LES TRANSMUTATIONS MÉTALLIQUES...
FANTASME OU RÉALITÉ ?
Changer le plomb en or… Avec l’élixir de longue vie ou la transformation physique et psychique de l'être humain, et quelques autres éléments, le principe des transmutations métalliques est l’un des « mythes alchimiques » les plus connus.
Sans pour autant utiliser des procédés alchimiques, la science contemporaine a démontré la « faisabilité » des transmutations métalliques. Concrètement, changer du plomb en or est possible.
J’ai sélectionné trois articles – que l’on trouvera ci-dessous – qui expliquent les modes opératoires permettant de réaliser ce « mythe ».
J'ajouterai, pour conclure, que les transmutations métalliques, alchimiquement parlant, seraient peut-être à considérer sur un plan symbolique, sans nécessairement constituer une fin en soi... Un alchimiste facétieux pourrait même dire que la Lune réelle est, elle aussi, un fameux "accélérateur de particules"...
L.A.T.
(Mai 2018)
ARTICLE RELEVÉ DANS LE FIGARO DU 21/03/2007
Peut-on aujourd'hui transformer le plomb en or ?
IL Y EN A des petits et des grands, des maigres et des gros, des ventrus, des joufflus, des stables ou des instables... Au royaume des atomes, il y a aussi un tiers état, une noblesse et un clergé. Il y a les atomes travailleurs (le fer) et ceux qui sont rentiers (l'argent). Spontanément ou sous l'action de bombardement de particules énergétiques, certains atomes se transforment en d'autres. Ils prennent du poids ou se scindent pour donner naissance à de plus petits atomes. La transmutation maîtrisée de la matière est un rêve qui trotte dans la tête des hommes depuis l'Antiquité. Il a hanté les cornues des alchimistes pendant des siècles. Le « grand oeuvre » des Hermès Trismégiste, Paracelse et autres Nicolas Flamel était de créer la « pierre philosophale », capable à la fois de changer les métaux en or et, en la liquéfiant, d'obtenir l'« élixir de longue vie » ainsi que quelques pouvoirs merveilleux et surhumains, comme devenir invisible.
Si l'alchimie a parfois préfiguré la chimie moderne, apportant quelques vraies découvertes, comme l'acide sulfurique, l'antimoine ou le phosphore, et a finalement influencé de façon féconde le développement de la technique et de la science en général, ses dérives occultes ont eu raison d'elle. Tout comme le progrès des sciences. Car, aujourd'hui, on sait comment changer le plomb en or et on en connaît le prix.
Le principal instrument pour sonder les entrailles de la matière est l'accélérateur de particules. Schématiquement un tube, linéaire ou en cercle, capable d'accélérer à de grandes vitesses des atomes et/ou des particules et de les précipiter les uns sur les autres afin de les casser en mille morceaux. L'étude de ces morceaux permet de voir ce que les atomes ont dans le ventre.
L'atome le plus léger est celui d'hydrogène. Il occupe donc la première case du classement par taille des atomes, que l'on appelle tableau périodique des éléments et qui a été « inventé » par le chimiste russe Dimitri Mendeleïev. Le numéro 2 est l'hélium, le 3 est le lithium, etc. Le carbone occupe la 6e place, le fer la 26e, l'argent la 47e, l'or la 79e, le plomb la 82e, l'uranium la 92e...
Au-delà, les atomes, artificiels et très gros, sont instables et ont des durées de vie courtes. L'élément le plus lourd observé à ce jour, pendant 0,9 milliseconde, occupe la 118e place du classement. Baptisé (provisoirement) unuoctium, son noyau comporte 293 « briques », appelées nucléons (118 protons et 175 neutrons). Contre 2 pour l'hydrogène, 12 pour le carbone ou 207 pour le plomb. L'élément 118 a été créé en bombardant des atomes de curium-245 et de californium-249 avec des noyaux de calcium-45.
« 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 du plomb, on peut donc espérer lui arracher ces 11 nucléons de trop, trois protons et huit neutrons. Le hic est que 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. Et quand on connaît le coût de fonctionnement des grands accélérateurs (quelques milliers d'euros par heure), mieux vaut se rendre directement chez son bijoutier, où l'or y est finalement bon marché.
L'or est réputé comme étant le métal le plus noble de tous car c'est le plus inaltérable. Il présente une résistance exceptionnelle à l'oxydation, même à des températures élevées, car il « refuse » de réagir avec d'autres éléments. De ce fait, il est devenu le chouchou des bijoux mais aussi de la haute technologie. Il est ainsi très utilisé comme indicateur de pression à des niveaux de pression supérieurs à 1 million d'atmosphère (1 million de fois la pression atmosphérique). Néanmoins, une expérience récente menée à l'installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF à Grenoble) a montré que même l'or avait ses limites. Il devient altérable lorsqu'il est soumis à des pressions supérieures à 2,4 millions d'atmosphère. Pression qui est de l'ordre de celle qui règne au centre de la Terre.
