前言
2025年,全球科技界关注到一项极具颠覆性的技术构想——利用核聚变堆制造黄金。
这一创新构想不仅挑战了传统黄金生产观念,还为人类在能源利用与稀有资源合成领域提供了全新思路。
过去人类获取黄金主要依赖矿山开采,而通过核聚变堆在发电的同时尝试合成黄金,若能实现将对全球能源及贵金属市场产生深远影响。
核聚变造黄金
2025年7月,美国马拉松聚变公司提出一项创新性构想,计划利用核聚变堆技术制造黄金,这一理论引发全球科技界广泛讨论。
该构想指出,核聚变反应堆在提供清洁可持续能源的同时,可借助反应过程中产生的高能中子合成黄金,其核心原理得到部分核物理科学家的理论认可,为贵金属合成开辟了新的研究方向。
这一技术的核心原理在于通过高能中子的作用,使汞-198同位素发生系列核反应,最终转变为金-197。
具体依托的是核反应中的中子俘获过程,而非“快中子俘获过程(R过程)”——R过程主要发生于超新星爆发等宇宙极端环境,是自然黄金合成的主要路径。
过去,黄金被认为仅能通过中子星合并、超新星爆发等稀有宇宙事件,在极端物理条件下合成,如今人类有望通过可控核聚变技术,在地球上实现这一元素转化过程。
这一构想引发全球关注,西方媒体纷纷探讨其技术潜力与产业影响。若该技术能实现商业化落地,或将缓解全球黄金供给紧张局面,更有望重塑能源与稀有资源的生产逻辑,带来一场跨领域的产业变革。
黄金之所以珍贵,核心源于其天然稀缺性,而这种稀缺性根植于宇宙元素的形成过程。宇宙大爆炸初期,物质仅由氢和氦两种轻元素构成。
随着恒星诞生,其内部通过持续的核聚变反应,将氢、氦转化为碳、氮、氧等更重的元素,但这一过程最多只能合成铁元素。
黄金等重元素的合成,必须依赖超新星爆发、中子星合并等极端天文现象。
其中,中子星合并被认为是黄金最主要的“宇宙出生地”,这一过程会释放巨大能量,产生极高的中子密度与持续的中子喷射,这种独特的极端物理条件,才能让轻元素通过中子俘获逐步形成黄金。因此,黄金被视作“宇宙限量版”资源,天然具备稀缺属性。
研究显示,地球黄金总储量远低于铁、铝等常见元素,核心原因就是其形成条件过于苛刻,仅能通过少数特殊天文事件生成。
对于人类而言,黄金的稀缺性、稳定性与易加工性,共同奠定了其作为贵金属的独特地位,成为全球通用的价值锚定物。
核聚变堆制造黄金的反应原理
核聚变堆合成黄金的核心,是利用反应产生的高能中子满足元素转化条件。目前主流研究方向的氘氚聚变反应,可产生能量约14.1MeV的高能中子,这一能量区间恰好适配汞-198向金-197的转化需求,为人工合成黄金提供了理论基础。
具体反应过程清晰可溯:汞-198同位素吸收一个高能中子后,形成不稳定的汞-199激发态;随后该激发态迅速释放两个中子,衰变为汞-197;
汞-197属于放射性同位素,会通过β⁻衰变(半衰期约64小时),最终转化为稳定的金-197——这就是核聚变堆合成黄金的完整理论路径。
核聚变技术的前景与挑战
尽管核聚变合成黄金的理论路径可行,但要转化为商业化应用,仍面临多重严峻挑战。
核聚变技术本身尚未成熟,全球范围内尚无建成并投入使用的商业化核聚变反应堆,可控核聚变的核心难题——在高温、强磁场极端环境下长时间维持等离子体稳定,实现能量净输出,至今仍未完全攻克。
中国虽在核聚变领域取得显著突破,EAST超导托卡马克装置多次刷新等离子体高温保持世界纪录,在国际热核聚变实验堆(ITER)项目中发挥重要作用,但要实现核聚变技术的商业化普及,仍需数十年的技术攻关。
此外,核聚变堆内部中子通量的精准控制、反应堆材料的中子辐照耐受性、热能与电能的高效转换,以及核废料处理等问题,均是制约技术落地的关键瓶颈,这些难题的解决效果,直接决定黄金合成的效率、成本与安全性。
中国在核聚变研究领域已跻身全球第一梯队,尤其在实验装置研发与核心技术攻关方面成果显著。
EAST超导托卡马克装置多次实现重大突破,曾成功将等离子体温度维持在1.2亿摄氏度超百秒,为可控核聚变的实现奠定了坚实基础。
同时,中国科研团队在核聚变反应堆的中子控制、耐辐照材料研发、磁约束技术等关键领域,也取得多项积极进展,为后续技术突破提供了有力支撑。
随着技术持续迭代,中国有望成为全球首个实现核聚变堆商业化应用的国家之一。这不仅能为全球能源危机提供终极解决方案,还可能催生全新经济模式与产业生态。
若核聚变合成黄金技术能同步突破,或将重塑全球黄金供给格局,提升中国在贵金属市场的话语权,推动全球黄金生产方式的根本性变革。
结语
核聚变堆合成黄金的构想,为人类社会提供了能源与资源协同发展的新方向,其潜在价值不仅体现在贵金属合成领域,更彰显了核聚变技术的多元应用潜力,为人类资源获取与能源利用提供了革命性思路。
尽管这一技术的商业化应用仍面临诸多挑战,但中国在核聚变领域的领先地位与科研团队的持续攻关,为技术落地带来了希望。
未来,随着可控核聚变技术的逐步成熟,若黄金合成能突破成本与效率瓶颈,不仅会颠覆传统能源产业格局,更将重塑全球贵金属市场的供需逻辑,为全球经济发展注入全新动力。
但当前阶段,这一构想仍需以扎实的基础研究为支撑,逐步攻克技术难关,方能从理论走向现实。
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