Nommé en l’honneur du dieu nordique du tonnerre, le thorium est un élément argenté, brillant et radioactif qui pourrait remplacer l’uranium pour alimenter les réacteurs nucléaires.
Juste les faits
- Numéro atomique (nombre de protons dans le noyau): 90
- Symbole atomique (sur le tableau périodique des éléments): Th
- Poids atomique (masse moyenne de l’atome): 232,0
- Densité: 6,8 onces par pouce cube (11,7 grammes par cm cube)
- Phase à température ambiante: solide
- Point de fusion: 3 182 degrés Fahrenheit (1 750 degrés Celsius)
- Point d’ébullition: 8 654 F (4 790 C)
- Nombre d’isotopes naturels (atomes du même élément avec un nombre différent de neutrons): 1. Il y a aussi au moins 8 isotopes radioactifs créés dans un laboratoire.
- Isotopes les plus courants: Th-232 (100 pourcentage de l’abondance naturelle)
Histoire
En 1815, Jöns Jakob Berzelius, un chimiste suédois, a d’abord pensé qu’il avait découvert une nouvelle oreille e élément, qu’il a nommé thorium après Thor, le dieu nordique de la guerre, selon Peter van der Krogt, un historien néerlandais. En 1824, cependant, il fut déterminé que le minéral était en fait du phosphate d’yttrium.
En 1828, Berzelius reçut un échantillon d’un minéral noir trouvé sur l’île de Løvø au large des côtes de la Norvège par Hans Morten Thrane Esmark , un minéralogiste norvégien. Le minéral contenait près de 60 pour cent d’un élément inconnu, qui a repris le nom de thorium; le minéral a été nommé thorite. Le minéral contenait également de nombreux éléments connus, y compris le fer, le manganèse, le plomb, l’étain et l’uranium, selon Chemicool.
Berzelius a isolé le thorium en mélangeant d’abord l’oxyde de thorium trouvé dans le minéral avec du carbone pour créer du chlorure de thorium, qui a ensuite réagi avec du potassium pour donner du thorium et du chlorure de potassium, selon Chemicool.
Gerhard Schmidt, un chimiste allemand, et Marie Curie, une physicienne polonaise, ont indépendamment découvert que le thorium était radioactif en 1898 au sein d’un couple mois d’intervalle, selon Chemicool. Schmidt est souvent crédité de la découverte.
Ernest Rutherford, un physicien néo-zélandais, et Frederick Soddy, un chimiste anglais, ont découvert que le thorium se désintègre à un taux fixe en d’autres éléments, également connu sous le nom de demi-vie d’un élément, selon le Los Alamos National Laboratory. Ce travail a été essentiel pour approfondir la compréhension d’autres éléments radioactifs.
Anton Eduard van Arkel et Jan Handrik de Boer, tous deux chimistes néerlandais, isolés pureté du thorium métallique en 1925, selon Los Alamos National Laboratory.
Qui savait?
- À l’état liquide, le thorium a une plus grande plage de températures que tout autre élément, avec près de 5500 degrés Fahrenheit (3000 degrés Celsius) entre la fusion et l’ébullition points, selon Chemicool.
- Le dioxyde de thorium a le point de fusion le plus élevé de tous les oxydes connus, selon Chemicool.
- Le thorium est à peu près aussi abondant que le plomb et au moins trois fois plus abondant sous forme d’uranium, selon Lenntech.
- L’abondance de thorium dans la croûte terrestre est de 6 parties par million en poids, selon Chemicool. Selon le tableau périodique, le thorium est le 41e élément le plus abondant sur Terre »
- Le thorium est principalement extrait en Australie, au Canada, aux États-Unis, en Russie et en Inde, selon la Minerals Education Coalition.
- Des traces de thorium se trouvent dans les roches, le sol , l’eau, les plantes et les animaux, selon l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA).
- On trouve généralement des concentrations plus élevées de thorium dans des minéraux tels que la thorite, la thorianite, la monazite, l’allanite et le zircon, selon le laboratoire national de Los Alamos.
- L’isotope le plus stable du thorium, Th-232, a une demi-vie de 14 milliards d’années, selon l’EPA.
- Selon Los Alamos, le thorium est créé dans les noyaux des supernovae puis dispersé à travers la galaxie lors des explosions.
- Le thorium était utilisé depuis 1885 dans le gaz manteaux, qui fournissent la lumière dans les lampes à gaz, selon Los Alamos. En raison de sa radioactivité, l’élément a été remplacé par d’autres éléments de terres rares non radioactifs.
- Le thorium est également utilisé pour renforcer le magnésium, revêtir le fil de tungstène dans les équipements électriques, contrôler la granulométrie du tungstène dans les lampes électriques, creusets à haute température, dans des verres, dans des lentilles d’appareils photo et d’instruments scientifiques, et est une source d’énergie nucléaire, selon Los Alamos.
- D’autres utilisations du thorium comprennent la céramique résistante à la chaleur, les moteurs d’avion et ampoules, selon Chemicool.
- Selon Lenntech, le thorium était utilisé dans le dentifrice jusqu’à ce que des dangers de radioactivité soient découverts.
- Le thorium et l’uranium sont impliqués dans le réchauffement de l’intérieur de la Terre, selon la Minerals Education Coalition.
- Une exposition excessive au thorium peut entraîner des maladies pulmonaires, des cancers du poumon et du pancréas, modifier la génétique, les maladies du foie, le cancer des os et l’empoisonnement aux métaux, selon Lenntech.
Recherches en cours
De nombreuses recherches sont en cours sur l’utilisation du thorium comme nucléaire Selon un article de la Royal Society of Chemistry, le thorium utilisé dans les réacteurs nucléaires présente de nombreux avantages par rapport à l’utilisation de l’uranium:
- Le thorium est trois à quatre fois plus abondant que l’uranium.
- Le thorium est plus facile à extraire que l’uranium.
- Les réacteurs au fluorure liquide au thorium (LFTR) ont très peu de déchets par rapport aux réacteurs alimentés à l’uranium.
- Les LFTR fonctionnent à la pression atmosphérique au lieu de 150 à 160 fois la pression atmosphérique actuellement nécessaire.
- Le thorium est moins radioactif que l’uranium.
Acco D’après un article publié en 2009 par les chercheurs de la NASA Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick et Rajmohan Rangarajan, les réacteurs au thorium ont été développés au Oak Ridge National Laboratory dans les années 1950 sous la direction d’Alvin Weinberg pour soutenir les programmes d’avions nucléaires. Le programme s’est arrêté en 1961 au profit d’autres technologies. Selon la Royal Society of Chemistry, les réacteurs au thorium ont été abandonnés car ils ne produisaient pas autant de plutonium que les réacteurs fonctionnant à l’uranium. À cette époque, le plutonium de qualité militaire, ainsi que l’uranium, était une matière première chaude en raison de la guerre froide.
Le thorium lui-même n’est pas utilisé pour le combustible nucléaire, mais il est utilisé pour créer l’isotope artificiel de l’uranium uranium-233, selon le rapport de la NASA. Le thorium-232 absorbe d’abord un neutron, créant du thorium-233, qui se désintègre en protactium-233 en l’espace d’environ quatre heures. Le protactium-233 se désintègre lentement en uranium-233 au cours d’une dizaine de mois. L’uranium 233 est ensuite utilisé dans les réacteurs nucléaires comme combustible.