Wird die Alchemie von der Legende zur Realität? Wie lange kann die „Edelheit“ von natürlichem Gold erhalten bleiben?

Anfang 2024 sorgte der gegenseitige Austausch von Spezialitäten zwischen Erbin und Jiangxi bei den Internetnutzern für den Ausruf: „Warum sagen Sie mir nicht, dass Sie das haben?“ und startete spontan eine bundesweite Aktion „Landwirtschaftliche Erhebung“. Nach gründlicher Untersuchung stießen wir auf viele Überraschungen und entdeckten sogar in einigen nichtlandwirtschaftlichen Bereichen viele „neue Spezialitäten“, die über unser allgemeines Wissen hinausgingen.

Henan, eine bedeutende Provinz in der Zentralebene, die für ihre Getreideproduktion bekannt ist, hat eine brillante Antwort geliefert: Statistiken zufolge beträgt Chinas jährliche Produktionskapazität für künstliche Diamanten mehr als 50 Prozent der weltweiten Gesamtproduktion, und mehr als 90 Prozent davon befinden sich in Henan. Der Kreis Zhecheng in Henan, bekannt als „Hauptstadt der künstlichen Diamanten“, produziert jährlich 1,5 Milliarden Karat an einzelnen Diamantkristallen. Darüber hinaus ist die Technologie zur Herstellung künstlicher Diamanten mittlerweile so weit ausgereift, dass sie von echten Diamanten nicht mehr zu unterscheiden sind. Infolgedessen sind auch die internationalen Diamantenpreise „eingebrochen“. Das Sprichwort „Diamanten sind für die Ewigkeit“ gehört schon lange der Vergangenheit an. Dieser Wandel gibt Anlass zu der Frage: Wenn Diamanten künstlich hergestellt werden können, ist es dann möglich, den Preis von Gold – einer „harten Währung“, die seit langem eine wichtige Stellung auf dem Heiratsmarkt und sogar auf dem gesamten Finanzmarkt einnimmt und deren Stückpreis immer neue Höchststände erreicht – durch künstliche Massenproduktion zu „senken“?

Seifengold

Etwas aus dem Weltall oder ein Geschenk der Erde?

Schon vor langer Zeit hatte der Mensch unzählige Versuche unternommen, „künstliches Gold“ herzustellen. Ob es sich um die Raffination von Gold aus Zinnober in den „Aufzeichnungen des großen Historikers“ oder um die geheime Methode mittelalterlicher Alchemisten handelt, „Stein in Gold zu verwandeln“, sie alle gelten in der heutigen Zeit als „falsche Propaganda“. Wenn wir uns dafür entscheiden, die Hausaufgaben für künstliche Diamanten zu kopieren, dann ist es durch die künstliche Wiederherstellung des Goldbildungsprozesses möglich, künstliches Gold Wirklichkeit werden zu lassen. Wenn wir also künstlich Gold herstellen wollen, müssen wir zunächst die Frage beantworten: „Wie entsteht Gold?“

Woher kommt all das Gold der Erde? Das ursprüngliche Gold war das „letzte Leuchten der Sterne“ und entstand durch die Verschmelzung von Sternkernen im Universum. Wenn ein Stern stirbt, kommt es zu heftigen astronomischen Phänomenen wie Supernova-Explosionen oder Neutronenstern-Verschmelzungen, bei denen enorme Mengen an Energie und Materie freigesetzt werden, darunter auch schwere Elemente wie Gold. Diese schweren Elemente trieben zusammen mit Staub und Gas durch das Universum und einige von ihnen gelangten schließlich zur Erde.

Zu Beginn der Entstehung der Erde führte die durch die häufigen Einschläge von Asteroiden erzeugte Wärmeenergie dazu, dass die Erde schmolz. Aufgrund der hohen Dichte des Goldes sank es bei diesem Vorgang nach und nach ins Erdinnere und nur eine sehr geringe Menge blieb auf der Erdoberfläche zurück. Dann, im Laufe der 4,6 Milliarden Jahre dauernden Entwicklung der Erde, brachte die Bewegung der Erdplatten etwas Gold durch unterirdisches Magma an die Oberfläche und bildete nach der Abkühlung einen goldhaltigen Mineralisierungsgürtel.

