Edelmetalle herstellen per Kernfusionsreaktor

Wissenschaft Physik
1

Hallo,

das viele Geld für einen „Kern-Fusions-Reaktor“ ist ja nun schon vorhanden.
http://de.wikipedia.org/wiki/ITER

Könnte man mit dem oder Nachfolgern Elemente wie Gold, Silber, Palladium und Platin langfristig billiger gezielt herstellen, als es diese in der Natur vorkommen? Immerhin betrachten viele diese Edelmetalle als Wertanlage über Generationen!

Was braucht man dafür noch, außer Energie, theoretisch bestehen ja alle Atome aus den gleichen Elementarteilchen, die man „nur“ zum bestimmten Edelmetall umordnen müßte? Somit könnte man selbst hmmmm… „Müll“ rein werfen?!

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

2

Soweit ich weiß, geht das nicht „einfach so“, da auch Zeit eine große Rolle spielt. So wie Milch -nach Zeit- zu Käse wird, so brauchen auch Atome aus Müll, Zeit um zu Gold zu werden.

Diese Bedingungen lange zu halten, ist künstlich nicht möglich, noch jedenfalls. Diamanten entstehen aus einer Reihe von Atomen die unter großer Hitze und massivem Druck entstehen.

Im übrigen kann man diese bereits reproduzieren, allerdings erreichen diese „Kunstdiamanten“ nicht die gleiche Härte wie die echten.

So hab ich das jedenfalls mal bei BR Alpha gesehen.

3

Moien

Könnte man mit dem oder Nachfolgern Elemente wie Gold, Silber,
Palladium und Platin langfristig billiger gezielt herstellen,
als es diese in der Natur vorkommen?

Nein, billiger wird das nicht.

Das Problem fängt bei der defizitäre Masse an. Beim Verschmelzen von leichten Atome zu schweren bekommt man dann Energie raus wenn die Resultate immernoch relativ leicht sind. Effizent ist es wenn Helium oder etwas ähnlich leichtes rauskommt. Irgendwo kurz darüber ist Schluss mit Energiegewinn.

Der gleiche Effekt sorgt für die Kernfission: Wenn man ganz schwere Atome zerhaut gewinnt man auch Energie. Aber halt nur bis in die Region von Blei.

Gold & Co liegen in dem breiten Mittelfeld. Gezielt dahin zu kommen wäre extrem energieaufwändig.

Aber die Probleme gehen weiter: das Resultat wäre kein reines Material sondern ein bunter radioaktiver Mix aus verschiedenen Stoffen in dem u.U. ein kleines bisschen nicht-radioaktives Gold steckt.

Es gibt jede Menge natürlich vorkommende, ungefährliche Stoffe in denen mehr Gold & Co steckt. Und die sind in grossen Mengen verfügbar (bei den meisten bietet sich Meerwasser an).

cu

4

Mit der Frage: Und was ist mir „Kalter Fusion“? kann ich dich energiemäßig nicht schocken … bin da gerade drüber gestolpert!?
Ein kleines bisschen nichtradioaktives Gold, ist ja schon mal nicht nix ^^

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

5

Moien

Mit der Frage: Und was ist mir „Kalter Fusion“?

Falls es kalte Fusion gibt (und das ist ein sehr grosses falls) bleibt es trotzdem bei den alten Regeln: sehr bunter Mix aus allen möglichen Isotopen.

Ein kleines bisschen nichtradioaktives Gold, ist ja schon mal
nicht nix ^^

Wir reden über 1-10 verwertbare Gold-Atome pro Zentner. In deinem Körper steckt mehr.

cu

6

Hallo, nochmal :wink:

