Tor, nazwany imieniem nordyckiego boga piorunów, jest srebrzystym, błyszczącym i radioaktywnym pierwiastkiem, który może być alternatywą dla uranu w zasilaniu reaktorów jądrowych.
Tylko fakty
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 90
- Symbol atomowy (włączony Układ okresowy pierwiastków): Th
- Masa atomowa (średnia masa atomu): 232,0
- Gęstość: 6,8 uncji na cal sześcienny (11,7 gramów na cm sześcienny)
- Faza w temperaturze pokojowej: ciało stałe
- Temperatura topnienia: 3182 stopni Fahrenheita (1750 stopni Celsjusza)
- Temperatura wrzenia: 8654 F (4790 C)
- Liczba naturalnych izotopów (atomy tego samego pierwiastka z różną liczbą neutronów): 1. W laboratorium powstaje również co najmniej 8 izotopów promieniotwórczych.
- Najpopularniejsze izotopy: Th-232 (100 procent naturalnej obfitości)
Historia
W 1815 roku Jöns Jakob Berzelius, szwedzki chemik, po raz pierwszy pomyślał, że odkrył nowe ucho Ten pierwiastek, który nazwał torem od imienia Thora, nordyckiego boga wojny, według holenderskiego historyka Petera van der Krogta. Jednak w 1824 roku ustalono, że minerał ten był w rzeczywistości fosforanem itru.
W 1828 roku Berzelius otrzymał próbkę czarnego minerału znalezionego na wyspie Løvø u wybrzeży Norwegii przez Hansa Mortena Thrane’a Esmarka , norweski mineralog. Minerał zawierał prawie 60 procent nieznanego pierwiastka, który przejął nazwę toru; minerał nazwano torytem. Minerał zawierał również wiele znanych pierwiastków, w tym żelazo, mangan, ołów, cynę i uran, według Chemicool.
Berzelius wyodrębnił tor, najpierw mieszając tlenek toru znajdujący się w minerale z węglem, aby utworzyć chlorek toru, który następnie przereagował z potasem w celu uzyskania toru i chlorku potasu, według Chemicool.
Gerhard Schmidt, niemiecki chemik i Marie Curie, polska fizyk, niezależnie odkryli, że tor był radioaktywny w 1898 roku w parze miesięcy od siebie, według Chemicool. Schmidt jest często przypisywany odkryciu.
Ernest Rutherford, fizyk z Nowej Zelandii i Frederick Soddy, angielski chemik, odkryli, że tor rozpada się w ustalonym tempie na inne pierwiastki, znany również jako okres półtrwania pierwiastka, zgodnie z Los Alamos National Laboratory. Ta praca miała kluczowe znaczenie dla lepszego zrozumienia innych pierwiastków radioaktywnych.
Anton Eduard van Arkel i Jan Handrik de Boer, obaj holenderscy chemicy, wyizolowali wysokie czystość metalicznego toru w 1925 roku, według Los Alamos National Laboratory.
Kto wiedział?
- Tor w stanie ciekłym ma większy zakres temperatur niż jakikolwiek inny pierwiastek, z prawie 5500 stopni Fahrenheita (3000 stopni Celsjusza) między topnieniem a wrzeniem punktów, według Chemicool.
- Według Chemicool dwutlenek toru ma najwyższą temperaturę topnienia spośród wszystkich znanych tlenków.
- Tor jest mniej więcej tak samo obfity jak ołów i co najmniej trzy razy więcej jako uran, według Lenntecha.
- Według Chemicool, według Chemicool, zawartość toru w skorupie ziemskiej wynosi 6 części na milion. Według układu okresowego, tor jest 41. najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na Ziemi ” s skorupy.
- Tor jest wydobywany głównie w Australii, Kanadzie, Stanach Zjednoczonych, Rosji i Indiach, zgodnie z Minerals Education Coalition.
- Śladowe poziomy toru znajdują się w skałach, glebie , wody, roślin i zwierząt, według Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA).
- Zwykle stwierdza się wyższe stężenia toru w minerałach, takich jak toryt, torianit, monacyt, alanit i cyrkon, według Los Alamos National Laboratory.
- Najbardziej stabilny izotop toru, Th-232, ma okres półtrwania 14 miliardów lat, zgodnie z EPA.
- Według Los Alamos tor jest tworzony w rdzeniach supernowych, a następnie rozrzucany po całej galaktyce podczas eksplozji.
- Tor był używany od 1885 roku w gazie płaszcze, które zapewniają światło w lampach gazowych, według Los Alamos. Ze względu na swoją radioaktywność pierwiastek został zastąpiony innymi nieradioaktywnymi pierwiastkami ziem rzadkich.
- Tor jest również używany do wzmacniania magnezu, powlekania drutu wolframowego w sprzęcie elektrycznym, kontrolowania wielkości ziarna wolframu w lampach elektrycznych, Tygle wysokotemperaturowe, w okularach, soczewkach aparatów i przyrządów naukowych, i według Los Alamos są źródłem energii jądrowej.
- Inne zastosowania toru obejmują ceramikę żaroodporną, silniki lotnicze i żarówki, według Chemicool.
- Według Lenntech, tor był używany w paście do zębów, dopóki nie odkryto zagrożeń związanych z radioaktywnością.
- Tor i uran biorą udział w ogrzewaniu wnętrza Ziemi, według Minerals Education Coalition.
- Zbyt duża ekspozycja na tor może prowadzić do chorób płuc, raka płuc i trzustki, zmienić genetykę, choroby wątroby, raka kości i zatrucie metalami, według Lenntech.
Aktualne badania
Prowadzi się wiele badań nad wykorzystaniem toru jako jądra paliwo. Zgodnie z artykułem Royal Society of Chemistry, tor używany w reaktorach jądrowych ma wiele zalet w porównaniu z uranem:
- Tor występuje trzy do czterech razy częściej niż uran.
- Tor jest łatwiejszy do wydobycia niż uran.
- Reaktory z ciekłym fluorem torowym (LFTR) mają bardzo mało odpadów w porównaniu z reaktorami zasilanymi uranem.
- LFTR pracują pod ciśnieniem atmosferycznym zamiast Obecnie potrzebne jest 150 do 160 razy ciśnienie atmosferyczne.
- Tor jest mniej radioaktywny niż uran.
Acco Na podstawie artykułu z 2009 roku naukowców z NASA Alberta J. Juhasza, Richarda A. Raricka i Rajmohana Rangarajana, reaktory torowe zostały opracowane w Oak Ridge National Laboratory w latach 50. XX wieku pod kierunkiem Alvina Weinberga do wspierania programów dotyczących samolotów jądrowych. Program zatrzymał się w 1961 roku na rzecz innych technologii. Według Royal Society of Chemistry, reaktory torowe zostały porzucone, ponieważ nie produkowały tak dużo plutonu, jak reaktory zasilane uranem. W tamtym czasie pluton do celów wojskowych, a także uran, były towarem gorącym z powodu zimnej wojny.
Sam tor nie jest używany jako paliwo jądrowe, ale służy do tworzenia sztucznego izotopu uranu uran-233, według raportu NASA. Tor-232 najpierw absorbuje neutron, tworząc tor-233, który rozpada się na protakt-233 w ciągu około czterech godzin. Protakt-233 powoli rozpada się do uranu-233 w ciągu około dziesięciu miesięcy. Uran-233 jest następnie używany w reaktorach jądrowych jako paliwo.