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Transmutation naturelle
La transmutation naturelle n'est provoquée par aucun événement externe. L'atome se désintègre en un autre suivant la durée de sa demi-vie.
La radioactivité est une transmutation spontanée (naturelle) d'un atome en un autre atome avec émission de rayonnement. Les rayonnements ainsi émis sont appelés, selon le cas, des rayons α, des rayons β ou des rayons γ.
La radioactivité, phénomène qui fut découvert en 1896 par Henri Becquerel sur l'uranium et très vite confirmé par Marie Curie pour le radium, est un phénomène physique naturel au cours duquel des noyaux atomiques instables, dits radioisotopes, se transforment spontanément (« désintégration »), en dégageant de l'énergie sous forme de rayonnements divers, en des noyaux atomiques plus stables ayant perdu une partie de leur masse.
Grande première
Jusqu'à la fin du XIXe siècle, on a donc cru que la transmutation était une pure utopie. Mais la découverte de la radio-activité montra que des atomes, dits radio-actifs, pouvaient se désintégrer spontanément et se transformer en d'autres atomes, en émettant un rayonnement (des rayons alpha, bêta ou gamma).
Les atomes pouvaient donc changer de nature. En 1919, Rutherford réussit la première transmutation artificielle de l'histoire : en bombardant de l'azote avec des rayons alpha, il a réussi a obtenir de l'oxygène.
Ainsi, en projetant des noyaux d’Hélium (particules ALPHA) sur des atomes d’azote. La capture d’un des deux protons du noyau d’Hélium et de ses deux neutrons transmute le noyau d’Azote (7 protons) en Oxygène (8 protons).
Pierre philosophale
La transmutation maîtrisée de la matière a hanté les cornues des alchimistes pendant des siècles. Le « grand œuvre » des Hermès Trismégiste, Paracelse et autres Nicolas Flamel était de créer la « pierre philosophale », capable de réaliser de nombreuses prouesses.
Pour Louis Figuier, les alchimistes attribuaient à la pierre philosophale trois propriétés essentielles :
Mais d'autres prouesses lui sont également accordées comme obtenir quelques pouvoirs merveilleux et surhumains, comme devenir invisible...
Transmutation artificielle
Une réaction chimique ne fait que séparer et combiner des éléments qui existent déjà en d’autres molécules ou atomes. Il n’y a pas de modification du nombre d’atomes mais uniquement recombinaison.
Par contre, la transmutation artificielle modifie réellement la structure interne du noyau des atomes :
3 méthodes pour transmuter
La transmutation (ou mue atomique) est la transformation d'un élément chimique en un autre par une modification du noyau atomique de l'élément. Elle est aussi appelée transmutation nucléaire.
Il y a trois principales manières de changer le nombre de protons et de neutrons d’un noyau atomique :
. la fusion,
. la décroissance radioactive,
. et le bombardement par des neutrons.
Patience
La transmutation et un zeste de patience...
Commencez avec de l’Uranium 235, attendez quelques milliards d’années, et vous obtiendrez du plomb.
Malheureusement, le matériau de départ doit être radioactif. Les atomes radioactifs « décroissent » jusqu’à ce que le nombre de leurs protons et de leurs neutrons s’équilibrent selon une certaine loi, et pour les éléments lourds l’équilibre parfait est presque atteint avec le plomb ou le thallium.
Fusion
La transmutation par fusion....
En pratique, la fusion pose des problèmes. A ce jour, nous avons réussi à fusionner du deutérium (isotope de l’hydrogène) en hélium, ce qui est la fusion la plus facile. Et encore nous y arrivons de justesse, au milieu de très grosses bombes.
Pour produire de l’or par fusion comme la nature l'a justement fait, il nous faudrait une supernova, ce qui n’est pas dans nos moyens.
Bombardement
La transmutation par bombardement neutronique...
L’idée est que les neutrons étant électriquement neutres , ils peuvent rejoindre le noyau atomique sans être repoussés par le noyau, chargé positivement.
