Numit pentru zeul nordic al tunetului, toriul este un element argintiu, lucios și radioactiv cu potențial ca alternativă la uraniu în alimentarea reactoarelor nucleare.
Doar faptele
- Număr atomic (numărul de protoni din nucleu): 90
- Simbol atomic (pe Tabelul periodic al elementelor): Th
- Greutatea atomică (masa medie a atomului): 232,0
- Densitatea: 6,8 uncii pe inch cub (11,7 grame pe cm cub)
- Faza la temperatura camerei: solidă
- Punctul de topire: 1.718 grade Celsius; 3.182 grade Fahrenheit
- Punctul de fierbere: 4.790 C (8.654 F)
- Numărul de izotopi naturali (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 1. Există, de asemenea, cel puțin 8 izotopi radioactivi creați într-un laborator.
- Cei mai frecvenți izotopi: Th-232 (100 procent din abundența naturală)
Istorie
În 1815, Jöns Jakob Berzelius, chimist suedez, a crezut pentru prima dată că a descoperit o nouă ureche al treilea element, pe care l-a numit toriu după Thor, zeul norvegian al războiului, potrivit lui Peter van der Krogt, istoric olandez. Cu toate acestea, în 1824 s-a stabilit că mineralul era de fapt fosfat de itriu;
În 1828, Berzelius a primit un eșantion de mineral negru găsit pe insula Løvø de pe coasta Norvegiei de Hans Morten Thrane Esmark , un mineralog norvegian. Mineralul conținea aproape 60 la sută dintr-un element necunoscut, care a preluat numele de toriu; mineralul a fost numit thorite. Mineralul conținea, de asemenea, multe elemente cunoscute, inclusiv fier, mangan, plumb, staniu și uraniu, conform Chemicool.
Berzelius a izolat torul amestecând mai întâi oxidul de toriu găsit în mineral cu carbon pentru a crea clorură de toriu, care a reacționat apoi cu potasiu pentru a produce toriu și clorură de potasiu, conform Chemicool.
Gerhard Schmidt, chimist german și Marie Curie, fizician polonez, au descoperit independent că toriul era radioactiv în 1898 în cadrul unui cuplu luni între ele, conform Chemicool. Schmidt este adesea creditat cu descoperirea.
Ernest Rutherford, fizician din Noua Zeelandă, și Frederick Soddy, chimist englez, au descoperit că torul se descompune cu o rată fixă în alte elemente, cunoscut și ca timpul de înjumătățire al unui element, conform Laboratorului Național Los Alamos. Această lucrare a fost esențială pentru promovarea înțelegerii altor elemente radioactive.
Anton Eduard van Arkel și Jan Handrik de Boer, ambii chimisti olandezi, au izolat toriu metalic de puritate în 1925, conform Laboratorului Național Los Alamos.
Cine știa?
- În stare lichidă, torul are un interval de temperatură mai mare decât orice alt element, cu aproape 5.500 grade Fahrenheit (3.000 grade Celsius) între topire și fierbere puncte, conform Chemicool.
- Dioxidul de toriu are cel mai mare punct de topire dintre toți oxizii cunoscuți, conform Chemicool.
- Toriu este aproximativ la fel de abundent ca plumbul și cel puțin de trei ori mai abundent ca uraniu, conform lui Lenntech.
- Abundența de toriu în scoarța Pământului este de 6 părți pe milion în greutate, conform Chemicool. Conform Tabelului periodic, toriul este cel de-al 41-lea cel mai abundent element de pe Pământ ” Crusta.
- Toriu este exploatat în principal în Australia, Canada, Statele Unite, Rusia și India, potrivit Coaliției pentru educația mineralelor.
- Nivelurile de toriu se găsesc în roci, sol , apă, plante și animale, conform Agenției SUA pentru Protecția Mediului (EPA).
- Concentrații mai mari de toriu se găsesc de obicei în minerale precum torită, torianită, monazit, alanit și zircon, conform Laboratorului Național Los Alamos.
- Cel mai stabil izotop de toriu, Th-232, are un timp de înjumătățire de 14 miliarde de ani, conform EPA.
- Potrivit Los Alamos, torul este creat în nucleele supernovelor și apoi împrăștiat pe galaxie în timpul exploziilor.
- Torul a fost folosit din 1885 în gaz mantile, care furnizează lumina în lămpile cu gaz, potrivit Los Alamos. Datorită radioactivității sale, elementul a fost înlocuit cu alte elemente non-radioactive din pământuri rare.
- Toriu este, de asemenea, utilizat pentru a întări magneziul, acoperind firul de tungsten în echipamentele electrice, controlând mărimea bobului de tungsten în lămpile electrice, creuzete la temperatură ridicată, în ochelari, în aparate de fotografiat și lentile pentru instrumente științifice și este o sursă de energie nucleară, conform Los Alamos.
- Alte utilizări pentru toriu includ ceramică rezistentă la căldură, motoare de aeronave și în becurile, conform Chemicool.
- Potrivit lui Lenntech, torul a fost folosit în pasta de dinți până când au fost descoperite pericole de radioactivitate.
- Toriul și uraniul sunt implicate în încălzirea interiorului Pământului, conform Coaliției pentru educația mineralelor.
- Expunerea prea mare la toriu poate duce la boli pulmonare, cancer pulmonar și pancreatic, modifică geneticile, bolile hepatice, cancerul osos și otrăvirea metalelor, potrivit lui Lenntech.
Cercetări actuale
O mare parte din cercetări se referă la utilizarea torului ca nuclear Potrivit unui articol al Societății Regale de Chimie, toriul utilizat în reactoarele nucleare oferă multe beneficii față de utilizarea uraniului:
- Toriu este de trei până la patru ori mai abundent decât uraniul.
- Toriu se extrage mai ușor decât uraniul.
- Reactoarele cu toriu cu fluorură lichidă (LFTR) au foarte puține deșeuri în comparație cu reactoarele alimentate cu uraniu.
- LFTR-urile rulează la presiune atmosferică în loc de Presiunea atmosferică este de 150 până la 160 de ori necesară în prezent.
- Toriu este mai puțin radioactiv decât uraniul.
Acco În conformitate cu o lucrare din 2009 a cercetătorilor NASA Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick și Rajmohan Rangarajan, reactoarele de toriu au fost dezvoltate la Laboratorul Național Oak Ridge în anii 1950 sub conducerea lui Alvin Weinberg pentru susținerea programelor de aeronave nucleare. Programul sa oprit în 1961 în favoarea altor tehnologii. Potrivit Societății Regale de Chimie, reactoarele de toriu au fost abandonate deoarece nu produceau atât de mult plutoniu cât reactoarele alimentate cu uraniu. La acea vreme, plutoniul de calitate pentru arme, precum și uraniul, erau o marfă fierbinte din cauza Războiului Rece.
Toriu în sine nu este utilizat pentru combustibil nuclear, dar este folosit pentru a crea izotopul de uraniu artificial. uraniu-233, conform raportului NASA. Toriu-232 absoarbe mai întâi un neutron, creând toriu-233, care se descompune în protactiu-233 în decurs de aproximativ patru ore. Protactium-233 se descompune încet la uraniu-233 în decurs de aproximativ zece luni. Uraniul-233 este apoi utilizat în reactoarele nucleare ca combustibil.