元素周期表|所有元素都买一克，代价多少，世界上有人能做到吗？_原子核|科技

本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。
有人问：如果把元素周期表里所有元素都买1克，大概需要多少钱？
我的回答是，迄今为止还没有谁有这个本事把每种元素都能弄到1克。

有些元素，再多的钱也买不到1克。
我这里说得再多的钱，不是几万几亿几万亿美元，而是全球万万年加起来的钱也没法买到。如果你认为我是危言耸听，就和我一起来算算这笔账。
这个元素就是118号元素Og（气奥）。中文对Og元素的称呼不是“气”和“奥” ，而是上面一个“气”偏旁，下面一个“奥”字，音还是念“奥” ，只是电脑没这个字，只能输成“气奥” 。 Og是元素周期表中最后一个元素，是一个人造元素，其制造过程非常不易。 Og的核反应制取方程式为Cf+Ca→Og+n ，具体就是在回旋加速器里，用钙-40轰击锎-249 ，得到118个质子和179个中子的Og 。
科学家们自2002年以来，经过无数次实验，至今只观察到3个原子。 1个于2003年获得， 1个于2005年获得。科学界就是凭这3个原子，确定了Og元素的存在。这种元素存在时间极短，只有0.9毫秒，即万分之9秒，随之衰变成原子量较小的其他元素。

这3个原子的发现制造花了多少钱？我没有资料来计算，但一堆科学家弄了这么多年，就凭他们的年收入，最最保守估计也至少要个百把万美元吧？即便Og元素不衰变，制造出1克需要花费多少呢？1个Og原子质量为4.93*10^-25kg ， 1克Og元素就约需2*10^21个原子，也就是20万亿亿个原子。
按照3个原子100万美元来计算，制造出这20万亿亿个原子就需要2000亿亿亿美元。 2019年全世界国民生产总值才87.75万亿美元， 2020年由于新冠疫情影响还要下降，即便按全世界国民生产总值100万亿美元计算，制造1克Og元素的成本需要人类奋斗20万亿年。
当然我的算法可能会被很多杠精愤怒的死杠，但我没有兴趣和他们去争这点长短，只是为了说明每种元素都买一克是不可能做到的，是多少钱也买不到的，因此是无价的。在118种元素中，并不仅仅是Og这么难弄，还有很多难弄的，因此想每样都来1克的人就死了这份心吧。

既然说到这，就再延伸说说元素的常识。
世界物质五花八门，从宇宙各种天体，到地球自然万物，看起来千变万化无穷无尽，数不胜数。但实际上，组成这些物质的基本元素并不多，迄今人类只发现了118种。
早在1869年，伟大的化学家门捷列夫就把发现的元素按规律排列出来，这就是发展到如今的元素周期表，那时候人们发现的元素还只有63种。但就是这个伟大的发现，让人类从此认识了元素排列的规律，根据这个规律，人们就不断的发现其中缺失的元素。

元素周期表上元素的排列是根据原子序数来排列的，现在的周期表从H（氢）开始，序数为1 ，到Og（气奥）结束，序数为118 。序数是指原子核中的质子数，质子带正电，核中有多少个质子，元素原子外围就有多少个带负电的电子。
【元素周期表|所有元素都买一克，代价多少，世界上有人能做到吗？】早年，人们在排列出元素周期表后，发现中间有些空缺，如74号元素W（钨）在1781年就发现了，而74号元素之前的几十个元素，都是在其后发现的，如73号元素Ta（钽）1802年才发现， 72号元素Hf直到1923年才发现。由此，证明元素周期表的排列是正确的，其中缺失的元素都是存在的，只不过有待发现而已。

但有些元素自然界一直无法取得，就有了人造元素。
特别需要指出的是，人造元素并不是自然界没有，宇宙中没有的元素，人类是无法制造出来的。人类之所以无法在自然界得到某些元素了，是因为这些元素在自然界存在时间极其短暂，瞬间就消失；或者自然界极其微量，根本就无法提取出来。
因此科学家们只能穷尽一切办法，来制造缺失的元素。后来发现一个规律，就是宇宙元素都是从最简单渐渐复杂起来的，重元素都是由氢元素叠加融合得到的。要人工制造出新的元素，只有一个办法，就是做加法，将已有相对较轻的原子核，用巨大能量加速相撞，让它们融合在一起，才能制备出某种更重的新元素。