L'or pourrait également briller là où on ne l'attendait pas. Ainsi, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) a récemment créé un groupe spécial de chercheurs chargé d'étudier les applications de l'or avec les nanotechnologies. Grâce à sa non-toxicité, sa puissance en catalyse, sa biocompatibilité et ses propriétés optiques, l'or sous forme de nanoparticules (d'une taille inférieure à 10 milliardième de mètre) a trouvé de nouvelles applications : circuits électroniques ultraminiaturisés avec des « nanocables » d'or, pots catalytiques moins chers, traitements des cellules cancéreuses... À cette échelle nanométrique, l'or perd sa chatoyante couleur dorée pour prendre des reflets rouge ou violet et, surtout, il devient plus réactif. L'or nous réserve encore bien des surprises.
ARTICLE DU 05/09/2017 RELEVÉ SUR LE SITE "ÇA M'INTÉRESSE"
Comment transformer le plomb en or ?
N’en déplaise aux alchimistes, ce n’est pas la pierre philosophale qui est capable d’un tel prodige, mais plutôt un accélérateur de particules. Le plomb contient 82 protons et 126 neutrons. L’or contient 79 protons et 118 neutrons. Pour transformer le plomb en or, « il faut lui arracher quelques protons et quelques neutrons », explique Clara Nellist, doctorante en physique au Cern (Conseil européen pour la recherche nucléaire), implanté en Suisse et qui héberge le LHC, le plus grand accélérateur de particules au monde.
Cette installation permet de lancer des atomes à très grande vitesse et de provoquer des collisions entre eux. La force du choc éjecte alors quelques particules. La manipulation est très aléatoire, car les chercheurs ne contrôlent pas le nombre exact de particules arrachées. « Tous les atomes ne se transforment pas en or, mais avec beaucoup d’énergie, on peut en obtenir un ou deux », ajoute la physicienne.
De l’or changé dans d’autres matériaux
En 1941, des chercheurs d’Harvard étaient déjà parvenus à transformer du mercure en or, et en 1980, c’est le bismuth, un métal blanc, qui a subi cette transformation au Laboratoire national Lawrence Berkeley, en Californie. En 2013, les chercheurs du Cern manipulent aussi des atomes de plomb, mais leur but est d’obtenir des quarks et des gluons, pas de l’or. D’ailleurs, le jeu n’en vaut pas la chandelle : si 10 g d’or valent environ 300 €, la même quantité de métal précieux produite dans le LHC coûterait des milliards en raison des frais de fonctionnement.
Par l'équipe Ça m'intéresse
ARTICLE RELEVÉ SUR LE SITE RADIOACTIVITE.COM
TRANSMUTATIONS NUCLÉAIRES
Le vieux rêve des alchimistes ...
Exemple de transmutation
La figure montre deux exemples de transmutations provoquées par les neutrons dans les réacteurs. En haut, un neutron fissionne un noyau de plutonium-239 et génère deux noyaux plus petits, appelés produits de fission. En bas, un neutron est capturé par un noyau d'iode-129 qui se transforme en iode-130, qui se transforme à son tour par radioactivité bêta dans un noyau de xénon-130 stable.
Transformer la nature chimique d'un atome
Les alchimistes du Moyen Age et de la Renaissance se sont efforcés en vain de transformer du plomb en or. Alchimistes modernes, les physiciens nucléaires n'y sont pas non plus parvenus mais dans leurs réacteurs et accélérateurs, ils transforment couramment des noyaux d'atomes en d'autres noyaux d'atomes : c'est la transmutation. La nature pour sa part transmute spontanément depuis toujours quand des noyaux se désintègrent.
Une transformation survenue dans le noyau se répercute aussitôt au niveau de l'atome. Dès que le noyau a émis une particule alpha, un électron ou un positon, l'équilibre des charges entre le noyau et le cortège électronique est rompu. L'atome rétablit cet équilibre en expulsant des électrons ou en empruntant à l'extérieur.
Au bout du compte, l'atome a changé de nature chimique. Ce changement de nature fut observé pour la première fois par Rutherford en 1900, encore lui, dans la désintégration du radium. Lors de cette désintégration, le radium métallique devient un gaz lui-même radioactif, du radon. Rutherford recueillit un peu de gaz dans une éprouvette et observa une émanation radioactive.
En 1901, il montra, avec son élève Frederick Soddy (1877-1956), que l'émission de rayonnements alpha et bêta accompagne la transformation de certains corps en des corps différents. En même temps qu'il prouvait la validité de l'hypothèse atomique, jusque-là l'objet d'âpres controverses, il jetait à bas un des dogmes les plus fondamentaux de la physique d'alors : l'immuabilité de la matière et de ses atomes. Frederick Soddy raconta comment, alors qu'il avait prononcé le mot transmutation sous le coup de l'exultation, Rutherford lui répondit : « Pour l'amour du ciel, ne prononcez pas ce mot. On va vouloir nos têtes en nous traitant d'alchimistes ».
Aujourd'hui, la transmutation est monnaie courante pour les physiciens. La transmutation la plus importante en masse est celle qui transforme dans le cœur des centrales nucléaires de l'uranium en plutonium. Un réacteur moderne de 1 Gigawatt en produit environ 200 kg par an : une modeste récolte au vu des efforts déployés. Rien n'interdit en principe du transformer du plomb en or, mais mieux vaut encore rechercher les paillettes et pépites du métal précieux dans un cours d'eau.