Torium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Toriumnäyte ampullissa. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sijainti jaksollisessa taulukossa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symboli | Th | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sukunimi | Torium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomiluku | 90 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ryhmä | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aika | 7 th aikana | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lohko | Lohko f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Element perhe | Actinide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroninen kokoonpano | [ Rn ] 6d 2 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronit by energiataso | 2, 8,18,32,18,10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic ominaisuudet elementin | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomimassa | 232,0377 ± 0,0004 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomisäde (laskettu) | 179 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenttinen säde | 206 ± 18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hapetustila | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegatiivisuus ( Pauling ) | 1.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksidi | Heikko pohja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionisointienergiat | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 6.3067 eV | 2 e : 11,9 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 20,0 eV | 4 e : 28,8 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vakaimmat isotoopit | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Yksinkertaiset kehon fyysiset ominaisuudet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tavallinen tila | kiinteä | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tilavuusmassa | 11,72 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallijärjestelmä | Kasvokeskeinen kuutio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovuus | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Väri | Hopea, usein mustalla tahra | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fuusiopiste | 1750 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kiehumispiste | 4790 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fuusioenergia | 16,1 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Höyrystysenergia | 514,4 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molaarinen tilavuus | 19,80 × 10-6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Äänen nopeus | 2490 m · s -1 - 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massalämpö | 120 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sähkönjohtavuus | 6,53 x 10 6 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lämmönjohtokyky | 54 W · m- 1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eri | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100,028,308 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varotoimenpiteet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelementti, jolla on merkittävää toimintaa |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SI- ja STP- yksiköt, ellei toisin mainita. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Torium on alkuaine , joka on metallia ja perheen aktinidien , symboli Th ja järjestysluku 90.
Sen löysi vuonna 1829 ruotsalainen kemisti Jöns Jacob Berzelius ja se nimettiin Thorin , ukkosen jumalan, jumalan mukaan.
Sen pääasiallisia sovelluksia ovat lentokoneiden moottoreissa käytettävät magnesiumseokset . Sillä olisi valtavat mahdollisuudet ydinpolttoaineena , ja ydinonnettomuuksien ja jätteiden syntymisen riski vähenisi huomattavasti. Tämä reitti on edelleen tutkitaan (eri tyyppisiä reaktoreita: ydinreaktorin ohjaa kiihdyttimen , sulan suolan reaktorin , korkean lämpötilan reaktorin (HTR), jne.) Mukaisesti torium -ydinvoimalaitoshankkeen suunniteltu ja kehitetty ranskalainen insinööri Edgard Nazare 1950-luvulla.
Torium löydettiin mustana mineraali saarella Løvøy, Norja , jonka Morten Thrane Esmark . Esmark lähetti näytteen isälleen, professori Jens Esmark , joka on ansioitunut mineralogi , joka ei kyennyt tunnistamaan sitä, ja lähetti näytteen ruotsalainen kemisti Jöns Jacob Berzelius tutkittavaksi vuonna 1828. Berzelius analysoitu sitä, ja nimettiin uusi elementti torium , kun Thor, skandinaavinen ukkosenjumala.
Tämä uusi metalli pysyi käytännössä käyttämättömänä siihen asti, kunnes keksittiin hehkulamppu vuonna 1885. Toriumia käytettiin laajasti näissä lampuissa, kunnes markkinat romahtivat ensimmäisen maailmansodan lopussa.
Torium-radioaktiivisuuden löysivät itsenäisesti vuonna 1898 fyysikko Marie Curie ja kemisti Gerhard Carl Schmidt .
Vuosien 1900 ja 1903 välillä Ernest Rutherford ja Frederick Soddy osoittivat, että torium hajoaa eksponentiaalisen hajoamisen lain mukaan joukoksi muita elementtejä. Tämä havainto johti puoliintumisajan tunnistamiseen yhtenä tärkeistä a-hiukkasiin liittyvistä ominaisuuksista , kokeista, jotka johtivat heidät radioaktiivisuuden teoriaan .
Sula vyöhyke menetelmä , löysi Eduard van Arkel ja Jan Hendrik de Boer 1925, tuotetaan erittäin puhdasta metallia toriumia.
Aikaisin tutkimuksessa radioaktiivisuuden, nimi ionium (symboli Io) annettiin isotoopin 230 Th, löytyy hajoamisketjun ja uraani-238 , ennen kuin yksi ei pitäisi tehdä huomioon, että torium ja ionium olivat kemiallisesti identtisiä.
