Thorium er opkaldt efter den nordiske tordengud og er et sølvfarvet, skinnende og radioaktivt element med potentiale som et alternativ til uran til brændstof på atomreaktorer.
Bare fakta
- Atomnummer (antal protoner i kernen): 90
- Atomsymbol (til det periodiske system af elementer): Th
- Atomvægt (atomets gennemsnitlige masse): 232,0
- Densitet: 6,8 ounce pr. kubik tomme (11,7 gram pr. kubik cm)
- Fase ved stuetemperatur: Fast
- Smeltepunkt: 1.782 grader Celsius (3.182 grader Fahrenheit)
- Kogepunkt: 4.790 C (8.654 F)
- Antal naturlige isotoper (atomer af det samme element med et andet antal neutroner): 1. Der er også mindst 8 radioaktive isotoper oprettet i et laboratorium.
- Mest almindelige isotoper: Th-232 (100 procent af naturlig overflod)
Historie
I 1815 troede Jöns Jakob Berzelius, en svensk kemiker, først at han havde opdaget et nyt øre det element, som han kaldte thorium efter Thor, den nordiske krigsgud, ifølge Peter van der Krogt, en hollandsk historiker. I 1824 blev det imidlertid bestemt, at mineralet faktisk var yttriumphosphat .;
I 1828 modtog Berzelius en prøve af et sort mineral fundet på Løvø Island ud for Norges kyst af Hans Morten Thrane Esmark , en norsk mineralog. Mineralet indeholdt næsten 60 procent af et ukendt element, der overtog navnet thorium; mineralet blev navngivet thorit. Mineralet indeholdt også mange kendte grundstoffer, herunder jern, mangan, bly, tin og uran, ifølge Chemicool.
Berzelius isolerede thorium ved først at blande thoriumoxid fundet i mineralet med kulstof for at skabe thoriumchlorid, som derefter blev reageret med kalium for at give thorium og kaliumchlorid ifølge Chemicool.
Gerhard Schmidt, en tysk kemiker, og Marie Curie, en polsk fysiker, opdagede uafhængigt af, at thorium var radioaktivt i 1898 inden for et par måneder efter hinanden, ifølge Chemicool. Schmidt krediteres ofte opdagelsen.
Ernest Rutherford, en newzealandske fysiker, og Frederick Soddy, en engelsk kemiker, opdagede, at thorium henfalder med en fast hastighed i andre elementer, også kendt som halveringstiden for et element, ifølge Los Alamos National Laboratory. Dette arbejde var kritisk for at fremme forståelsen af andre radioaktive grundstoffer.
Anton Eduard van Arkel og Jan Handrik de Boer, begge hollandske kemikere, isolerede højt renhed metal thorium i 1925, ifølge Los Alamos National Laboratory.
Hvem vidste?
- I sin flydende tilstand har thorium et større temperaturområde end noget andet element, med næsten 5.500 grader Fahrenheit (3.000 grader Celsius) mellem smeltning og kogning point ifølge Chemicool.
- Thoriumdioxid har det højeste smeltepunkt af alle kendte oxider, ifølge Chemicool.
- Thorium er omtrent lige så rigeligt som bly og mindst tre gange så rigeligt som uran, ifølge Lenntech.
- Thoriums overflod i Jordens skorpe er 6 dele pr. million efter vægt ifølge Chemicool. Ifølge periodisk system er thorium det 41. mest rigelige element på jorden ” s skorpe.
- Thorium udvindes hovedsageligt i Australien, Canada, USA, Rusland og Indien ifølge Minerals Education Coalition.
- Sporniveauer af thorium findes i klipper, jord , vand, planter og dyr ifølge US Environmental Protection Agency (EPA).
- Højere koncentrationer af thorium findes typisk i mineraler som thorit, thorianit, monazit, allanit og zircon ifølge Los Alamos National Laboratory.
- Thoriums mest stabile isotop, Th-232, har en halveringstid på 14 milliarder år, ifølge EPA.
- Ifølge Los Alamos skabes thorium i supernovaernes kerner og spredes derefter over galaksen under eksplosionerne.
- Thorium var blevet brugt siden 1885 i gas kapper, der giver lyset i gaslamper, ifølge Los Alamos. På grund af sin radioaktivitet er elementet blevet erstattet af andre ikke-radioaktive sjældne jordarter.
- Thorium bruges også til at styrke magnesium, belægning af wolframtråd i elektrisk udstyr, der styrer kornstørrelsen af wolfram i elektriske lamper, højtemperatur digler, i briller, i kamera og videnskabelige instrumentlinser, og er en kilde til atomkraft ifølge Los Alamos.
- Andre anvendelser til thorium inkluderer varmebestandig keramik, flymotorer og i pærer ifølge Chemicool.
- Ifølge Lenntech blev thorium brugt i tandpasta, indtil der blev opdaget farer for radioaktivitet.
- Thorium og uran er involveret i opvarmningen af jordens indre ifølge Minerals Education Coalition.
- For meget eksponering for thorium kan forårsage lungesygdom, lunge- og bugspytkirtelkræft, ændre genetik, leversygdom, knoglekræft og metalforgiftning ifølge Lenntech.
Nuværende forskning
En stor del af forskning går i at bruge thorium som atomkraft Ifølge en artikel fra Royal Society of Chemistry giver thorium anvendt i atomreaktorer mange fordele i forhold til brug af uran:
- Thorium er tre til fire gange mere rigeligt end uran.
- Thorium ekstraheres lettere end uran.
- Flydende fluor thoriumreaktorer (LFTR) har meget lidt affald sammenlignet med reaktorer, der drives af uran.
- LFTR’er kører ved atmosfærisk tryk i stedet for 150 til 160 gange atmosfæretryk i øjeblikket nødvendigt.
- Thorium er mindre radioaktivt end uran.
Acco rding til en artikel fra NASA-forskere Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick og Rajmohan Rangarajan fra 2009, blev thoriumreaktorer udviklet på Oak Ridge National Laboratory i 1950’erne under ledelse af Alvin Weinberg til støtte for nukleare flyprogrammer. Programmet stoppede i 1961 til fordel for andre teknologier. Ifølge Royal Society of Chemistry blev thoriumreaktorer opgivet, fordi de ikke producerede så meget plutonium som urandrevne reaktorer. På det tidspunkt var plutonium af våbenkvalitet såvel som uran en varm vare på grund af den kolde krig.
Thorium i sig selv bruges ikke til nukleart brændsel, men det bruges til at skabe den kunstige uranisotop uran-233, ifølge NASA-rapporten. Thorium-232 absorberer først en neutron og skaber thorium-233, der henfalder til protactium-233 i løbet af cirka fire timer. Protactium-233 henfalder langsomt til uran-233 i løbet af omkring ti måneder. Uranium-233 bruges derefter i atomreaktorer som brændstof.