金の作り方
金（ゴールド）は、古代からその美しさと希少性により、富と権力の象徴として人類に重宝されてきた金属である。金は自然界において自由元素の形で存在し、その化学的安定性、展延性、導電性、耐食性により、多くの分野で利用されてきた。この記事では、「金を作る」というテーマについて、物理的、化学的、歴史的、工業的な観点から極めて包括的かつ科学的に解説する。なお、「金を作る」という表現には誤解を招く可能性があるため、本稿では自然界における金の生成過程、人工的な合成の試み、採掘と精錬技術、さらに現代の応用に至るまでを詳しく論じる。
1. 宇宙規模での金の起源：超新星と中性子星合体
金は地球内部で自然発生するわけではなく、その起源は宇宙にある。金の原子番号は79であり、その核を構成する陽子と中性子の数からして、ビッグバン直後の核融合反応では生成され得ない。このため、より高エネルギーな現象、すなわち超新星爆発や中性子星同士の衝突（合体）によって生成されたとされている。
特に2017年に観測された重力波イベント「GW170817」は、中性子星の合体によって金などの重元素が生成されることを直接的に示した。この現象では、中性子が極めて高密度で放出され、r過程（急速中性子捕獲反応）によって金を含む重元素が一瞬にして形成される。科学者たちはこのようなイベントによって、宇宙に存在する金の多くが供給されたと推定している。
2. 地球内部での金の分布と堆積
宇宙から地球に到達した金は、地球の形成期において鉄などの重元素とともに地核に沈んだと考えられている。しかし、地殻に残された微量の金は火成活動、熱水鉱床、堆積作用などによって濃縮され、鉱脈や砂金として発見される。
地質学的に金は以下のような形で存在する：
| 金の種類 | 説明 |
|---|---|
| 自然金 | 純粋または銀・銅などと合金状態で自然に存在する金 |
| 砂金 | 河川などで比重により分離・堆積した微細な金粒 |
| 鉱脈金 | 熱水鉱床において石英などとともに地中に沈殿した金 |
| 含金鉱石 | 黄鉄鉱や黄銅鉱などの硫化鉱物中に微量に含まれる金 |
3. 金の採掘と抽出技術
金を得るためには、まず採掘、ついで精錬という二段階の工程が必要である。
3.1. 採掘方法
採掘方法は鉱床の形態や埋蔵状況によって異なる。
| 採掘方法 | 特徴 |
|---|---|
| 露天掘り | 表層近くの鉱脈を重機で剥ぎ取る方法。大量採掘が可能 |
| 地下坑道掘り | 深部の鉱脈にトンネルを掘って採取する方法。高コスト・高精度が必要 |
| 川砂採取 | 河川や海岸の砂金をパンニングやドレッジで採取する伝統的な手法 |
3.2. 精錬方法
採取された鉱石から金を取り出すには、以下のような精錬方法がある。
① アマルガム法（水銀法）
金を水銀と混ぜてアマルガムを形成し、加熱によって水銀を蒸発させて金を得る方法。ただし、水銀の毒性と環境への悪影響により現在ではほとんど使われていない。
② シアン化法（シアン浸出法）
金を含む鉱石をシアン化ナトリウムの溶液に浸すと、以下の化学反応によって金が溶解する：
この溶液から亜鉛粉や活性炭で金を沈殿させ、焼成して純金を得る。効率的だが、シアンの毒性に注意が必要。
③ 重力選鉱・浮遊選鉱
物理的性質（比重や浮遊性）を利用して金を他の鉱物から分離する方法。環境負荷が比較的低い。
4. 人工的な金の合成：現実か神話か
錬金術においては、鉛や水銀から金を生み出すことが究極の目的とされていたが、現代科学ではこのような元素変換は原子核反応を伴うため、非常に高エネルギーかつ非現実的である。
しかし、理論上、