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article L’élèment chimique : Peut-on transmuter du mercure en or ?     -    publié le 23/12/2008

La réponse à cette question est : oui ! Le vieux rêve des alchimistes serait-il donc réalisable ? Oui, mais pas par des moyens chimiques comme ils le croyaient — les énergies mises en jeu dans les réactions chimiques sont dérisoires devant les niveaux d’énergie nucléaire nécessaires. Reste à savoir si ça vaut le coup de transformer du mercure en or...
D’abord pourquoi prendre du mercure ? Parce que cet élément est juste à côté de l’or dans la table de Mendeleïev — le plomb étant l’élément 82, il y a trois protons de différence, ce qui ne facilite pas les choses.
Pour transmuter du mercure en or ${^{197}_{79}Au}$ — le seul isotope stable, donc intéressant, de l’or —, il faudrait bombarder une cible en mercure constituée par exemple de ${^{200}_{80}Hg}$ — le mercure possède plusieurs isotopes stables, est celui-ci n’est pas le plus abondant — à l’aide d’un flux neutronique intense. Sur certains noyaux de mercure se réaliserait alors la réaction suivante :

${^{200}_{80}Hg + n \rightarrow ^{197}_{80}Hg + 4n}$

Or le mercure 197 est radioactif suivant la réaction — représentant un positon et le neutrino électronique :

${^{197}_{80}Hg \rightarrow ^{197}_{79}Au + e^{+} + v_{e}$

Donc il est possible de transmuter du mercure en or. Mais à quel prix ? En prenant une cible circulaire de 10 cm de diamètre et d’épaisseur 1 mm, il serait possible de transmuter 8,2.1015 noyaux de mercure en noyaux d’or avec un bombardement de 1019neutrons par seconde sur la cible...
Ce qui correspond à une masse de

$8,2.10^{15}\frac{197}{6,02.10^{23}}=2,7$ microgrammes par seconde.


Pour obtenir un seul gramme d’or, il faudrait donc faire fonctionner le réacteur émetteur de neutrons pendant plus de quatre jours ! Et si l’on voulait transformer tous les noyaux de mercure en or, il faudrait pour cela le faire fonctionner pendant 58 jours ! Quand on connaît le coût de fonctionnement de tels réacteurs, coût auquel il faut ajouter celui de la séparation isotopique du ${^{200}_{80}Hg}$— dérisoire ici par rapport au coût précédent —, les orpailleurs du dimanche n’ont pas de souci à se faire : il est bien plus rentable de tamiser le sable des rivières. Et puis, à quoi servirait de fabrique de l’or à moindre coût... sinon à dévaluer fortement ce matériau ?
On notera que, si les alchimistes rêvaient de transmuter du plomb en or, il s’avère que c’est plutôt le plutonium 240, le plutonium 239 et l’Uranium 238 qui se transmutent naturellement — et très lentement — en respectivement Plomb 208, Plomb 207 et Plomb 206.

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