Grundlegend wird genau das schon seit fast einem Jahrhundert zu Forschungszwecken betrieben.
Angefangen hat es 1919 als Ernest Rutherford mit Hilfe von Alphastrahlung aus Stickstoff Sauerstoff hergestellt hat.
Das Prinzip ist auch heute noch genau das Gleiche: man beschießt einen Kern mit anderen Kernen oder Teilchen. Allerdings wird das heute in extra dafür eingerichteten Anlagen (z.B. Teilchenbeschleunigern) gemacht. Die Umwandlung von einem in ein anderes Element ist dabei aber weniger das Ziel, sondern wenn, dann eher die Herstellung von Isotopen, die es heute noch nicht (oder nicht mehr) gibt.
Die Umwandlung der Elemente ineinander funktioniert also sehr wohl, aber sie ist seeeehr aufwändig, energie-, kosten- und zeitintensiv.
Es handelt sich immer um „statistische Reaktionen“. Man kann nicht gezielt ein Teilchen „genau“ auf ein anderes schießen, sondern man schießt einige 1000 Teilchen einige 1000mal an den Targets vorbei… „Irgendwann trifft schon eins“ :wink:
Desweiteren lässt sich nicht beeinflussen wie sich die Teilchen treffen. Beschießt man kleine Atome wie Stickstoff mit kleinen Teilchen wie Alphateilchen, dann findet der Stoß noch in relativ guter Näherung zentral statt. Im Allgemeinen wird das Alphateilchen also vom Atom „geschluckt“. Doch je größer die Atome werden, desto schlechter passt die Näherung. Man kann also nicht 2 „halbe Gold-Atome“ (quasi Technetium-Isotope) aufeinander schießen und somit daraus Gold machen. Man könnte hier nicht davon ausgehen, dass überhaupt irgendwann mal 2 Atome so kollidieren, dass sie komplett verschmelzen.
Man müsste also den Beschuss mit kleinen Teilchen vornehmen, die immer komplett absorbiert werden. Also mit Protonen und Neutronen.
Dies funktioniert auch noch relativ gut, solange man nur eine solche Reaktion braucht.
Ist allerdings eine Verkettung von solchen Reaktionen notwendig, dann geht die Chance schon mit 2 notwendigen Ereignissen gegen Null, denn im Allgemeinen sind die „Zwischenprodukte“ radioaktiv und zerfallen, bevor sie nochmals mit einem anderen Teilchen reagieren können. Außerdem sind die Atome die in ihrem Aufbau den begehrenswerten Atomen ähneln selbst äußerst selten und somit teuer. Die nächsten Elemente unter Silber sind z.b. Palladium und Rhodium. Die Preise aber sagen alles:
Silber: http://www.kitco.com/charts/livesilver.html (Das beim Preis sind Kommata, keine Tausenderpunkte)
Palladium: http://www.kitco.com/charts/livepalladium.html
Rhodium: http://www.kitco.com/charts/rhodium.html

Zu guterletzt kommt dann noch hinzu, dass die, wie auch immer geartete, Reaktion für z.B. 1 Gramm Gold etwa 3045685279187817258883 mal erfolgreich ablaufen muss… 3 Trilliarde mal

Es wäre somit vermutlich noch rentabler auch das letzte Gold-Atom aus den Ozeanen zu filtern, bevor man versucht es über Umwege herzustellen :wink:

7

Hallo!

das viele Geld für einen „Kern-Fusions-Reaktor“ ist ja nun
schon vorhanden.
http://de.wikipedia.org/wiki/ITER

Könnte man mit dem oder Nachfolgern Elemente wie Gold, Silber,
Palladium und Platin langfristig billiger gezielt herstellen,
als es diese in der Natur vorkommen?

Mit diesem Reaktortyp garantiert nicht. Alle bisher gebauten oder geplanten Fusionsreaktoren haben das ferne Ziel „Energiegewinnung“. Da die Bindungsenergie der Kerne bis zum Eisen zunimmt und danach wieder abnimmt, kann man durch Fusion nur bei leichteren Kernen Energie gewinnen. Im Moment denkt man nur an Wasserstoff (bzw. Deuterium) zu Helium, maximal Lithium.

Die Herstellung von schweren Nukliden hat damit also überhaupt nichts zu tun.

Für Schwere Nuklide bieten sich andere Möglichkeiten an: Man könnte Ionen auf ein Target schießen und hoffen, dass die Ionen (zumindest teilweise) von den Target-Kernen eingefangen werden. Oder: Man könnte sich schwere Nuklide „erbrüten“. Dabei bestrahlt man ein chemisches Element mit Neutronen und induziert dadurch einen radioaktiven Zerfall (Beta), der dann zu einem Nuklid höherer Ordnungszahl führt. So macht man z. B. Plutonium.

