing
fra alkymien og kjemien er bruk av
kongevatn, ei blanding av saltsyre og salpetersyre
som gjer at gullet vert løyst opp, medan
andre stoffar ikkje gjer det. Kongevatn vil vere
eitt av stega i gullreinsinga vår.
Det som set grenser for gullproduksjon i
vårt eksempel, er kor mange nøytron vi kan få
ut av uranstavane. Om vi ser for oss eit kjernekraftverk
på størrelse med Tsjernobyl, så ville vi
kunne produsere om lag eitt tonn blanda stoff
på eitt år. Av dette ville det neppe vere meir enn
nokre titals kilo med brukbart gull.
40
1
Uran Wolfram
Uran som vert spalta i ein reaktor, produserer nøytron.
Har vi samstundes wolfram i reaktoren, vil han bli
bestrålt av store mengder nøytron.
gemini • nr. 4 • desember 2011
2
Nokre nøytron blir absorbert i wolframkjernen
og aukar atomets masse. Enkelte av dei att blir
omdanna til proton som blir i kjernen – og
tilsvarande mengd elektron sendast ut.
Atomnummeret aukar, og vi får eit nytt
grunnstoff. Wolframatom – som absorberer
nøyaktig 13 nøytron, der fem blir omdanna
til proton – vil bli til stabile gullatom.
3
Etter bestrålinga vil wolframet
i tillegg ha blitt til ei rekke ulike
radioaktive stoff. Iridium,
kvikksølv, platina og osmium
er nokre av dei.
4
Ved hjelp av fleire reinsetrinn bør det vere teknisk
muleg å få gullet veldig reint, i praksis fritt for
radioaktive isotopar av andre grunnstoff.
Ved tilsetjing av dei riktige reagensane kan gullet
fellast frå løysinga, medan resten blir att.
5
Den mest stabile radioaktive gullvarianten
har ei halveringstid
på ca. eit halvår. Etter ti år
er 99,9999 prosent av
radioaktiviteten borte.
Etter 20–30 år er det
neppe muleg å skilje dette
gullet frå anna gull.
Au
Ir
Hg
Pt
Os
gemini • nr. 4 • desember 2011 41