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Questions - Réponses
Sciences
Peut-on obtenir de l'or en ajoutant un proton et un électron à du platine ou enlever un proton et un électron à du mercure?
Réponse de Didier Perret
Docteur
Section de chimie et biochimie
Université de Genève
Cette question tombe à point nommé, puisqu'elle soulève la thématique de la transmutation, chère aux alchimistes du Moyen Âge. Cette thématique a été abordée lundi 10 juillet 2017 dans l'émission radiophonique CQFD de la Radio Télévision Suisse! Je vous invite d'ailleurs à découvrir l'entretien orchestré par Silvio Dolzan et Stéphane Gabioud.
Comme cette question a été posée dans la catégorie "Chimie", la réponse est qu'il est impossible à un chimiste d'obtenir un élément du tableau périodique, quel qu'il soit, à partir d'un autre élément. Chimiquement parlant, on ne peut donc pas transmuter le platine ou le mercure en or. En effet, le chimiste peut faire réagir des molécules entre elles pour obtenir de nouvelles molécules, en agissant sur les liaisons électroniques qu'il peut briser ou créer, mais il n'a pas accès aux particules qui constituent le noyau des atomes présents dans les molécules.
En revanche, le physicien peut, en utilisant des accélérateurs de particules, faire se collisionner à très haute vitesse (c'est-à-dire avec des énergies prodigieuses) des éléments donnés avec des particules élémentaires, par exemple des protons ou des neutrons, en espérant obtenir de nouveaux éléments. C'est par ce processus que les éléments transuraniens du tableau périodique, possédant un numéro atomique compris entre 94 et 118 ont été produits. Dans le cas de l'or, il est théoriquement envisageable d'obtenir des atomes d'or à partir d'atomes de platine (voisin de gauche) ou à partir d'atomes de mercure (voisin de droite).
Cependant, ce n'est pas si simple, car pour obtenir de l'or à partir de platine, il faut que le noyau de l'atome de platine gagne un proton – particule chargée positivement – et gagne ou perde un certain nombre de neutrons (particules non chargées). En effet, il existe dans la nature plusieurs isotopes –frères jumeaux possédant le même nombre de protons et un nombre différent de neutrons – stables du platine (avec 116, 117, 118 ou 120 neutrons), tandis qu'il n’existe qu'un seul isotope stable de l'or (avec 79 protons et 118 neutrons). Si l'on veut obtenir de l'or stable, il faut donc que le "platine transmuté" contienne 118 neutrons. Accessoirement, l'atome d'or ainsi produit ne contiendra que 78 électrons au lieu des 79 électrons attendus, et il sera donc chargé positivement.
De même, pour obtenir de l'or à partir de mercure, il faut que le noyau de l'atome de mercure perde un proton et un certain nombre de neutrons. Les isotopes stables du mercure possèdent 118, 119, 120, 121 ou 122 neutrons, et ils devront donc suivre un régime minceur si le "mercure transmuté" doit ressembler comme deux gouttes d'eau à l'atome d'or contenant 118 neutrons. Ici, l'atome d'or ainsi produit contiendra 80 électrons au lieu de 79, et il sera chargé négativement, ce qu'il n'a pas du tout tendance à apprécier.
En pratique, il serait peu pertinent de produire de l'or, dont le cours oscille actuellement autour de CHF 37'500/kg, à partir de platine, dont le cours oscille autour de CHF 28'000/kg, car le gain serait marginal. L'utilisation du mercure (environ CHF 300/kg) comme matière première pour obtenir de l'or serait nettement plus rentable. Cependant, le coût astronomique d'utilisation d'un accélérateur de particules, ainsi que la probabilité très faible d'obtenir suffisamment d'atomes d'or pour que le procédé devienne utile, font que le prix d'un gramme d'or obtenu par transmutation ferait exploser les coffres de toutes les banques de la planète!
La création d'atomes d'or dans un accélérateur de particules a déjà été mentionnée dans la littérature scientifique. Glenn Theodore Seaborg, Prix Nobel de chimie 1951 pour la découverte de la chimie des éléments transuraniens, est le père de 9 "nouveaux éléments" créés entre 1940 et 1958: Plutonium, Américium, Curium, Berkélium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendélévium et Nobélium; il est par ailleurs le co-découvreur en 1974 d'un élément auquel son nom a été donné, le Seaborgium. En 1980, Seaborg a réussi à produire environ mille atomes d'or en bombardant une cible de bismuth; ce dernier a dû perdre 4 protons et 8 neutrons pour devenir atome d'or. Et en 2010, le Commissariat à l'Energie Atomique (France) a déclaré avoir conçu un schéma expérimental permettant entre autres d'obtenir des atomes d'or à partir d'atomes de mercure mais aucune preuve de la faisabilité du schéma n'a jamais été fournie!
11 juillet 2017
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