Beides ist sehr kostspielig und liefert vergleichsweise geringe Mengen des gewünschten Nuklids. Bei Gold scheitert die zweite Möglichkeit vermutlich daran, dass es kein Nuklid gibt, das einigermaßen billig ist und in hohen Konzentrationen anzutreffen ist. Platin-197 würde sich anbieten, aber Platin ist ohnehin schon teurer als Gold und das Isotop 197 kommt in der Natur nicht einmal vor!

Immerhin betrachten viele
diese Edelmetalle als Wertanlage über Generationen!

Im Mittelalter glaubte ein Württemberger Herzog (wahrscheinlich hieß er Ulrich, Eberhard oder Carl wie die meisten), dass er die Staatskasse aufpäppeln könnte, indem er am Fuße der schwäbischen Alb nach Gold suchen würde. Tatsächlich wurde man fündig und so trieb man den Spaß einige Jahre weiter. Das geförderte Gold deckte aber nie die Kosten. Da damals kaufmännisches Rechnen noch in den Kinderschuhen steckte erkannte man gar nicht, was das für ein Schildbürgerstreich war - einfach nur, weil man Gold für „wertvoll an sich“ hielt.

So ähnlich wäre es mit der synthetischen Herstellung von Gold heute.

Außerdem reguliert sich der Goldpreis durch Angebot und Nachfrage. Der hohe Preis entsteht vor allem durch das geringe Angebot. In dem Moment, wo man Gold als Massenprodukt herstellen könnte, würde sofort der Preis zusammenbrechen. (Frag mal die Kautschuk-Produzenten in Brasilien, was es für Folgen hat, wenn ein Monopol zusammenbricht!) Soviel zum Thema Wertanlage…

Michael

8

Na das war mal ne klare Ansage. Genial wäre jetzt zu wissen wie viel Edelmetalle der Mensch so in sich hat, die sind ja sicherlich nicht zwingend zum Leben notwendig. Hey da kommt mir ein Geistesblitz, was hat der Mensch so alles in sich an wertvollen Metallen, die er eigentlich nicht zwingend benötigt, wenn er rein biologisch wieder auferstehen könnte?
Ich meine damit nicht chirurgische Prothesen o.s.ä.

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

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Danke, das klingt sehr beruhigend.

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

10

Die Wahrscheinlichkeit der künstlichen Herstellung ist sehr gering,
und erst recht der kaufmännisch sinnvollen.
Also bleibt die Wertanlage ein paar Jahunderte erhalten … danke für die Info.

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

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Hi Jens,

mittels Kernfusion kommt man nur bis zum Eisen, das ist auch in Sternen so.
Schwerere Elemente entstehen „in der Natur“ bei Prozessen, wie sie in Supernovae ablaufen.
Künstlich macht man schwere Elemente meist durch Beschuss leichterer Elemente mit Neutronen oder leichten Kernen.
Ich schätze mal grob, dass momentan die Herstellung von 1 kg nicht radioaktivem Gold auf diesem Wege mehr kostet, als alle Goldreserven der Erde…

Grüße,
Grünblatt

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Außerdem reguliert sich der Goldpreis durch Angebot und
Nachfrage. Der hohe Preis entsteht vor allem durch das geringe
Angebot. In dem Moment, wo man Gold als Massenprodukt
herstellen könnte, würde sofort der Preis zusammenbrechen.
(Frag mal die Kautschuk-Produzenten in Brasilien, was es für
Folgen hat, wenn ein Monopol zusammenbricht!) Soviel zum Thema
Wertanlage…

Michael

Stopp da war ich wohl zu schnell, mit der sicheren Anlage über Jahrhunderte… was meinst du mit Monopole? Die Förderfirmen die Lizenzen haben? Wer vergibt die? Hat der Interesse dran, dass unendlich viel die Fördermnege erhöht wird?
Gab es bei Kautschuk nicht plötzlich auch Kunststoffalternativen?

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

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Hallo!

