Названий для скандинавського бога грому, торій є сріблястим, блискучим та радіоактивним елементом з потенціалом як альтернатива урану в паливних ядерних реакторах.
Просто факти
- Атомне число (кількість протонів у ядрі): 90
- Атомний символ (на Періодичній таблиці елементів): Th
- Атомна маса (середня маса атома): 232,0
- Щільність: 6,8 унції на кубічний дюйм (11,7 грама на кубічний см)
- Фаза при кімнатній температурі: тверда речовина
- Температура плавлення: 3182 градуси Фаренгейта (1750 градусів Цельсія)
- Температура кипіння: 4,790 ° C
- Кількість природних ізотопів (атоми одного і того ж елемента з різною кількістю нейтронів): 1. Також у лабораторії створено щонайменше 8 радіоактивних ізотопів.
- Найпоширеніші ізотопи: Th-232 (100 відсотків природного достатку)
Історія
У 1815 році шведський хімік Йонс Якоб Берцеліус вперше подумав, що виявив новий елемент Землі, який він назвав торієм за Тором, норвезьким богом війни, за словами голландського Пітера ван дер дер Крогта. Однак у 1824 р. Було визначено, що мінерал насправді є фосфатом ітрію;
У 1828 році Берзеліус отримав зразок чорного мінералу, знайденого на острові Леве біля узбережжя Норвегії, норвезьким мінералогом Гансом Мортеном Тране Есмарк. Мінерал містив майже 60 відсотків невідомого елемента, який перейняв назву торій; мінерал отримав назву торит. За даними Chemicool, мінерал також містив багато відомих елементів, зокрема залізо, марганець, свинець, олово та уран.
«Берцелій» виділяв торій, спочатку змішуючи оксид торію, знайдений в мінералі з вуглецем, для створення хлориду торію, який потім реагував з калієм, отримуючи торій і хлорид калію, повідомляє Chemicool.
Герхард Шмідт, німецький хімік, і Марі Кюрі, польська фізика, незалежно виявили, що торій був радіоактивним у 1898 році протягом декількох місяців один за одним, повідомляє Chemicool. Шмідту часто приписують відкриття.
Ернест Резерфорд, фізик з Нової Зеландії, і Фредерік Содді, англійський хімік, виявили, що торій розпадається з фіксованою швидкістю на інші елементи, також відомі як період напіввиведення елемента, повідомляє Національна лабораторія Лос-Аламоса. Ця робота мала вирішальне значення для подальшого розуміння інших радіоактивних елементів.
Антон Едуард ван Аркель і Ян Хандрік де Бур, обидва голландські хіміки, виділили металічний торій високої чистоти в 1925 році, повідомляє Національна лабораторія Лос-Аламоса.
Хто знав?
- У рідкому стані торій має більший діапазон температур, ніж будь-який інший елемент, майже 5 500 градусів Фаренгейта (3000 градусів Цельсія) між точками плавлення і кипіння, повідомляє Chemicool.
- За даними Chemicool, діоксид торію має найвищу температуру плавлення з усіх відомих оксидів.
- За словами Лентеха, торій настільки ж рясний, як свинцевий і щонайменше втричі більший, ніж уран.
- За даними Chemicool, кількість торію в земній корі становить 6 частин на мільйон ваги. Згідно з періодичною таблицею, торій є 41-м найпоширенішим елементом земної кори.
- Торій в основному видобувається в Австралії, Канаді, США, Росії та Індії, повідомляє Коаліція з питань мінеральної освіти.
- За даними Американського агентства з охорони навколишнього природного середовища (EPA), рівень торію виявляється в скелях, грунті, воді, рослинах і тваринах.
- Вища концентрація торію зазвичай міститься в таких мінералах, як торит, торіаніт, моназит, аланіт та циркон, згідно з даними Національної лабораторії Лос-Аламоса.
- Найстабільніший ізотоп торію, Th-232, має період напіввиведення 14 мільярдів років, повідомляє EPA.
- За словами Лос-Аламоса, торій створюється в ядрах наднових, а потім розкидається по галактиці під час вибухів.
- За даними Лос-Аламоса, торій використовувався з 1885 року в газових мантіях, які забезпечують світло в газових лампах. Через свою радіоактивність елемент був замінений іншими нерадіоактивними рідкоземельними елементами.
- Торій також використовується для зміцнення магнію, покриття вольфрамового дроту в електрообладнанні, контролю розміру зерна вольфраму в електричних лампах, високотемпературних тиглях, у келихах, в лінзах камер та наукових приладів, і є джерелом ядерної енергії, згідно з Лос-Аламос.
- Інші види використання торію включають жароміцну кераміку, авіаційні двигуни та лампочки, повідомляє Chemicool.
- За словами Лентеха, торій застосовувався в зубній пасті, поки не було виявлено небезпеки радіоактивності.
- Торій та уран беруть участь у нагріванні надр Землі, повідомляє Коаліція з питань мінеральної освіти.
- Занадто велика кількість впливу торію може призвести до захворювань легенів, раку легенів та підшлункової залози, зміни генетики, захворювань печінки, раку кісток та отруєння металами, повідомляє Lenntech.
Поточні дослідження
Багато досліджень проводить використання торію як ядерного палива. Згідно зі статтею Королівського хімічного товариства, торій, що використовується в ядерних реакторах, дає багато переваг від використання урану:
- Торій в три-чотири рази рясніший, ніж уран.
- Торій легше витягується, ніж уран.
- Рідкі реагенти торію рідкого фтору (LFTR) мають дуже мало відходів порівняно з реакторами, що живляться ураном.
- LFTR працюють при атмосферному тиску замість 150-160 разів більше атмосферного тиску.
- Торій менш радіоактивний, ніж уран.
Згідно з документом, проведеним в 2009 році дослідниками NASA Альбертом Дж. Джахасом, Річардом А. Раріком та Раймоханом Рангараджаном, торійні реактори були розроблені в Національній лабораторії Ок-Рідж в 1950-х роках під керівництвом Елвіна Вайнберга для підтримки програм ядерних літальних апаратів. Програма припинилася в 1961 році на користь інших технологій. За даними Королівського хімічного товариства, торієві реактори були покинуті, оскільки вони не виробляли стільки плутонію, як реактори, що працюють на урані. У той час плутоній озброєння, як і уран, був гарячим товаром через холодну війну.
Сам торій не використовується для ядерного палива, але його використовують для створення штучного ізотопу урану уран-233, згідно з повідомленням NASA. Торій-232 спочатку поглинає нейтрон, створюючи торій-233, який розпадається на протакт-233 протягом приблизно чотирьох годин. Протактій-233 повільно розпадається до урану-233 протягом приблизно десяти місяців. Уран-233 потім використовується в ядерних реакторах як паливо.
