طلای هسته‌ای؛ آیا رویاى کیمیاگری به واقعیت نزدیک می‌شود؟
یک شرکت نوپای آمریکایی قصد دارد با استفاده از فرآیند همجوشی هسته‌ای، طلا را به‌عنوان محصول جانبی در مقیاس صنعتی تولید کند تا بخشی از هزینه‌های توسعه این منبع بالقوه بی‌پایان انرژی را تأمین کند.
جهان صنعت نیوز – در ماه گذشته میلادی، یک شرکت استارتاپی مستقر در سانفرانسیسکو از طرحی پرده برداشت که در صورت موفقیت می‌تواند مرزهای علم مواد و انرژی را دگرگون کند. این شرکت مدعی است که قادر خواهد بود طلا را نه در مقیاس اتمی یا ذرات آزمایشگاهی بلکه در حجم‌های قابل‌توجه و در حد چندین تُن تولید کند. اساس این ایده بر یک فرآیند فیزیکی پیشرفته است که به جای روش‌های سنتی ذوب و ترکیب مواد از اصلاح ساختار هسته‌ای اتم‌ها بهره می‌گیرد. اتم‌هایی که در جریان همجوشی هسته‌ای به دماهای فوق‌العاده بالا رسیده و در آن شرایط امکان تغییر ماهیت هسته‌ای آن‌ها فراهم می‌شود.
بر اساس مقاله‌ای که توسط یکی از بنیان‌گذاران این شرکت منتشر شد این طلا محصول اصلی پروژه نیست و محصول جانبی فرآیند تولید انرژی از همجوشی هسته‌ای محسوب می‌شود. ایده محوری آن است که درآمد حاصل از فروش این فلز گران‌بها بتواند بخش قابل‌توجهی از هزینه‌های سنگین توسعه و بهره‌برداری از راکتورهای همجوشی را جبران کند. چنین رویکردی در صورت تحقق می‌تواند مدل اقتصادی همجوشی هسته‌ای را متحول کرده و دستیابی به آن را به‌عنوان منبعی تقریباً بی‌پایان، پاک و جایگزین سوخت‌های فسیلی شتاب بخشد.
از افسانه کیمیاگران تا فناوری هسته‌ای مدرن
اندیشه تبدیل فلزات کم‌ارزش به طلا قدمتی بیش از دو هزار سال دارد و ریشه آن در سنت‌های فلسفی، عرفانی و تجربی کیمیاگری است. در قرون وسطی کیمیاگران اروپایی در جست‌وجوی ماده‌ای اسطوره‌ای بودند که گمان می‌رفت بتواند فلزات ارزان‌قیمت مانند سرب یا مس را به طلا بدل کند و در عین حال خواص خارق‌العاده‌ای همچون اکسیر جوانی‌بخش داشته باشد. این جست‌وجو که آمیزه‌ای از دانش ابتدایی شیمی، نمادپردازی عرفانی و آزمایش‌های تجربی بود، هرچند به کشف طلا از فلزات دیگر نینجامید اما بنیان بسیاری از روش‌ها و ابزارهای اولیه شیمی را پی‌ریزی کرد.
با ورود به قرن بیستم و شکل‌گیری فیزیک هسته‌ای، کیمیاگری وارد مرحله‌ای کاملاً علمی شد. کشف ساختار هسته اتم و نقش تعداد پروتون‌ها در تعیین ماهیت یک عنصر این امکان را از نظر تئوریک فراهم کرد که با تغییر آرایش هسته، یک عنصر به عنصر دیگر تبدیل شود. این فرآیند که به «دگرگونی هسته‌ای» معروف است، در آزمایشگاه‌ها به‌صورت محدود انجام شد و از حالت افسانه‌ای به چارچوب علمی منتقل گردید.
در سال ۱۹۳۶، نشریه آتلانتیک مقاله‌ای از یک فیزیکدان منتشر کرد و در آن بیان شد که تبدیل جیوه به طلا از نظر علمی ممکن است اما به دلیل هزینه‌های بسیار بالا و پیچیدگی فنی از نظر تجاری توجیه‌پذیر نیست. با این وجود این هشدار مانع ادامه تلاش‌ها نشد و پژوهشگران در دهه‌های بعد با بهره‌گیری از شتاب‌دهنده‌های ذرات و فناوری‌های نوین، راه‌های عملی هرچند پرهزینه برای تحقق این فرایند را آزمایش کردند.
پیشرفت‌های علمی و محدودیت‌های اقتصادی
در نیم‌قرن گذشته، علم فیزیک هسته‌ای بارها نشان داده که تبدیل عناصر ارزان‌قیمت به طلا از نظر تئوریک و فنی امکان‌پذیر است، اما چالش اصلی در مقیاس‌پذیری و صرفه اقتصادی این فرآیند نهفته است.
