Возможен ли синтез элементов?

[Timur 200]

Здравствуйте, я ученик 11-го класса. Нашел одну интересную закономерность. Если учесть, что количество протонов, нейтронов и электронов в элементе лития примерно равно количеству протов, нейтронов и электронов в элементе водорода *3, есть ли чисто гипотетическая возможность синтеза лития из водорода? И наоборот: возможен ли синтез водорода из лития? И так далее... (количество нейтронов, протонов и электронов в элементе углерода примерно равно количеству нейтронов, протонов и электронов в литии *2, и так далее). Если нет, то почему?

Изменено 29 Декабря, 2023 в 17:33 пользователем Timur 200

[ash111]

В 29.12.2023 в 19:32, Timur 200 сказал:

Здравствуйте, я ученик 11-го класса. Нашел одну интересную закономерность. Если учесть, что количество протонов, нейтронов и электронов в элементе лития примерно равно количеству протов, нейтронов и электронов в элементе водорода *3, есть ли чисто гипотетическая возможность синтеза лития из водорода? И наоборот: возможен ли синтез водорода из лития? И так далее... (количество нейтронов, протонов и электронов в элементе углерода примерно равно количеству нейтронов, протонов и электронов в литии *2. Если нет, то почему?

Ну так он и образуется из водорода. В звездах, в ходе термоядерных реакций. На земле такие процессы практически неосуществимы - нет столь высоких давлений и температур, можно синтезировать нечто подобное в ускорителях частиц, но энергозатраты сделают такой литий невероятно дорогим.

[Timur 200]

Есть ли вероятность разработать такое решение, при котором синтез веществ будет более доступным? Или я совсем уже смотрю в будущее? Может, этим занимаются какие-то страны всерьез сегодня?  

Изменено 29 Декабря, 2023 в 17:43 пользователем Timur 200

[yatcheh]

29.12.2023 в 20:41, Timur 200 сказал:

Есть ли вероятность разработать такое решение, при котором синтез веществ будет более доступным? Или я совсем уже смотрю в будущее?

 

Все элементы - продукт синтеза из водорода. Элементы до железа включительно синтезируются в недрах звёзд. Более тяжёлые  - продукты взрыва сверхновых. 

Практически реализован только синтез гелия из дейтерия и трития в термоядерной бомбе. Ну, или - в токамаках - немножко.

Синтез более тяжёлых элементов - это ваще жесть! Не только лишь все могут смотреть в такое далёкое будущее...

[Вадим Вергун]

29.12.2023 в 20:49, yatcheh сказал:

 

Все элементы - продукт синтеза из водорода. Элементы до железа включительно синтезируются в недрах звёзд. Более тяжёлые  - продукты взрыва сверхновых. 

Практически реализован только синтез гелия из дейтерия и трития в термоядерной бомбе. Ну, или - в токамаках - немножко.

Синтез более тяжёлых элементов - это ваще жесть! Не только лишь все могут смотреть в такое далёкое будущее...

Ну как бы все тяжёлые трансактиноидные элементы искусственно синтезированны путем синтеза - слияния ядер. В ускорителях тяжёлых инонов, зачастую в количествах единиц штук атомов. Но сути это не меняет.

[ash111]

В 29.12.2023 в 19:41, Timur 200 сказал:

Есть ли вероятность разработать такое решение, при котором синтез веществ будет более доступным? Или я совсем уже смотрю в будущее? Может, этим занимаются какие-то страны всерьез сегодня?  

ну вот понимаешь, там нужен нагрев в пару миллионов градусов - хотя бы. А все материалы, даже самые тугоплавкие - уже в состоянии плазмы при всего лишь 10-15 ТЫСЯЧ градусов

И это не все - эту плазму еще надо чем-то сжимать, 1 атмосфера для нее это попросту ничего. Как с этим справляются, можешь почитать в википедии, про токомак, и оттуда вот сразу понятно что нет, в земных условиях подобные вещи достижимы для количеств уровня сотен, ну может тысяч атомов, но не таких количеств которые можно как-то взвесить.

