흔한 금속을 금으로 바꾸는 것: 신화인가 현실인가?

(댄 트리) - 미국의 한 스타트업 회사가 핵융합 기술을 이용해 금속에서 금을 만들어낼 수 있다고 발표해 주목을 받았습니다. 한때 환상으로 여겨졌던 연금술의 꿈이 다시 불붙은 것입니다.

일반 금속에서 금 만들기

컴퓨터 시뮬레이션 모델을 통한 계산에 따르면, 열전력 1기가와트 규모의 핵융합로는 지속적이고 효율적으로 운영된다면 연간 수 톤의 금을 생산할 수 있습니다(사진: 게티).

수천 년간의 연금술에서는 흔한 금속을 금으로 만든다는 아이디어는 신화로 여겨졌지만, 현대 핵물리학, 특히 핵융합 기술의 놀라운 발전 덕분에 과학자 들은 그 어느 때보다 이 아이디어를 진지하게 받아들이고 있습니다.

미국의 신생기업인 마라톤 퓨전(Marathon Fusion)은 핵융합로를 이용해 수은 원소를 변환하여 금을 생산한다는 야심찬 계획을 발표했습니다.

이 제안은 핵융합으로 생성된 중성자 흐름을 이용하여 동위원소인 수은-198을 공격하는 것입니다. 고에너지 중성자에 노출되면 수은-198은 불안정한 동위원소인 수은-197로 변하고, 이 수은-197은 자연적으로 붕괴되어 자연에서 발견되는 유일한 안정된 금 동위원소인 금-197로 변합니다.

컴퓨터 시뮬레이션 모델을 통한 이론적 계산에 따르면, 열전력 1기가와트 규모의 핵융합로는 지속적이고 효율적으로 운영된다면 연간 수 톤의 금을 생산할 수 있습니다.

이 수율은 기존의 입자 충돌에서 금을 생성하는 방법, 특히 스위스의 대형 강입자 충돌기(LHC)의 경우 4년간의 운영을 통해 약 29피코그램(물 한 방울보다 수십억 배 작음)의 금만 생성한 것보다 훨씬 뛰어납니다.

과제와 장벽: 꿈은 아직 멀었나요?

스위스의 LHC 가속기 내부 실험은 한때 금속을 순금으로 바꾸려는 인류의 위대한 꿈을 실현할 것으로 기대되었습니다(사진: 게티).

그러나 이는 이론적인 시뮬레이션일 뿐이며, 상용 핵융합로는 실제로 가동된 적이 없습니다. 즉, 모델의 가정과 결과는 아직 검증되지 않았습니다.

전문가들은 마라톤 퓨전의 계산이 큰 어려움에 직면할 것이라고 말한다. 수은을 금으로 변환하는 데 필요한 전제 조건 중 하나는 중성자 흐름이 충분히 강해야 하고 최소 약 600만 전자볼트의 에너지 수준에 도달해야 하기 때문이다.

이 중성자 플럭스는 일반적으로 중수소와 삼중수소 연료의 혼합물을 사용하는 핵융합 반응에 의해 생성됩니다. 핵융합 플라즈마 환경에서는 원자핵이 매우 빠른 속도로 충돌하여 물질을 관통하고 원하는 핵연쇄 반응을 일으킬 수 있는 자유 중성자를 생성합니다.

실제 환경에서 핵융합 반응을 전개할 경우, 극도로 높은 온도에서 플라즈마를 제어하고, 중성자 방사선을 견딜 수 있는 초강력 소재를 개발하고, 에너지 생성 효율을 최적화하고, 장기간에 걸쳐 시스템 안정성을 유지하는 등 복잡한 과제에 직면하게 됩니다.

영국의 JET(Joint European Torus)와 같은 세계적인 프로젝트조차도 제한적인 성과만을 거두었습니다.

기술적 어려움 외에도 방사성 폐기물 처리 문제도 심각하게 고려해야 합니다. 핵반응을 통해 생성된 금은 초기에는 방사성을 띠고 있어 방사성 폐기물로 분류됩니다.

중간 생성물의 분해 과정은 금을 안정적이고 안전한 상태로 만들어 사용할 수 있도록 하는 데 시간이 필요합니다. 즉, 생산된 금은 즉시 사용할 수 없으며 엄격한 가공 및 관리 절차를 거쳐야 합니다.

전문가들은 디지털 복제품이 아무리 정교하더라도 중요한 물리적 효과를 놓칠 수 있다고 경고합니다. 수치 모델은, 특히 이를 뒷받침할 실험 데이터가 없는 상황에서, 대략적인 지침일 뿐입니다. 따라서 융합 금 생산의 경제적 또는 상업적 타당성을 평가하기에는 아직 이르다고 할 수 있습니다.

하지만 장기 투자자들에게는 이 아이디어가 여전히 매력적인 것으로 여겨집니다. 앞으로 핵융합로가 완성되어 안정적으로 운영된다면, 이러한 방식으로 금을 생산하는 것이 핵융합 기술의 잠재적인 응용 분야가 될 수 있습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bien-kim-loai-thong-thuong-thanh-vang-giac-mo-hoang-duong-hay-su-that-20250729071934563.htm