یکی از برجسته‌ترین دستاوردها در این زمینه به سال ۱۹۸۰ بازمی‌گردد. زمانی که گلن سیبورگ، برنده جایزه نوبل و عضو تیم کاشف پلوتونیوم با استفاده از یک شتاب‌دهنده ذرات موفق شد هزاران اتم عنصر بیسموت را به طلا تبدیل کند. این فرایند با بمباران هسته‌های بیسموت توسط ذرات پرانرژی، ساختار هسته‌ای آن‌ها را تغییر داد و تعداد پروتون‌ها را به‌گونه‌ای اصلاح کرد که به عنصر طلا تبدیل شوند. با این حال، مقدار حاصل چنان ناچیز بود که حتی با قوی‌ترین میکروسکوپ‌ها هم به سختی قابل مشاهده بود. برآورد سیبورگ نشان می‌داد که با این روش تولید تنها یک اونس طلا حدود یک کوادریلیون دلار هزینه خواهد داشت؛ رقمی که هرگونه توجیه اقتصادی را از بین می‌برد.
نمونه تازه‌تر این تلاش‌ها در سال ۲۰۲۵ رخ داد؛ زمانی که گروهی از فیزیکدانان در بزرگ‌ترین شتاب‌دهنده ذرات جهان در سوئیس طی آزمایشی توانستند عنصر سرب را به طلا تبدیل کنند. این دستاورد از نظر علمی قابل توجه بود اما از منظر عملی با محدودیت جدی روبه‌رو شد. محصول نهایی تنها تریلیونیوم گرم بود و حتی پیش از آنکه بتوان آن را جدا و جمع‌آوری کرد، اتم‌های تازه‌ساخته‌شده طلا در اثر برخوردهای پرانرژی درون شتاب‌دهنده به ذرات زیراتمی تجزیه شدند.
این دو نمونه تاریخی نشان می‌دهد که اگرچه فناوری مدرن توانسته مرزهای شیمی و فیزیک را جابه‌جا کند اما فاصله میان امکان‌پذیری علمی و کاربرد تجاری در این حوزه همچنان بسیار زیاد است. تا زمانی که روش‌های تولید طلا نتوانند همزمان بازدهی بالا، هزینه منطقی و پایداری محصول را تضمین کنند، تبدیل عناصر ارزان‌قیمت به طلا بیشتر به عرصه نمایش توانایی علمی تعلق خواهد داشت تا یک صنعت سودآور.
چالش بزرگ؛ از امکان‌سنجی نظری تا بهره‌برداری صنعتی
طرح کنونی نیز از منظر علمی بر بنیانی معتبر در فیزیک هسته‌ای استوار است و ایده تولید طلا به‌عنوان محصول جانبی همجوشی هسته‌ای از نظر تئوریک کاملاً امکان‌پذیر است. با این حال انتقال این فرآیند از سطح آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی و اقتصادی با مجموعه‌ای از موانع پیچیده روبه‌روست که می‌توان آن‌ها را در دو محور اصلی مقیاس‌پذیری و صرفه اقتصادی دسته‌بندی کرد.
در محور مقیاس‌پذیری، پرسش اساسی آن است که آیا می‌توان حجم تولید طلا را به حدی رساند که از نظر وزنی و زمانی، تولید پیوسته و قابل‌فروش فراهم شود. در فرآیندهای هسته‌ای حتی تغییرات کوچک در بازده واکنش یا زمان‌بندی می‌تواند به افت شدید تولید منجر شود. بنابراین طراحی سامانه‌های صنعتی باید توانایی حفظ شرایط پایدار، جمع‌آوری مؤثر محصول و جلوگیری از تجزیه یا اتلاف اتم‌های طلا را داشته باشد.
از منظر اقتصادی مسأله پیچیده‌تر می‌شود. حتی اگر تولید طلا در مقیاس تن انجام شود، باید بررسی کرد که آیا ارزش حاصل از فروش این فلز می‌تواند هزینه‌های سنگین سرمایه‌گذاری، ساخت و نگهداری راکتورهای همجوشی و فناوری‌های جانبی را جبران کند یا خیر. افزون بر این، عرضه گسترده طلا به بازار جهانی ممکن است تعادل قیمتی این فلز را بر هم بزند و با کاهش قیمت، سودآوری پروژه را تحت تأثیر قرار دهد.
سومین چالش نیز به زیرساخت‌های فنی و فناوری جداسازی باز می‌گردد. محصول طلا در این فرآیند درون محیطی با دما و فشار فوق‌العاده بالا و همراه با عناصر و ایزوتوپ‌های دیگر تولید می‌شود. این امر نیازمند توسعه فناوری‌های نوین برای جداسازی، خالص‌سازی و قالب‌گیری فلز به شکلی است که هم از نظر صنعتی قابل استفاده باشد و هم الزامات بازار فلزات گران‌بها را برآورده کند.
به این ترتیب مسیر گذر از امکان‌پذیری علمی به بهره‌برداری صنعتی در این پروژه نیازمند همزمانی نوآوری فنی، تحلیل دقیق بازار و مدل‌سازی اقتصادی است. بدون پاسخ شفاف به این سه حوزه کلیدی، حتی انقلابی‌ترین ایده‌ها نیز ممکن است در مرحله اجرا با شکست مواجه شوند.
اخبار برگزیدهطلا و ارزلینک کوتاه :