Ich wollte nur auf das begrenzte Angebot hinweisen. Ein echtes Monopol gibt es beim Gold natürlich nicht. Beim Kautschuk war das aber so, da der Gummibaum lange Zeit nur in Brasilien wuchs. Als die Engländer die Samen der Gummibäume klauten und in ihren Kolonien Kautschuk-Plantagen errichteten, war es plötzlich dahin mit dem Monopol der Brasilianer und dem damit verbundenen Reichtum. Das war lange vor der Einführung von Kunststoffen.

Ich wollte nur auf die Marktsituation hinweisen, als beanspruche dieses Beispiel bitte nicht über.

Michael

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Oh eine sehr interessante Aussage für mich als Laien.
Gegenfrage: Nehmen wir mal an, man will einen Menschen aus „frischen Atomen“ herstellen, welche durch die Neuordung von Elementarteilchen
entstehen.
Genügt dafür theoretisch Kernfusion ala Sonne oder brauche ich dafür eine Supernova?
Eigentlich ne doofe Frage, weil der Mensch ohne Erde is nix (die braucht vielleicht, um zu existieren mehr schwere Metalle etc.
und unsere Mütter basteln „nur“ Moleküle zusammen … !?

Grüße Jens Rabis

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

15

Achso alles klar, du wolltest Nachfrage und Preis erleutern. Danke für das Nachkommentieren :smile:

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

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Hi Jens,

Gegenfrage: Nehmen wir mal an, man will einen Menschen aus
„frischen Atomen“ herstellen, welche durch die Neuordung von
Elementarteilchen
entstehen.
Genügt dafür theoretisch Kernfusion ala Sonne oder brauche ich
dafür eine Supernova?

Du brauchst eine Supernova, da der Mensch ja auch aus schwereren Atomen als Eisen besteht, auch wenn’s vergleichsweise wenige sind…

und unsere Mütter basteln „nur“ Moleküle zusammen … !?

So isses.
Aber sicher mit höherem Spaßfaktor als eine Sternenexplosion hat, wenn man so will :wink:

Grüße,
Grünblatt

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Klar, sollen auch weiter Spass haben und ich übe seit ein paar Jahrzehnten Kinder draus zu machen … hehe.
Für was braucht der Mensch die schwereren Atome als Eisen und welche? Ist das nur „Sondermüll in den Molekülen“ oder lebenswichtig?

Mit besten Grüßen
Jens Rabis

18

Hi.

Für was braucht der Mensch die schwereren Atome als Eisen und
welche? Ist das nur „Sondermüll in den Molekülen“ oder
lebenswichtig?

Ne ne, da sind schon ein paar essentiell (google mal nach essentiell + schwermetall oder schwermetall + enzym) wie z.B. Ni, Cu, Zn, Mo usw.
Und die sind, soweit ich weiss, eben in irgendwelchen Enzymen eingebaut. Ein Biochemiker kann Dir da sicher deutlich genauere Infos geben.

Grüße,
Grünblatt

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leicht ot
Hi,

Immerhin betrachten viele
diese Edelmetalle als Wertanlage über Generationen!

warum wohl? *g*
Wenn man diese Metalle einfach so herstellen könnte wie man auch ein Brot backen kann, dann wären sie wohl keine Anlage mehr.
Von daher kann man deine Hoffnungen so schonmal zerstören…auch wenn’s wohl nicht die Hauptintention der Frage war :smile:

Grüße
VAST

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Hi,

was für Hoffnungen? Ich beschäftige mich mit dem Thema Kältekonservierung von Menschen. Da ist auch Nachhaltigkeit bei der Wertanlage gefragt. Eigentlich schade, dass das Thema Konservierung wenige interessiert, es zwingt regelrecht zu einer guten Allgemeinbildung.
Daher muß ich in wer-weis-was.de mein Wissen zu vielen Gebieten auffrischen, was besonders „den Alten“ nichts schaden würde. „Pisa für Alte“ ist in einer Demokratie mindestens genau so wichtig, wie für Junge, um essentielle Wahl-Entscheidungen treffen zu können und nicht nur monetären Versprechen hinterher zu laufen.

Mit besten Grüßen Jens Rabis

P.S: Also muß man das komplexe Konservierungs-Thema in Einzelthemen - wie Wertanlage - zerlegen, ohne zu äußern warum. Theoretisch hätte ich dich dahingehend einfach „zur Kenntnis nehmen können“, so bin ich aber nicht.