Dieser Teil des Goldes, der „wieder das Licht der Welt erblickt“, kann je nach den Gründen seiner Entstehung in Ganggold und Seifengold unterteilt werden.

Beim sogenannten Ganggold handelt es sich um goldhaltige Quarzgangvorkommen, die in Gesteinsadern gebildet werden, die hauptsächlich hydrothermalen Ursprungs bei mittleren und niedrigen Temperaturen sind. Wenn das Erz natürliches Gold enthält, ist das Gold in Form von Körnchen oder mikroskopisch kleinen Partikeln im Gestein verborgen. Neben natürlichem Gold enthalten derartige Erzlagerstätten oft auch viele andere Mineralien wie Pyrit, Chalkopyrit, Arsenopyrit usw.; Seifengold hingegen entsteht, weil Gold eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischer Verwitterung aufweist. Unter den physikalischen Witterungseinflüssen wie äußeren Temperaturschwankungen und Wassererosion zerbricht das Gestein. Die ursprünglich im Gestein vorhandenen winzigen Goldpartikel verbleiben in der Bodenschicht oder werden vom Wasser weggespült und setzen sich in tiefer gelegenen Bereichen am Grund des Flussbetts oder in den Untiefen des Ozeans ab, wo sich Seifengold bildet.

Doch auch in unterschiedlichen Formen ist die Entstehung von Gold eng mit der Kernfusion und der Kernspaltung verbunden. Ist es unter den gegenwärtigen technologischen Bedingungen also möglich, Gold durch den Prozess der Kernfusion herzustellen und damit das Ziel des künstlichen Goldes zu erreichen?

Die Antwort ist ja.

Gold finden oder im Meer nach Gold fischen?

Im Jahr 1941 gelang es Dr. Bainbridge von der Harvard University unter der Leitung eines Forschungsteams erstmals, mithilfe der „langsamen Neutronentechnologie“ Quecksilber (Element 80), dessen Ordnungszahl um 1 höher ist als die von Gold, in Gold (Element 79) umzuwandeln. Zufälligerweise verwendeten Forscher am Lawrence Berkeley National Laboratory fast 40 Jahre später, im Jahr 1980, dieselbe Methode, um Wismut (Element 83) in Gold (Element 79) umzuwandeln. Die Waffe, mit der sie Gold herstellen, ist der Hochenergie-Teilchenbeschleuniger.

Large Hadron Collider (Konzeptbild)

Denn alles auf der Welt besteht aus Atomen, und Atome bestehen aus Atomkernen und extranuklearen Elektronen. Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt, um welches Element es sich bei dem Atom handelt. Nach diesem Prinzip enthält das Element Gold 79 Protonen. Wir müssen lediglich einen Weg finden, einen Atomkern mit 79 Protonen zu erzeugen, um erfolgreich künstliches Gold herzustellen. In den beiden oben genannten Experimenten nutzten amerikanische Wissenschaftler das Prinzip eines Atombeschleunigers, Elemente mit einer ähnlichen Anzahl wie Goldatome, und erzeugten künstliches Gold durch die Methode der Kernkollision.

Im Jahr 1997 stellte der japanische Wissenschaftler Takaaki Matsumoto mithilfe der Nukleartechnologie zur Saatguttransformation erneut künstliches Gold her. Er bestrahlte 1,34 Tonnen Quecksilber 70 Tage lang mit hochenergetischen Gammastrahlen, wodurch das Quecksilber ein Proton verlor und sich in neue Atome verwandelte. Am Ende des Experiments erhielt er 744 Gramm Gold.

Aus dieser Perspektive scheint es nicht schwierig zu sein, künstliches Gold herzustellen. Der immer teurer werdende Goldpreis ist jedoch ein klarer Beweis dafür, dass diese Methoden nicht „weit verbreitet“ sind. Was also ist der Grund dafür, dass künstliches Gold nicht so populär wird?

