북유럽 천둥의 신의 이름을 따서 명명 된 토륨은 원자로에 연료를 공급할 때 우라늄의 대안으로 잠재력이있는 은빛의 광택이 나는 방사성 원소입니다.
사실
- 원자 번호 (핵의 양성자 수) : 90
- 원자 기호 (켜짐 원소 주기율표) : Th
- 원자량 (원자의 평균 질량) : 232.0
- 밀도 : 입방 인치당 6.8 온스 (입방 cm 당 11.7g)
- 상온 : 고체
- 녹는 점 : 섭씨 1,750도 (화씨 3,182도)
- 끓는점 : 4,790도 (섭씨 8,654도)
- 천연 동위 원소의 수 (중성자 수가 다른 동일한 원소의 원자) : 1. 또한 실험실에서 생성 된 방사성 동위 원소가 최소 8 개 있습니다.
- 가장 일반적인 동위 원소 : Th-232 (100 자연 풍부 비율)
역사
1815 년 스웨덴의 화학자 인 Jöns Jakob Berzelius는 처음으로 새로운 귀를 발견했다고 생각했습니다. 네덜란드 역사가 인 Peter van der Krogt에 따르면, 그는 북유럽 전쟁의 신인 Thor의 이름을 따서 토륨이라고 명명했습니다. 그러나 1824 년에 광물이 인산 이트륨 인 것으로 확인되었습니다.
1828 년에 Berzelius는 Hans Morten Thrane Esmark가 노르웨이 해안의 Løvø 섬에서 발견 한 검은 광물 샘플을 받았습니다. , 노르웨이 광물 학자. 광물에는 거의 60 %의 알려지지 않은 원소가 포함되어 있으며 토륨이라는 이름을 차지했습니다. 광물은 토 라이트로 명명되었습니다. Chemicool에 따르면이 광물에는 철, 망간, 납, 주석, 우라늄 등 알려진 많은 원소가 포함되어 있습니다.
Berzelius는 먼저 광물에서 발견 된 토륨 산화물을 탄소와 혼합하여 염화 토륨을 생성하여 토륨을 분리했습니다. Chemicool에 따르면, 칼륨과 반응하여 토륨과 염화칼륨을 생성했습니다.
독일의 화학자 인 Gerhard Schmidt와 폴란드의 물리학자인 Marie Curie는 1898 년에 한 부부 내에서 토륨이 방사성임을 발견했습니다. Chemicool에 따르면 서로 달. Schmidt는 종종이 발견으로 인정받습니다.
뉴질랜드의 물리학자인 Ernest Rutherford와 영국의 화학자 인 Frederick Soddy는 토륨이 고정 된 속도로 다른 원소로 붕괴되는 것을 발견했습니다. Los Alamos National Laboratory에 따르면 원소의 반감기로도 알려져 있습니다. 이 연구는 다른 방사성 원소에 대한 이해를 높이는 데 매우 중요했습니다.
네덜란드 화학자 인 Anton Eduard van Arkel과 Jan Handrik de Boer는 높은 고립성을 보였습니다. Los Alamos National Laboratory에 따르면 1925 년에 순도 금속 토륨을 사용했습니다.
누가 알았겠습니까?
- 액체 상태에서 토륨은 다른 어떤 원소보다 더 큰 온도 범위를 가지며, 녹는 것과 끓는 사이의 온도는 거의 섭씨 3,000도 (화씨 5,500도)입니다. Chemicool에 따르면.
- 이산화 토륨은 알려진 모든 산화물 중에서 가장 높은 녹는 점을 가지고 있다고 Chemicool에 따르면
- 토륨은 납만큼 풍부하고 적어도 3 배는 풍부합니다. Lenntech에 따르면 우라늄으로 사용됩니다.
- Chemicool에 따르면 지구의 지각에있는 토륨의 양은 중량 기준으로 6ppm입니다. 주기율표에 따르면 토륨은 지구에서 41 번째로 풍부한 원소입니다. ” 지각.