理论上只要能量足够大，技术条件达到，就能够聚合出一切元素。现在人类发现的118种元素，人工制造的元素已经有26个，都是通过上述方法取得的。 26个人造元素，在94号元素Pu（钚）之前，有43号元素Tc（锝）和61号元素Pm（钷）；其余都在94号元素以后，从95号元素一直到118号元素都是人造元素。
人造元素是通过原子核撞原子核得到的，原子核有多大？只有10^-15m的尺度，要让它们撞到一起有多难？且撞击的速度要达到接近光速，才能够在超高温高压下实现核融合，实际上也就是核聚变，这个成本就非常高了。

最早的人造元素。
第一个人造元素是43号元素Tc（锝）。 42号元素Mo（钼）是1778年发现的， 44号元素Ru（钌）是1827年发现的， 43号元素却一直空缺。门捷列夫在建立元素周期表时就预言了“锝”的存在，后来一些化学家们不断声称发现了这种元素，但一直拿不出这种元素的样本，因而无法证实。
一直到20世纪的1937年，美国加州大学伯克利分校物理学家欧内斯特·劳伦斯，使用自己发明的回旋加速器制造得到了这个元素。他采用的方法是，将含有1个质子的1号元素氢的同位素氘原子核，在回旋加速器高速“轰击”42号元素钼核，从得到实实在在的43号“锝”元素。
他把样本送给了意大利两位化学家佩里埃和塞格雷鉴定，两位化学家在分析后向世界宣布了锝元素正式问世，这是首个通过人工方法制得的元素。
锝元素在自然界还是存在的，只是夹混在一些其他物质中，过去人们尚未找到提取方法而已。后来人们发明了各种电解提取工艺，才得到了工业用的锝。提取难度大，投入产出极小， 1960年以前价格高达2800美元1克；后来随着工艺水平提升，价格就降到了下来，现在已经很便宜了。

很多元素至今1克的价值都是天价。
有些元素，在自然界根本无法得到，只能通过人工制造，而制造的方法只有在加速器里面，通过强大的功率去加速一束原子核，以接近光速的速度撞击另一个原子核，才能够得到这种元素。
而且，并不是所有元素撞击得到了就可以存起来，渐渐积累就会得到一定的量。很多元素存在时间很短，瞬间就消失了，因此即便制得了极微量的这种元素，也只能在极短时间用现代高科技手段探测分析，证实这种元素的存在，很难有实物保存下来。
这就是那些半衰期很短的元素，既无法在自然界长期保存，即使人工制造出来，也很快会衰变成为其他的元素。何谓半衰期？就是某些元素不稳定，会不断裂变成其他元素，半衰期就是其中的一半变成其他元素的时间。

比如105号元素Db（??），半衰期为40秒；106号元素Sg（??），半衰期只有0.9秒；107号元素Bh（??）和108号元素Hs（），半衰期都只有千分之一秒；109号元素Mt（?），半衰期只有5千分之一秒。目前被认为半衰期最短的是At（砹）213 ，其半衰期只有125纳秒，就是10亿分之125秒。
当然这些元素都有一些同位素，半衰期会稍长些，但也最多以小时计算而已，尤其是它们的制备难度很大。既然无法保存这类元素，因此要得到1克这样的元素比登天还难。
还有些元素在自然界虽然存在，但太稀少，也还是需要人工制备。如85号砹元素，在地球上储量极其稀少，全球地壳中储量加起来也不超过50克，你说要取得1克砹代价需要多少？

简单列举几个元素价值。
黄金和铂金是大家都知道的贵重金属，是国家储备和民间收藏或用作首饰最常见的金属，目前国际价格约60美元每克；铂金比黄金价格稍高。黄金铂金在瓜友们心中似乎已经很贵了，但在许多元素面前就连一根毛都算不上了。
钚每克成本约4000美元；锎的制造成本每克需要2700万美元；钫的制造成本每克要10亿美元以上。
许多非金属元素价值也超乎想象。比如氢的同位素氚，每克制造成本就需要3万美元；由碳元素组成的金刚石每克达到6.5万美元；而要在大型强子加速器里面制造出1克反氢，则需要花费63万亿美元。

科学家们经过数十年努力，动用了巨大的人力物力资源，花费了巨大能量，迄今为止制造出来的反物质还是以皮克计，全世界得到的反氢加起来也不够烧开一杯水。
这些都还是能够得到，并且只要花费巨资就能保存下来的元素。还有许多元素瞬间得到又瞬间消失，根本无法聚集到1克，就是全世界所有鸡滴屁加起来也不够买一克，如前面说的Og 。
在118个元素中，并不只是Og元素这么难得，还有许多都极其难得，要制造1克的话，成本根本无法估量。因此要把118个元素都买1克，是人类无法做到的，至少是凭着现在的科技水平根本无法完成，成本造价也无法估量。
就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。
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元素周期表|所有元素都买一克，代价多少，世界上有人能做到吗？

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