A norvég mennydörgés istenének elnevezve a tórium ezüstös, fényes és radioaktív elem, amely alternatívája lehet az uránnak az atomreaktorok üzemanyagában.
Csak a tények
- Atomszám (protonok száma a magban): 90
- Atomi szimbólum (be az elemek periódusos táblázata): Th
- Atomsúly (az atom átlagos tömege): 232,0
- Sűrűség: 11,8 gramm / köbcentis (6,7 uncia / köbcentiméter)
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
- Olvadáspont: 3182 Fahrenheit fok (1750 Celsius fok)
- Forráspont: 8654 F (4790 C)
- Természetes izotópok száma (ugyanazon elem atomjai eltérő neutronszámmal): 1. Legalább 8 radioaktív izotóp is létrejött egy laboratóriumban.
- A leggyakoribb izotópok: Th-232 (100 a természetes bőség százaléka)
Történelem
1815-ben Jöns Jakob Berzelius svéd vegyész először azt gondolta, hogy új fület fedezett fel th elem, amelyet Thorról, a norvég hadistenről Thorról nevezett el Peter van der Krogt holland történész szerint. 1824-ben azonban megállapították, hogy az ásvány valójában ittrium-foszfát.
1828-ban Berzelius kapott egy fekete ásványi anyagot, amelyet Hans Morten Thrane Esmark talált Norvégia partjainál, a Løvø-szigeten. , norvég ásványkutató. Az ásványi anyag közel 60 százalékát tartalmazta egy ismeretlen elem, amely átvette a tórium nevet; az ásványt toritnak nevezték el. Az ásványi anyag számos ismert elemet is tartalmazott, köztük vasat, mangánt, ólmot, ónt és uránt a Chemicool szerint.
Berzelius a tóriumot úgy izolálta, hogy először összekeverte az ásványban található tórium-oxidot szénnel a tórium-klorid előállításához, amelyet a Chemicool szerint káliummal reagáltak, így tóriumot és kálium-kloridot kaptak.
Gerhard Schmidt német kémikus és Marie Curie lengyel fizikus függetlenül felfedezte, hogy a tórium 1898-ban radioaktív volt páron belül. hónapokig, a Chemicool szerint. Schmidtnek gyakran tulajdonítják a felfedezést.
Ernest Rutherford, új-zélandi fizikus és Frederick Soddy, angol vegyész rájött, hogy a tórium fix sebességgel bomlik le más elemekre, más néven egy elem felezési ideje a Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint. Ez a munka kritikus fontosságú volt a többi radioaktív elem megértésének elősegítésében.
Anton Eduard van Arkel és Jan Handrik de Boer, mindkettő holland vegyész, magasan izolálták tisztaságú fém tórium 1925-ben a Los Alamos Nemzeti Laboratórium adatai szerint.
Ki tudta?
- Folyékony állapotában a tórium hőmérséklet-tartománya nagyobb, mint bármely más elemnél, olvadás és forráspont között csaknem 5500 Fahrenheit-fok (3000 Celsius-fok) van. pont a Chemicool szerint.
- A tórium-dioxid az összes ismert oxid közül a legmagasabb olvadásponttal rendelkezik a Chemicool szerint.
- A tórium körülbelül ugyanolyan bőséges, mint az ólom, és legalább háromszor olyan bőséges. uránként, a Lenntech szerint.
- A tórium mennyisége a Föld kérgében 6 tömegrész tömegre tehető, a Chemicool szerint. A periódusos rendszer szerint a tórium a 41. leggyakoribb elem a Földön ” s kéreg.
- A tóriumot főként Ausztráliában, Kanadában, az Egyesült Államokban, Oroszországban és Indiában bányásszák – írja a Minerals Education Coalition.
- A tórium nyoma a kőzetekben, a talajban található , víz, növények és állatok, az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) szerint.
- A tórium magasabb koncentrációja jellemzően megtalálható olyan ásványi anyagokban, mint a torit, a torianit, a monazit, az allanit és a cirkon, írja a Los Alamos Nemzeti Laboratórium.
- A tórium legstabilabb izotópjának, a Th-232-nek felezési ideje 14 milliárd év, az EPA szerint.
- Los Alamos szerint a tórium a szupernóvák magjában jön létre, majd a robbanások során szétszóródik a galaxisban.
- A tóriumot 1885 óta használták gázban palástok, amelyek a gázlámpák fényét szolgáltatják Los Alamos szerint. Radioaktivitása miatt az elemet más, nem radioaktív ritkaföldfém elemek váltották fel.
- A tóriumot a magnézium erősítésére is használják, elektromos berendezések volfrámhuzaljának bevonásával, az elektromos lámpák volfrám szemcseméretének szabályozásával, magas hőmérsékletű tégelyek szemüvegben, fényképezőgépekben és tudományos műszerlencsékben, és atomenergia forrása a Los Alamos szerint.
- A tórium egyéb felhasználási területei a hőálló kerámiák, repülőgép-hajtóművek és izzók, a Chemicool szerint.
- Lenntech szerint a tóriumot fogkrémben használták, amíg radioaktivitási veszélyeket nem fedeztek fel.
- A tórium és az urán a Föld belsejének felmelegedésében vesz részt az Minerals Education Coalition szerint.
- A túl sok tórium-expozíció tüdőbetegséghez, tüdő- és hasnyálmirigyrákhoz vezethet, a genetika, a májbetegség, a csontrák és a fémmérgezés megváltoztatása Lenntech szerint.
Jelenlegi kutatás
Nagyon sok kutatás folyik a tórium nukleáris atomként történő felhasználásával üzemanyag. A Royal Society of Chemistry cikke szerint a nukleáris reaktorokban használt tórium számos előnnyel jár az urán használatához képest:
- A tórium háromszor-négyszer nagyobb mennyiségű, mint az urán.
- A tórium könnyebben kivonható, mint az urán.
- A folyékony fluoridos tórium reaktorokban (LFTR) nagyon kevés hulladék keletkezik az uránnal hajtott reaktorokhoz képest.
- Az LFTR-ek atmoszférikus nyomáson működnek Jelenleg a légköri nyomás 150–160-szorosa szükséges.
- A tórium kevésbé radioaktív, mint az urán.
Acco A NASA kutatói, Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick és Rajmohan Rangarajan 2009-es tanulmánya alapján a tóriumreaktorokat az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban fejlesztették ki az 1950-es években Alvin Weinberg irányításával nukleáris repülőgép-programok támogatására. A program 1961-ben leállt más technológiák javára. A Királyi Kémiai Társaság szerint a tórium-reaktorokat azért hagyták el, mert azok nem termeltek annyi plutóniumot, mint az uránt használó reaktorok. Abban az időben a fegyverekhez használt plutónium, valamint az urán forró árucikk volt a hidegháború miatt.
Magát a tóriumot nem használják nukleáris üzemanyagként, de a mesterséges urán-izotóp létrehozására használják. urán-233, a NASA jelentése szerint. A tórium-232 először abszorbeál egy neutronot, létrehozva a tórium-233-at, amely körülbelül négy óra alatt bomlik le protactium-233-ra. Körülbelül tíz hónap alatt a Protactium-233 lassan bomlik urán-233-ra. Az uránt-233 ezután a nukleáris reaktorokban használják üzemanyagként.