Dies ist mit einem enormen Zeit- und Kostenaufwand verbunden und weist ein äußerst niedriges Input-Output-Verhältnis auf.

Erstens sind die Kosten für den Einsatz von Hochenergie-Teilchenbeschleunigern zu hoch. Forscher haben herausgefunden, dass die Herstellung von 1 g Gold länger dauert als die Bildung des Elements durch Kernfusion! Zweitens wurde nach der Umstellung auf einen Atombeschleuniger die Zufälligkeit stark erhöht und der Anteil der im Experiment gewonnenen Goldelemente lag unter 40 %. Da es sich bei Matsumoto Takaakis Technologie zur nuklearen Mutation jedoch um Kernreaktionen handelt, ist der enorme Energieverlust erschütternd. Laut Takaaki Matsumoto kostete das Experiment insgesamt 150 Millionen Yen (etwa 10 Millionen Yuan) und am Ende wurden nur 744 Gramm Gold (etwa 280.000 Yuan) gewonnen. Die Versuchskosten eines derart aufwendigen Produktionsverfahrens übersteigen den tatsächlichen Wert des Artikels bei weitem, und da die Versuchsbedingungen äußerst hart sind, besteht kein Potenzial für eine Massenproduktion.

Da der künstliche Weg blockiert ist, ist „Open Source“ eine Option? Außer an der Oberfläche gibt es auch im Meer große Mengen Gold. Schätzungen zufolge liegen die gesamten Goldreserven im Ozean bei etwa 10 Milliarden Tonnen. Bisher hat die Menschheit lediglich 170.000 Tonnen Gold aus Landminen gefördert, was im Vergleich zu den Goldreserven im Meer nicht mehr als ein Tropfen auf den heißen Stein ist. Allerdings ist es nicht einfach, Träger von „Gold im Meer“ zu sein.

Da die Goldkonzentration im Wasser extrem niedrig ist, im Allgemeinen nur 0,001–0,5 mg/Tonne, im Durchschnitt jedoch 0,0112 mg/Tonne, ist die Gewinnung äußerst schwierig. Darüber hinaus liegt das Gold im Meerwasser hauptsächlich in einem löslichen nichtionischen Zustand vor, und Gold in ionischer oder loser Form macht nur etwa 20 % des gesamten Goldes im Meerwasser aus. Es wurden einige Versuche unternommen, Gold durch Adsorption, Ionenaustausch und Niederschlagsmethoden aus Meerwasser zu extrahieren. So entnahm beispielsweise ein deutscher Wissenschaftler nach dem Ersten Weltkrieg rund 4.000 Wasserproben für Test- und Extraktionsexperimente und bewies schließlich, dass die Gewinnung von Gold aus Meerwasser kommerziell nicht machbar war und die Kosten für die Goldgewinnung weit höher waren als die des Goldes selbst. In den 1890er Jahren und zu Beginn des 20. Jahrhunderts behaupteten Menschen in den Vereinigten Staaten bzw. im Vereinigten Königreich, erfolgreich Gold aus Meerwasser gewonnen zu haben, was sich später als Lüge herausstellte.

Insgesamt ist der Traum vom künstlichen Gold aufgrund technischer und Kostenbeschränkungen in der Realität noch nicht umsetzbar. Neben der weiteren Verbesserung der Effizienz des natürlichen Goldabbaus ist das Recycling von recyceltem Gold aus vorhandenen Goldprodukten oder goldhaltigem Zubehör derzeit noch die gängige Methode. Aus jeder Tonne gebrauchter Mobiltelefone lassen sich schätzungsweise 200 Gramm Gold gewinnen. Viele beschreiben es anschaulich mit den Worten: „Die nächste Goldmine ist im Mobiltelefon versteckt.“ Künstliches Gold, der Traum der Menschheit „seit der Antike“, hängt jedoch noch immer vom weiteren technologischen Fortschritt und der Weltraumentwicklung ab.