- Minerals Education Coalition에 따르면 토륨은 주로 호주, 캐나다, 미국, 러시아 및 인도에서 채굴됩니다.
- 토륨의 미량 수준은 암석, 토양에서 발견됩니다. EPA (미국 환경 보호국)에 따르면, 물, 식물 및 동물.
- 일반적으로 더 높은 농도의 토륨이 발견됩니다. Los Alamos National Laboratory에 따르면 토 라이트, 토리아 나이트, 모나자이트, 알라 나이트, 지르콘과 같은 광물에 포함되어 있습니다.
- 토륨의 가장 안정적인 동위 원소 인 Th-232는 반감기가 140 억년입니다. EPA에 따르면
- Los Alamos에 따르면 토륨은 초신성의 핵에서 생성 된 다음 폭발 중에 은하계 전체에 흩어집니다.
- 토륨은 1885 년부터 가스에 사용되었습니다. Los Alamos에 따르면 가스 램프에서 빛을 제공하는 맨틀. 방사능으로 인해 원소가 다른 비 방사성 희토류 원소로 대체되었습니다.
- 토륨은 또한 마그네슘을 강화하고 전기 장비의 텅스텐 와이어를 코팅하며 전기 램프의 텅스텐 입자 크기를 제어하는 데 사용되며, Los Alamos에 따르면 고온 도가니, 안경, 카메라 및 과학 기기 렌즈에 사용되며 원자력의 원천입니다.
- 토륨의 다른 용도로는 내열성 세라믹, 항공기 엔진 등이 있습니다. Chemicool에 따르면 전구.
- Lenntech에 따르면 방사능 위험이 발견 될 때까지 토륨이 치약에 사용되었습니다.
- Minerals Education Coalition에 따르면 토륨과 우라늄은 지구 내부의 난방에 관여합니다.
- 토륨에 너무 많이 노출되면 폐 질환, 폐암 및 췌장암이 발생할 수 있습니다. Lenntech에 따르면 유전학, 간 질환, 골암 및 금속 중독을 변경합니다.
현재 연구
많은 연구에서 토륨을 핵으로 사용하고 있습니다. Royal Society of Chemistry의 기사에 따르면 원자로에 사용되는 토륨은 우라늄 사용에 비해 많은 이점을 제공합니다.
- 토륨은 우라늄보다 3 ~ 4 배 더 풍부합니다.
- 토륨은 우라늄보다 쉽게 추출됩니다.
- 액체 불화물 토륨 원자로 (LFTR)는 우라늄으로 구동되는 원자로에 비해 폐기물이 거의 없습니다.
- LFTR은 대신 대기압에서 작동합니다. 현재 필요한 대기압의 150 ~ 160 배
- 토륨은 우라늄보다 방사능이 적습니다.
Acco NASA 연구원 인 Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick 및 Rajmohan Rangarajan의 2009 년 논문에 따르면 토륨 원자로는 1950 년대 Oak Ridge 국립 연구소에서 핵 항공기 프로그램 지원을 위해 Alvin Weinberg의 지시에 따라 개발되었습니다. 이 프로그램은 다른 기술을 선호하여 1961 년에 중단되었습니다. Royal Society of Chemistry에 따르면 토륨 원자로는 우라늄 동력 원자로만큼 많은 플루토늄을 생산하지 않았기 때문에 폐기되었습니다. 당시 무기 급 플루토늄과 우라늄은 냉전으로 인해 뜨거운 상품이었습니다.
토륨 자체는 핵연료로 사용되지 않지만 인공 우라늄 동위 원소를 만드는 데 사용됩니다. NASA 보고서에 따르면 우라늄 -233. 토륨 -232는 먼저 중성자를 흡수하여 토륨 -233을 생성합니다. 토륨 -233은 약 4 시간에 걸쳐서 protactium-233으로 분해됩니다. Protactium-233은 약 10 개월 동안 천천히 우라늄 -233으로 분해됩니다. 그런 다음 우라늄 -233은 원자로에서 연료로 사용됩니다.