Puhdas torium on harmaavalkoinen metalli, joka säilyttää kiillonsa useita kuukausia sitä suojaavan oksidin ansiosta . Kuitenkin kun altistuvat happea , torium hitaasti tahraa ilmassa, muuttuu harmaaksi ja lopulta mustaksi.
Toriummetallijauhe on usein pyroforista ja sitä on käsiteltävä varoen. Ilmassa lämmitettävät toriumlaastut voivat syttyä ja palaa kirkkaasti valkoisella valolla.
Torium on alkuaine, jolla on suurin nestealueen lämpötila-alue: 3033 K sulamispisteen ja kiehumispisteen välillä ( ilmakehän paineessa ).
Kaikki torium- isotoopit ovat radioaktiivisia. Luonnollinen torium koostuu melkein yksinomaan torium 232: sta , jolla on erittäin pitkä puoliintumisaika ( 14 miljardia vuotta). Torium 230: n merkittävän runsauden ( moolifraktio suuruusluokkaa 2,2 × 10 −4 ) vuoksi torium ei kuitenkaan ole mononukleidinen elementti .
Torium-232 on hedelmällinen isotooppi : absorboi neutronin , se muuttuu torium-233: ksi (radioaktiivinen), joka sitten hajoaa protactinium 233: ksi (radioaktiivinen), joka hajoaa puolestaan uraani 233 , halkeamiskykyinen .
Sen spesifinen aktiivisuus on 4,10 x 10 3 Bq g -1 .
Luonnollinen torium hajoaa hitaammin kuin useimmat muut radioaktiiviset materiaalit, eikä päästetty alfasäteily pääse tunkeutumaan ihmisen ihoon. Hallussapito ja käsittely pieniä määriä toriumin kaltaisia sisältämillä hehkulamppu hihassa , pidetään turvallisena niin kauan kuin ei tule hengittää tai nielemään torium, esimerkiksi seuraavat torium tulipalon yhteydessä on ydinteollisuuden .
Se on vain säteilyvaara hengitettynä tai massiivisesti nauttimalla - alfa-säteily voi vaikuttaa keuhkoihin ja muihin sisäelimiin. Massiivinen altistuminen aerosolimaisten torium voi johtaa lisääntynyt riski syövän ja keuhkosyövän , The haima ja verta . Massiivinen toriumin nauttiminen johtaa lisääntyneeseen maksasairauden riskiin .
Torium 232: n (ainoa luonnollinen isotooppi) radiotoksisuus arvioidaan 2,3 × 10-7 Sv Bq -1 nieltynä ja 1,1 × 10-4 Sv Bq -1 hengitettynä. Toriumin ominaisaktiivisuus on 4,1 kBq / g , yhden sievertin tehokas annos (objektiivisesti vaarallinen suuruusluokka kerrallaan) saavutettaisiin hengittämällä 2,22 g toriumia tai nielemällä 1,06 kg metallia. Kuitenkin, toisaalta, vuosittainen altistuksen raja-arvo ydinvoimalatyöntekijöiden on 20 mSv (44,4 mg inhaloitavan torium 232), toisaalta nämä arvot ovat ne, toriumin 232 yksin, mutta luonnollinen toriumin on maallinen tasapainossa kanssa Sen jälkeläiset, minkä vuoksi on välttämätöntä ottaa huomioon niiden radiotoksisuus, se luokitellaan tästä syystä vaarallisimpiin radionuklidiin.
Tällä elementillä ei ole tunnettua biologista roolia. Se on joskus käytetään varjoaineena varten röntgenkuvat .
Torium hajoamisketjun tuottaa ”toronin” ( 220 Rn ), joka on alfa-lähettimen ja esittelee teoreettinen radiologisen riski kaikki isotoopit radon , kaasumaisessa tehden herkiksi helposti hengitettynä. Sen erittäin pieni puoliintumisaika (55,6 sekuntia) tekee siitä käytännössä erittäin liikkuvan. On kuitenkin toivottavaa tuulettaa alueet, joissa toriumia varastoidaan tai käsitellään suurina määrinä.
Heikosti radioaktiivinen torium 232 hajoaa hyvin hitaasti (sen puoliintumisaika , 1,405 × 10 10 vuotta, on noin kolminkertainen maan ikään ). Vain viidesosa torium alunperin läsnä maapallolla on hajonnut, jolloin muodostuu lopullisessa radioaktiivisen ketju , johtoon 208 . Torium-232 on myös termi pidemmän puoli-elämän hajoamisketjun ja plutoniumin-244 , pois radioaktiivisuus .