On utilise déjà le bombardement neutronique pour produire du plutonium à partir d’uranium. Bombarder un échantillon avec des neutrons rend ses atomes presque toujours plus radioactifs, ce qui les fait parfois muer en éléments supérieurs par désintégration β-.
La technique est donc du type « bombarder et attendre ». Règle du jeu : tout ce qu’on peut faire c’est décaler une petite fraction d’un isotope d’une case vers la droite (tableau de Mendeleïev) en lui ajoutant des neutrons, et attendre les désintégrations naturelles…
Du Mercure à l'Or
La transmutation artificielle du mercure en or est une des plus « simple » à réaliser car la proximité de structure atomique de ces deux éléments facilite la chose. En effet le mercure contient 80 protons et l'or en contient 79.
Pour changer le mercure en or deux solutions :\n. Par irradiation Gamma : soumis à un rayonnement gamma de forte intensité, le mercure 198 perd un neutron et se transforme en isotope instable, le mercure 197. Lequel au bout de 2 jours se transforme en or 197 , isotope stable. Il s'agit d'une transformation d'un proton en neutron
. Par capture d’un neutron : on utilise dans ce cas du mercure 196 qui va capturer un neutron relativement lent qui le percute. Il se transforme alors en isotope mercure 197, instable, et se transforme comme dans la précédente solution au bout de deux jours en or 197.
Du Plomb en Or
Onze nucléons, tu arracheras...
Pour passer du plomb à l'or, il faut donc arracher au premier quelques nucléons. Le plomb en a 208 (82 protons et 126 neutrons) et l'or 197 (79 protons et 118 neutrons).
En bombardant de neutrons du plomb, on peut donc espérer lui arracher ces 11 nucléons de trop, trois protons et huit neutrons.
Malheureusement, la probabilité pour que cela arrive est très faible. Il faudrait donc que le bombardement dure des mois, voire des années, pour obtenir de l'or.
Plus cher que l'Or !
Finalement, les processus de transmutation du platine ou du mercure en or sont considérablement plus chers et dangereux que creuser le sol pour en extraire l’or.
Entre autres accessoires, il vous faudra une source de neutrons qui est en général un bout de métal extrêmement radioactif, cher et illégal.
Sinon, un accélérateur à plusieurs milliards peut aussi faire l’affaire.
Il existe certainement des manières plus simples de perdre de l’argent…
Et la chimie ?
Chimie et transmutation des métaux...
La transmutation des métaux en chimie est un phénomène impossible. Il faudrait changer le nombre de protons dans un noyau. Et il n'existe pas de « pince à proton ».
Vous pouvez utiliser des réactions chimiques pour transformer l’hydrogène et l’oxygène en eau, ou de la farine et de l’eau en pain... Mais, il n’y a aucune combinaison de produits et de réactions chimiques qui ne peut ne serait-ce que commencer à transmuter un élément en un autre.
En effet, une réaction chimique conserve les éléments. Un atome de plomb restera donc toujours un atome de plomb, et ce quel que soit le produit miracle avec lequel on le mélange. Il faut faire plus que simplement mélanger de produits disponibles naturellement.
Anecdote
Isaac Newton, le père fondateur de la science moderne a passé plus de trente ans de sa vie à tenter de changer du plomb en or...
Il n'a pas découvert la pierre philosophale, mais ses travaux alchimiques ont influencé l'ensemble de son œuvre scientifique.
Lorsqu'il mourut en 1727, bien peu de gens savaient que le grand physicien britannique était aussi... un alchimiste.
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TexteIndice n°30
Texte
Fabriquer de l'or est maintenant possible...
A l'Université Irvine de Californie, l'équipe du Dr A.J.Shaka a réussi à transformer du mercure en or !
KEZAKO: Peut-on transformer du plomb en or ?
Petit cours de physique nucléaire... très abordable...
Les différentes réactions nucléaires : transmutation (naturelle ou forcée), la fission nucléaire et la fusion nucléaire...
Alchimie, Science et Mystique.
C'est pas sorcier : l'or... Production, utilisation...
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