Oppkalt for den norrøne tordenguden, er thorium et sølvfarvet, skinnende og radioaktivt element med potensial som et alternativ til uran i drivstoff til atomreaktorer.
Bare fakta
- Atomnummer (antall protoner i kjernen): 90
- Atomsymbol (på det periodiske elementet): Th
- Atomvekt (atommets gjennomsnittlige masse): 232,0
- Tetthet: 6,7 gram per kubikk tomme (11,7 gram per kubikk cm)
- Fase ved romtemperatur: Fast
- Smeltepunkt: 3,182 grader Fahrenheit (1750 grader Celsius)
- Kokepunkt: 8,654 F (4,790 C)
- Antall naturlige isotoper (atomer av det samme elementet med et annet antall nøytroner): 1. Det er også laget minst 8 radioaktive isotoper i et laboratorium.
- Vanligste isotoper: Th-232 (100 prosent av naturlig overflod)
Historie
I 1815 trodde Jöns Jakob Berzelius, en svensk kjemiker, først at han hadde oppdaget et nytt øre det elementet, som han kalte thorium etter Thor, den norske krigsguden, ifølge Peter van der Krogt, en nederlandsk historiker. I 1824 ble det imidlertid bestemt at mineralet faktisk var yttriumfosfat .;
I 1828 mottok Berzelius en prøve av et svart mineral funnet på Løvø utenfor kysten av Norge av Hans Morten Thrane Esmark , en norsk mineralog. Mineralet inneholdt nesten 60 prosent av et ukjent element, som overtok navnet thorium; mineralet ble kalt thoritt. Mineralet inneholdt også mange kjente elementer, inkludert jern, mangan, bly, tinn og uran, ifølge Chemicool.
Berzelius isolerte thorium ved først å blande thoriumoksid funnet i mineralet med karbon for å skape thoriumklorid, som deretter ble omsatt med kalium for å gi thorium og kaliumklorid, ifølge Chemicool.
Gerhard Schmidt, en tysk kjemiker, og Marie Curie, en polsk fysiker, oppdaget uavhengig av at thorium var radioaktivt i 1898 i løpet av et par måneder av hverandre, ifølge Chemicool. Schmidt blir ofte kreditert oppdagelsen.
Ernest Rutherford, en fysiolog i New Zealand, og Frederick Soddy, en engelsk kjemiker, oppdaget at thorium forfaller med en fast hastighet til andre elementer, også kjent som halveringstiden til et element, ifølge Los Alamos National Laboratory. Dette arbeidet var kritisk for å fremme forståelsen av andre radioaktive elementer.
Anton Eduard van Arkel og Jan Handrik de Boer, begge nederlandske kjemikere, isolerte høyt renhetsmetallisk thorium i 1925, ifølge Los Alamos National Laboratory.
Hvem visste?
- I flytende tilstand har thorium et større temperaturområde enn noe annet grunnstoff, med nesten 5500 grader Fahrenheit (3000 grader Celsius) mellom smelting og kokende poeng, ifølge Chemicool.
- Thoriumdioksid har det høyeste smeltepunktet av alle kjente oksider, ifølge Chemicool.
- Thorium er omtrent like rik som bly og minst tre ganger så rikelig som uran, ifølge Lenntech.
- Forekomsten av thorium i jordskorpen er 6 vektdeler per million, ifølge Chemicool. Ifølge periodisk system er thorium det 41. mest vanlige elementet i jorden » s skorpe.
- Thorium utvinnes hovedsakelig i Australia, Canada, USA, Russland og India, ifølge Minerals Education Coalition.
- Spornivåer av thorium finnes i bergarter, jord , vann, planter og dyr, ifølge US Environmental Protection Agency (EPA).
- Høyere konsentrasjoner av thorium blir vanligvis funnet i mineraler som thoritt, thorianitt, monazitt, allanitt og zirkon, ifølge Los Alamos National Laboratory.
- Den mest stabile isotopen av thorium, Th-232, har en halveringstid på 14 milliarder år, ifølge EPA.
- I følge Los Alamos skapes thorium i kjernene til supernovaer og spres deretter over galaksen under eksplosjonene.
- Thorium hadde blitt brukt siden 1885 i gass kapper, som gir lyset i gasslamper, ifølge Los Alamos. På grunn av sin radioaktivitet har elementet blitt erstattet av andre ikke-radioaktive sjeldne jordartselementer.
- Thorium brukes også til å styrke magnesium, belegge wolframtråd i elektrisk utstyr, og kontrollere kornstørrelsen på wolfram i elektriske lamper, smeltedigler ved høy temperatur, i briller, i kamera og vitenskapelige instrumentlinser, og er en kilde til kjernekraft, ifølge Los Alamos.
- Andre bruksområder for thorium inkluderer varmebestandig keramikk, flymotorer og i lyspærer, ifølge Chemicool.
- Ifølge Lenntech ble thorium brukt i tannkrem til radioaktivitetsfarene ble oppdaget.
- Thorium og uran er involvert i oppvarmingen av jordens indre, ifølge Minerals Education Coalition.
- For mye thoriumeksponering kan føre til lungesykdom, lungekreft og kreft i bukspyttkjertelen, endre genetikk, leversykdom, beinkreft og metallforgiftning, ifølge Lenntech.
Aktuell forskning
Mye forskning går i å bruke thorium som kjernefysisk I følge en artikkel fra Royal Society of Chemistry gir thorium som brukes i atomreaktorer mange fordeler i forhold til bruk av uran:
- Thorium er tre til fire ganger mer rikelig enn uran.
- Thorium ekstraheres lettere enn uran.
- Flytende fluororiumreaktorer (LFTR) har svært lite avfall sammenlignet med reaktorer drevet av uran.
- LFTRer kjører ved atmosfærisk trykk i stedet for 150 til 160 ganger atmosfærisk trykk for tiden nødvendig.
- Thorium er mindre radioaktivt enn uran.
Acco På en rapport fra NASA-forskerne Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick og Rajmohan Rangarajan fra 2009 ble thoriumreaktorer utviklet ved Oak Ridge National Laboratory på 1950-tallet under ledelse av Alvin Weinberg for støtte til atomflyplaner. Programmet stoppet i 1961 til fordel for annen teknologi. Ifølge Royal Society of Chemistry ble thoriumreaktorer forlatt fordi de ikke produserte så mye plutonium som urandrevne reaktorer. På den tiden var plutonium av våpen, så vel som uran, en varm vare på grunn av den kalde krigen.
Thorium i seg selv brukes ikke til kjernefysisk drivstoff, men det brukes til å lage den kunstige uranisotopen. uran-233, ifølge NASA-rapporten. Thorium-232 absorberer først et nøytron og skaper thorium-233 som forfaller til protactium-233 i løpet av omtrent fire timer. Protactium-233 forfaller sakte til uran-233 i løpet av omtrent ti måneder. Uranium-233 blir deretter brukt i kjernefysiske reaktorer som drivstoff.