Misterul alchimiei, rezolvat cu ajutorul energiei infinite? Cum ar putea centralele nucleare ale viitorului să producă aur din mercur

În vara lui 2025, știrea că o firmă din San Francisco ar fi “spart codul” alchimiei a făcut valuri în comunitatea științifică.

Marathon Fusion, un startup în domeniul energiei de fuziune nucleară, a anunțat într-un studiu că a găsit o metodă de a produce aur din mercur în interiorul unui reactor de fuziune, în timp ce generează și energie electrică. Ideea lor pornește de la un joc ingenios cu neutroni, acele particule subatomice eliberate în cantitate enormă de reacțiile de fuziune.

Pentru context, fuziunea nucleară este și consecința că soarele și stelele strălucesc: atomi ușori de hidrogen se unesc (fuzionează) la temperaturi și presiuni extreme, formând heliu și eliberând cantități uriașe de energie. Este opusul fisiunii nucleare (unde atomii grei sunt dezintegrați). Fuziunea a fost mult timp visul energetic al omenirii, fiind considerată o sursă aproape nelimitată de energie – combustibilul e abundent (izotopi de hidrogen din apă), reacția nu produce gaze cu efect de seră și nici deșeuri radioactive pe termen foarte lung. Principala provocare este că fuziunea necesită condiții extreme (zeci de milioane de grade) greu de obținut și menținut în mod controlat pe Pământ. Totuși, experimente cu reactoare de fuziune (precum cele de tip tokamak) au demonstrat fezabilitatea fuziunii, iar în prezent ne aflăm în cursa pentru primul reactor de fuziune comercial. Fuziunea e deseori numită „energia viitorului” sau chiar „energia infinită”, pentru că ar putea asigura nevoile umanității pentru milioane de ani.

Cum s-ar obține aur în acest reactor?

Ei bine, Marathon Fusion vrea să valorifice neutronii produși de fuziune pentru a obține elemente grele prețioase. În mod normal, într-un reactor de fuziune cu deuteriu-tritiu, neutronii emiși de plasmă sunt absorbiți într-o pătură, “blanket” (un înveliș cu litiu) care înconjoară reactorul. Neutronii produc acolo tritiu nou (combustibil pentru fuziune) și protejează pereții reactorului de radiații. Marathon propune ca, pe lângă litiu, în acel blanket să se adauge o cantitate de mercur-198, un anumit izotop stabil al mercurului.

De ce mercur-198? Pentru că dacă un atom de mercur-198 “capturează” un neutron rapid din reactor, se petrece o reacție nucleară de tip (n,2n): neutronul care lovește este absorbit, dar alt neutron este eliberat. Rezultatul net este că mercur-198 pierde un neutron și se transformă în mercur-197, un izotop instabil al mercurului. Acest mercur-197 are viață scurtă – în aproximativ 64 de ore, el suferă dezintegrare

Iar când un atom de mercur pierde un proton, numărul atomic scade de la 80 (Hg) la 79 și  rezultă un atom de aur-197, adică aur obișnuit, stabil, non-radioactiv.

Cu alte cuvinte, Marathon vrea să folosească reactorul de fuziune ca pe un cuptor alchimic nuclear: neutronii “smulg” o părticică din atomii de mercur, iar aceștia se dezintegrează natural în aur. Dacă alchimiștii vorbeau despre transmutații miraculoase, inginerii nucleari vorbesc despre reacții (n,2n) și captură electronică, dar finalul e același metal prețios mult visat – aurul.

Cât aur? Aici devine cu adevărat interesant.

Conform calculelor Marathon Fusion, un singur reactor de fuziune comercial de dimensiuni mari (circa 1 GW electric putere, similar cu o centrală nucleară clasică) ar putea produce în jur de 5.000 de kilograme de aur pe an folosind această metodă.

Cinci tone de aur pe an per reactor!

Ca ordin de mărime, la prețurile actuale, acea cantitate valorează cam cât energia electrică produsă într-un an de reactor, practic dublând veniturile centralei. Directorii Marathon (Kyle Schiller și Adam Rutkowski) subliniază că aurul obținut astfel ar putea face energia de fuziune mult mai rentabilă financiar, atrăgând investiții și accelerând dezvoltarea reactoarelor comerciale.

