A norvég mennydörgés istenének nevezték el a tórium ezüstös, ragyogó és radioaktív elem, amely az urán alternatívájaként szolgálhat a nukleáris reaktorok üzemanyagában.
Csak a tények
- Atomi szám (protonok száma a magban): 90
- Atom szimbólum (az periódusos táblázatokon): Th
- Atomsúly (az atom átlagos tömege): 232,0
- Sűrűség: 6,8 uncia / köbcentiméter (11,7 gramm / köbcentiméter)
- Fázis szobahőmérsékleten: Szilárd
- Olvadáspont: 3 182 fok Fahrenheit (1750 Celsius fok)
- Forráspont: 8,654 F (4790 C)
- A természetes izotópok száma (ugyanazon elem atomjai, eltérő számú neutronnal): 1. Legalább 8 radioaktív izotóp van létrehozva egy laboratóriumban.
- Leggyakoribb izotópok: Th-232 (a természetes bőség 100% -a)
Történelem
Jöns Jakob Berzelius, svéd vegyész 1815-ben először azt hitte, hogy felfedezett egy új földelemet, amelyet toriumnak neveztek el Thor, a norvég háború istenének, Peter van der Krogt, holland történész szerint. 1824-ben azonban megállapították, hogy az ásvány valójában ittrium-foszfát;
1828-ban Berzelius kapott egy mintát egy fekete ásványról, amelyet Løvø szigeten találtak Norvégia partjainál, Hans Morten Thrane Esmark, egy norvég ásványológus által. Az ásvány csaknem 60% ismeretlen elemet tartalmazott, amely átvette a torium nevet; az ásványt toritnak nevezték. A Chemicool szerint az ásvány számos ismert elemet tartalmazott, köztük vasat, mangánt, ólmot, ónt és uránt.
Berzelius a tóriumot úgy izolálta, hogy az ásványban található tórium-oxidot először összekeverték torium-klorid képződésével, amelyet káliummal reagáltatva tóriumot és kálium-kloridot kaptunk a Chemicool szerint.
Gerhard Schmidt, a német vegyész és a Marie Curie, a lengyel fizikus, a Chemicool szerint egymástól pár hónapon belül egymástól függetlenül fedezték fel a toriumot 1898-ban. Schmidt gyakran elismeri a felfedezést.
Ernest Rutherford, az új-zélandi fizikus és Frederick Soddy, egy angol kémikus felfedezték, hogy a tórium rögzített sebességgel bomlik más elemekké, más néven egy elem felezési idejével, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint. Ez a munka kritikus jelentőségű volt a többi radioaktív elem megértésének elősegítésében.
A Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint Anton Eduard van Arkel és Jan Handrik de Boer, mindkettő holland vegyész 1925-ben izolálta a nagy tisztaságú fém toriumot.
Aki tudta?
- Folyékony állapotában a tórium hőmérsékleti tartománya nagyobb, mint bármely más elemnél, megközelítőleg 5500 Fahrenheit (3000 Celsius fok) olvadás és forráspont között van, állítja a Chemicool.
- A Chemicool szerint a tórium-dioxid olvadáspontja az ismert oxidok közül a legmagasabb.
- A tornium körülbelül annyira bőséges, mint az ólom, és legalább háromszor olyan bőséges, mint az urán, állítja Lenntech.
- A tórium bősége a földkéregben 6 tömegszázalék a Chemicool szerint. A periódusos táblázat szerint a tórium a 41. leggazdagabb elem a földkéregben.
- A Toriumot elsősorban Ausztráliában, Kanadában, az Egyesült Államokban, Oroszországban és Indiában bányozzák fel, az ásványianyag-oktatási koalíció szerint.
- Az USA Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) szerint a tórium nyomokban található a sziklákban, a talajban, a vízben, a növényekben és az állatokban.
- A Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint magasabb tóriumkoncentrációt találunk ásványokban, például toritban, torianitban, monazitban, allanitban és cirkonban.
- Az EPA szerint a tórium legstabilabb izotópja, a Th-232 felezési ideje 14 milliárd év.
- Los Alamos szerint a tórium a szupernóvák magjában jön létre, majd a robbanások során szétszóródik a galaxisban.
- A tóriumot 1885 óta használják gázköpenyekben, amelyek Los Alamos szerint gázlámpákban világítanak. Radioaktivitása miatt az elemet más nem-radioaktív ritkaföldfémekkel helyettesítették.
- A tóriumot magnézium erősítésére is használják, bevonva a wolframszálat az elektromos berendezésekbe, szabályozva a volfrám szemcseméretét az elektromos lámpákban, a magas hőmérsékletű tégelyekben, a szemüvegekben, a kameraben és a tudományos műszeres lencsékben, és a nukleáris energia forrása a következők szerint: Los Alamos.
- A tórium egyéb felhasználási területei a hőálló kerámia, a repülőgép-hajtóművek és az izzólámpák, a Chemicool szerint.
- Lenntech szerint a tóriumot a fogkrémben használták mindaddig, amíg a radioaktivitás veszélyeit fel nem fedezték.
- Az ásványoktatási koalíció szerint a torium és az urán részt vesz a Föld belső melegítésében.
- A túl nagy tórium-expozíció tüdőbetegségekhez, tüdő- és hasnyálmirigyrákhoz, megváltoztathatja a genetikát, májbetegséget, csontrákot és fémmérgezést - mondja Lenntech.
Jelenlegi kutatás
Nagyon sok kutatás folyik a torium nukleáris üzemanyagként történő felhasználásáról. A Királyi Kémiai Társaság egy cikke szerint a nukleáris reaktorokban használt tórium számos előnnyel jár az urán felhasználásával szemben:
- A tórium háromszor-négyszer bőségesebb, mint urán.
- A tórium könnyebben extrahálható, mint az urán.
- A folyékony fluorid-tórium-reaktorok (LFTR) nagyon kevés hulladékkal bírnak, mint az uránium-erőművek.
- Az LFTR-k légköri nyomáson haladnak a jelenleg szükséges légköri nyomás 150–160-szorosa helyett.
- A torium kevésbé radioaktív, mint az urán.
A NASA kutatói, Juhasz Albert, Richard A. Rarick és Rajmohan Rangarajan által készített, 2009. évi cikk szerint toriumreaktorokat fejlesztettek ki az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban az 1950-es években Alvin Weinberg irányítása alatt, nukleáris repülőgép-programok támogatására. A program 1961-ben leállt más technológiák javára. A Kémiai Királyi Társaság szerint a tóriumreaktorokat elhagyták, mert nem annyira termelték plutóniumot, mint az urániummal működő reaktorok. Abban az időben a fegyverminőségű plutónium, valamint az urán a hidegháború miatt forró árucikk volt.
Maga a toriumot nem nukleáris üzemanyagként használják, hanem a mesterséges urán-izotóp urán-233 előállítására használják, a NASA jelentése szerint. A tórium-232 először abszorbeálja a neutronokat, és így tórium-233-at állít elő, amely körülbelül négy óra alatt protakcium-233-ra bomlik. Körülbelül tíz hónap alatt a protakcium-233 lassan urán-233-ra bomlik. Az urán-233-at ezután üzemanyagként használják a nukleáris reaktorokban.