Ну и потом, опять и снова - цена. Вот допустим мы вполне себе умеем делать такую непростую вещь, как америций. Вполне промышленный процесс производства. Но - стоит он за грамм кажется около 15 миллионов долларов. Никакому золоту вообще даже близко не снилась такая стоимость. И там нет тенденции к уменьшению цены. Также и литий совершенно точно за такие деньги никому не нужен. Даже изотопно чистый стоит в тысячи раз меньше. То есть мало того что пригодных методов нет - еще и потенциальная стоимость такова, что экономически подобное производство абсолютно не обосновано.

[Arkadiy]

Я все это знал еще в 9 классе 

Это Ядерная физика, а не химия, тем более органическая!

ЕГЭ  и Болонская система резко снизили уровень образования

Изменено 29 Декабря, 2023 в 20:58 пользователем Arkadiy

[Максим0]

30.12.2023 в 00:01, ash111 сказал:

ну вот понимаешь, там нужен нагрев в пару миллионов градусов - хотя бы. А все материалы, даже самые тугоплавкие - уже в состоянии плазмы при всего лишь 10-15 ТЫСЯЧ градусов

И это не все - эту плазму еще надо чем-то сжимать, 1 атмосфера для нее это попросту ничего. Как с этим справляются, можешь почитать в википедии, про токомак, и оттуда вот сразу понятно что нет, в земных условиях подобные вещи достижимы для количеств уровня сотен, ну может тысяч атомов, но не таких количеств которые можно как-то взвесить.

Ну и потом, опять и снова - цена. Вот допустим мы вполне себе умеем делать такую непростую вещь, как америций. Вполне промышленный процесс производства. Но - стоит он за грамм кажется около 15 миллионов долларов. Никакому золоту вообще даже близко не снилась такая стоимость. И там нет тенденции к уменьшению цены. Также и литий совершенно точно за такие деньги никому не нужен. Даже изотопно чистый стоит в тысячи раз меньше. То есть мало того что пригодных методов нет - еще и потенциальная стоимость такова, что экономически подобное производство абсолютно не обосновано.

Не путайте америций с калифорнием.

[Максим0]

29.12.2023 в 22:32, Timur 200 сказал:

Здравствуйте, я ученик 11-го класса. Нашел одну интересную закономерность. Если учесть, что количество протонов, нейтронов и электронов в элементе лития примерно равно количеству протов, нейтронов и электронов в элементе водорода *3, есть ли чисто гипотетическая возможность синтеза лития из водорода? И наоборот: возможен ли синтез водорода из лития? И так далее... (количество нейтронов, протонов и электронов в элементе углерода примерно равно количеству нейтронов, протонов и электронов в литии *2, и так далее). Если нет, то почему?

Литий-7 можно произвести из водорода ядерно-взрывным способом, но стадии потребуется разделять и рвать при умеренном сжатии (химической имплозии и сахаризации будет достаточно, радиационная имплозия избыточна), для получения продуктов неполного сгорания:   5D→H+³He+⁴He+2n   и   ³He+⁴He→⁷Be→⁷Li.

Литий-6 можно превратить в смесь изотопов водорода и гелия жёстким гамма-излучением.

Так можно получить весовые количества лития или водорода, но ценник будет конским.

[chemister2010]

Сейчас возможен синтез элементов несколькими путями:

1) Термоядерный синтез пока осуществлен только для легких атомов и в основном рассматривается как источник энергии. Его осуществление пока очень сложная задача.

2) Радиоактивный распад изотопов. Применяется для многих целей. В том числе и для синтеза определенных изотопов элементов.

3) Деление ядер. После использования радиоактивного топлива в атомном реакторе образуется смесь радиоактивных отходов, которая является важным источником получения определенных радиоактивных изотопов для различных целей.

4) Слияние ядер. Этим путем сейчас получают самые тяжелые элементы.

5) Нейтронное облучение урана. Эти путем нарабатывают элементы от нептуния до калифорния.