În viziunea lor, un viitor parc de reactoare de fuziune ar furniza atât electricitate curată, cât și lingouri de aur, într-un model de afaceri nemaivăzut. Practic, aurul devine un produs secundar valoros care “subvenționează” producția de energie, îmbunătățind considerabil economia fuziunii.

Un investitor al Marathon a remarcat că această idee ar putea fi extrem de benefică pentru companiile de fuziune care au nevoie de fonduri pentru a progresa – dacă fiecare centrală ar scoate aur de sute de milioane de euro anual, finanțarea noilor proiecte ar fi mult mai ușor de justificat.

Desigur, totul sună aproape prea frumos ca să fie adevărat. Există provocări tehnologice și practici semnificative.

În primul rând, metoda funcționează doar cu izotopul mercur-198, care constituie doar ~10% din mercurul natural. Mercurul obișnuit este un amestec de mai mulți izotopi, iar prezența lor ar complica reacția. Dacă s-ar folosi mercur natural fără purificare, aurul rezultat ar fi contaminat radioactiv parțial și ar trebui stocat în siguranță timp de 14-18 ani înainte de a putea fi introdus pe piață, pentru ca izotopii instabili de aur să se dezintegreze complet.

Cu alte cuvinte, lingourile proaspete de aur nuclear ar trebui lăsate la “răcit” vreo două decenii, altminteri ar fi ușor radioactive – nu ceva ce ai vrea să ții sub saltea.

Soluția ar fi fie îmbogățirea mercurului, adică separarea izotopului mercur-198 în formă pură — un proces tehnologic posibil, dar extrem de costisitor, fie acceptarea că aurul va sta mult timp depozitat înainte de vânzare.

Ambele opțiuni vin cu costuri. Procesarea mercurului iese din sfera chimiei obișnuite și intră în aceea a tehnologiilor de izotopi, care consumă multă energie. De asemenea, mercurul în sine este un element foarte toxic și strict reglementat; a gestiona tone de mercur într-un reactor va necesita măsuri speciale de siguranță și mediu.

Un alt mare semn de întrebare al planului Marathon este însăși fuziunea.

În prezent (2025), fuziunea nucleară comercială nu a fost încă atinsă. Există reactoare experimentale care au produs reacții de fuziune pentru secunde sau minute, dar niciunul nu a generat încă un surplus de energie netă pe durate lungi.

Marathon Fusion mizează pe un viitor reactor funcțional în care să integreze acest concept.

Ideea lor este publicată ca un studiu și simulare pe hârtie, nu demonstrată practic în vreun experiment real scriu cei de la ozgeology.com.

Așadar, avem de-a face cu o propunere teoretică, deși una bazată pe legile fizicii. Este ca și cum am desena o schiță promițătoare pentru o mașină revoluționară – dar până nu construim motorul de bază (reactorul de fuziune în sine), nu putem ști sigur cum se va comporta întregul sistem.

Cu alte cuvinte, nimic din fizică nu contrazice ideea – e perfect plauzibilă – dar diavolul stă în detaliile inginerești ale construirii reactorului și ale integrării mercurului în el.

Impactul și implicațiile aurului “făcut la reactor”

Dacă lăsăm deoparte entuziasmul inițial și ne uităm pragmatic, ce ar însemna pentru lume aurul produs artificial în cantități mari?

În primul rând, e vorba de cantitate. Chiar și la nivelul optimist proiectat de Marathon – ~5 tone de aur pe an per reactor – impactul imediat pe piața aurului ar fi modest. De ce? Producția minieră mondială de aur este de aproximativ 3.000 de tone pe an la nivel global.

Așadar, un reactor de fuziune ar adăuga doar 0,1% din oferta mondială anuală per unitate. Chiar dacă, să zicem, în 20 de ani am construi 10 astfel de reactoare (ceea ce ar fi oricum o realizare uriașă în sine, având în vedere că încă nu avem nici măcar unul comercial), acestea ar produce cam 50 de tone de aur pe an – adică ~1,6% din producția globală.

Piața aurului ar avea timp să absoarbă treptat aceste creșteri.

Prețul aurului este influențat de mulți factori: cererea din industria bijuteriilor și tehnologie, sentimentul investitorilor, politica băncilor centrale, rolul aurului ca activ de refugiu etc. O creștere lentă a ofertei ar putea fi compensată de ceilalți factori fără un șoc major.

Desigur, dacă pe termen lung fuziunea chiar devine “noua mină de aur” și am avea sute de reactoare producând sute de tone anual, cu siguranță prețurile aurului ar scădea notabil. Un aur din abundență și obținut la cost scăzut ar pierde din aura de raritate – ceea ce, paradoxal, i-ar reduce valoarea financiară. Însă acest scenariu este oricum foarte îndepărtat și ipotetic. În viitorul apropiat, mineritul tradițional de aur nu va dispărea din cauza fuziunii. Chiar și în cel mai optimist caz, fuziunea care produce aur ar apărea gradual, permițând industriei miniere și pieței să se adapteze.

Un alt aspect este implicația economică pozitivă pentru domeniul energetic. Dacă reactoarele de fuziune pot produce aur (sau alte elemente valoroase) ca și coprodus, asta ar putea schimba jocul pentru investitori și guverne. Energia de fuziune are costuri de dezvoltare ridicate; promisiunea unui dublu beneficiu (curent electric + aur) ar putea atrage mai ușor finanțare privată și publică. Practic, aurul nuclear ar putea subvenționa energia nucleară. Așa cum unii producători de energie solară primesc subvenții sau vând certificate verzi, un producător de energie de fuziune ar “subvenționa” costurile vânzând aurul extras din reactor. Acest model de business hibrid ar putea grăbi apariția fuziunii în rețelele energetice, ceea ce ar fi un beneficiu enorm pentru societate în ansamblu – am obține energie curată mai repede, cu ajutorul veniturilor din vânzarea metalelor.

Marathon Fusion sugerează exact asta: vânzarea aurului secundar ar putea dubla veniturile unei centrale, făcând investiția în fuziune mult mai atrăgătoare și accelerând tranziția la energie curată.

Un alt beneficiu colateral al acestei tehnologii ar fi reducerea impactului ecologic al mineritului. Extracția aurului este o industrie grea, care implică deseori defrișări, consum enorm de apă și utilizarea unor substanțe chimice toxice (cum ar fi cianura) pentru a separa aurul de minereu. Dacă o parte din aurul viitorului ar proveni din reactoare sterile, asta înseamnă mai puține mine deschise în munți și păduri, mai puține reziduuri toxice și emisii asociate cu mineritul. Paradoxal, un reactor de fuziune – un obiect al tehnologiei de vârf – ar putea ajuta la conservarea mediului, preluând o parte din “presiunea” pusă pe natură de goana după aur.

Mai mult, transmutația nucleară în reactor nu se limitează la aur. Marathon Fusion notează că același principiu ar putea fi aplicat și pentru a produce alte metale prețioase sau rare (de exemplu platină sau paladiu) și chiar izotopi medicali folosiți în diagnostic și tratament, scriu cei de la Marathon( marathonfusion.com.)

Reactoarele de fuziune ale viitorului ar putea deveni niște “fabrici” de materiale utile, valorificând fluxul de neutroni pentru a genera substanțe care azi sunt greu de obținut. Un exemplu: izotopi utilizați în tratarea cancerului, care acum se produc în reactoare de fisiune dedicate – ar putea fi produși la scară mai mare în instalații de fuziune. Astfel, conceptul de “alchimie nucleară” are aplicații ce depășesc cu mult fantezia aurului și intră în sfera utilităților practice pentru societate.

Ce este Alchimia? Visul de a transforma plumbul în aur

Alchimia a apărut în Antichitate ca o combinație de știință incipientă, filozofie și misticism. Timp de milenii, alchimiștii din Egipt, Mesopotamia, China și Europa au fost obsedați de chrysopoeia – arta de a transforma “metalele inferioare” (precum plumbul sau mercurul) în aur.

Se credea că metalele “se maturizează” natural în scoarța Pământului, plumbul fiind un metal “tânăr” iar aurul forma lui matură și perfectă.

Dacă natura poate transforma plumbul în aur în timp, de ce n-ar putea oamenii grăbi procesul?

Această întrebare i-a măcinat pe alchimiști, care căutau Piatra Filozofală – substanța magică despre care se spunea că poate cataliza transmutația și chiar conferi viață veșnică.

Legenda și realitatea: Alchimiștii au rămas cunoscuți drept niște căutători de comori mistice, uneori văzuți ca șarlatani, alteori ca pionieri. Deși n-au reușit niciodată să fabrice aur din alte metale, munca lor nu a fost în zadar. În eforturile lor, au pus bazele chimiei moderne: au descoperit substanțe noi, au perfecționat procedee de distilare și topire și au acumulat cunoștințe valoroase despre materie.

Printre alchimiștii faimoși se numără și figuri respectate ale științei: Isaac Newton a studiat alchimia în secret, Robert Boyle (părintele chimiei) a scris tratate alchimice, iar medicul elvețian Paracelsus a combinat alchimia cu primii pași ai farmacologiei.

Cu toată ingeniozitatea lor însă, aurul le-a scăpat printre degete. Problema era simplă și insurmontabilă: alchimiștii nu știau că aurul și plumbul sunt elemente chimice diferite, definite de numărul de protoni din atom.

Oricâte poțiuni și reactii chimice ar fi încercat, nu puteau schimba structura de bază a atomilor de plumb sau mercur – aceștia rămâneau ceea ce erau, pentru că reacțiile chimice nu pot altera numărul de protoni din nucleu.

Să ne imaginăm un atom ca pe un model LEGO. Reacțiile chimice sunt ca și cum ai rearanja sau schimba piese între modele – poți construi molecule noi, dar nu poți transforma o mașinuță LEGO într-o navă spațială fără să schimbi piesele esențiale. În atomi, acele “piese” fundamentale sunt protonii.

Aurul rămâne aur în orice reacție chimică deoarece atomul de aur are întotdeauna 79 de protoni. Ca să faci un atom de aur din alt element, trebuie ori să scoți, ori să adaugi protoni în nucleul altui atom – o operație mult peste puterile oricărei chimii obișnuite. Cu mijloacele disponibile în Evul Mediu, era ca și cum ai încerca să refaci o sculptură din marmură cu mâinile goale. Abia odată cu descoperirea fizicii nucleare, “dalta” potrivită pentru a ciopli nucleele atomilor a devenit disponibilă.

Concluzie: De la piatra filozofală la reactorul de fabricat aur

Drumul de la laboratoarele secrete ale alchimiștilor medievali până la reactorul fuziunii din secolul XXI este, fără îndoială, unul plin de ironie și progres.

Unde misticii cu robe vedeau magie, oamenii de știință cu halate văd fizică.

Visul imposibil de a transforma mercurul în aur, simbol al lăcomiei și speranței de îmbogățire rapidă, este pe cale să fie atins, nu prin incantații, ci prin ecuații și inginerie de vârf. Dacă alchimia antică a fost în parte despre transformarea omului (căutarea perfecțiunii și iluminării) la fel de mult cât despre transformarea metalelor, alchimia modernă reflectă altceva: transformarea cunoașterii în putere tehnologică.

Am aflat cum să eliberăm energia stelelor pe Pământ și, odată cu asta, cum să rearanjăm materia la nivel fundamental.

Totuși, este important de reținut că, deși conceptul Marathon Fusion este revoluționar, el rămâne deocamdată la nivel de calcul și simulare. Mai avem pași importanți de făcut: să demonstrăm fuziunea stabilă, să construim prototipul de sistem cu mercur, să verificăm că produce aur în practică și că totul este sigur și eficient. Poate că peste câteva decenii vom privi înapoi și vom spune că a început o nouă “epocă de aur” – una în care aurul se obține în laborator, iar energia nu mai este o limitare.

Sau poate că se vor descoperi obstacole care vor amâna (ori chiar vor contrazice) această viziune. Cert este că povestea alchimiei continuă să ne fascineze și astăzi, semn că dorința umană de a depăși limitele cunoașterii și de a realiza ce altădată părea magie rămâne neostoită.

Piatra filozofală după care au alergat generații de alchimiști ar putea fi, simbolic, tocmai reactoarele de fuziune – “pietrele” tehnologice care oferă energie inepuizabilă. Iar dacă pe lângă energie vom obține și aur, cu atât mai bine.

Vom fi învățat, încă o dată, că ceea ce odinioară era magie poate deveni realitate, odată ce deținem cheile științei potrivite.