Toriumia esiintyy pieninä määrinä useimmissa kivissä ja maaperässä , sitä on neljä kertaa enemmän kuin uraania , suunnilleen yhtä yleistä kuin lyijyä . Normaali kenttä sisältää keskimäärin noin 12 miljoonasosaa (ppm) toriumia.
Toriumia esiintyy useissa mineraaleissa . Toriummalmit ovat ThSiO 4- toriittia, torianiitti ThO 2ja erityisesti monasiitti (Ce, La, Nd, Th) PO 4, yleisin, harvinainen maametalli toriumfosfaatti, joka voi sisältää jopa noin 12% toriumoksidia.
Suuria talletuksia on Ranskassa ( Bretagnessa ), Australiassa , Intiassa ja Turkissa . Korkea toriummonasiitti löytyy Afrikasta, Etelämantereelta, Australiasta, Euroopasta, Pohjois-Amerikasta ja Etelä-Amerikasta.
Muut isotooppeja Toriumin löytyy pieniä määriä. Vuonna torium hajoamisketjua ( 228 Th; 1,91 vuotta); uraani 238 ( 230 Th; 75 000 vuotta); ja uraani 235 ( 231 Th; 25,2 h). Niiden lyhyt elinikä johtaa merkittävään spesifiseen aktiivisuuteen ja tekee niistä paljon radioaktiivisempia kuin 232 Th; mutta joukkoina ne ovat vähäpätöisiä.
Torium uutetaan pääasiassa monasiitista monivaiheisella käsittelyllä.
Ensinnäkin monatsiitti hiekka liuotetaan epäorgaaninen happo , kuten rikkihappo (H 2 SO 4 ). Toiseksi torium uutetaan orgaaniseen faasiin, joka sisältää amiinia . Sitten se erotetaan ionien, kuten nitraattien, kloridin, hydroksidin tai karbonaatin avulla, mikä taas saa toriumin siirtymään vesifaasiin. Lopuksi torium saostetaan suhteellisen epäpuhtaassa muodossa, kerätään ja muunnetaan sitten toriumnitraatiksi .
Monatsiitin ja väkevän natriumhydroksidiliuoksen (NaOH) välistä reaktiota voidaan myös hyödyntää. Tämä antaa tuotteeksi kiinteän hydroksidin, joka voidaan sitten käsitellä epäorgaanisella hapolla, kuten suolahapolla (HCI). Natriumhydroksidin lisääminen käsittelyn jälkeen saatuun liuokseen johtaa suhteellisen epäpuhtaan toriumhydroksidin saostumiseen, joka voidaan siten erottaa liuoksesta. Saatu hydroksidi saatetaan kosketukseen typpihapon (HEIO 3), jolloin saadaan toriumnitraattia.
Näillä kahdella prosessilla saatu nitraatti puhdistetaan liuottamalla sopivaan hiilivetyyn laimennetulla tributyylifosfaatilla ja altistamalla saatu liuos typpihapolle, minkä seurauksena eliminoidaan suuri osa jäännösharvinaisista maametalleista ja muista metallisista epäpuhtauksista. Mahdollisesti läsnä oleva uraani pysyy samassa liuoksessa kuin torium. Niiden erottamiseksi tributyylifosfaattiliuos altistetaan jälleen typpihapolle, jättäen uraani tähän liuokseen ja vetämällä toriumia siitä pois.
Puhdistettu toriumnitraatti saatu voivat mahdollisesti olla thermolyzed antaa toriumdioksidi (ThO 2)
Th: n pelkistysO 2kulkee toriumfluoridin (ThF 4), joka muodostuu toriumdioksidin ja kaasumaisen fluorivedyn (HF) välisessä reaktiossa . ThF 4sekoitetaan sitten kalsiumia ja halogenidi on sinkkiä (kloridi tai fluoridi), kokoonpanon ollessa jauheen muodossa. Seos, joka on saatettu noin 650 ° C : seen tietyssä kammiossa, antaa torium- ja sinkkiseoksen sekä kalsiumkloridia tai fluoridia reaktioista riippuen:
THF 4 + 3 Ca + ZnCI 2 → Th + Zn + 2 CaF 2 + CaCl 2 ; THF 4 + 3 Ca + ZnF 2 → Th + Zn + 3 CaF 2 .Saatu lejeerinki saatetaan sitten yli 907 ° C , kiehumispiste sinkin, mutta alle sulamispisteen torium, jättäen toriumia sieni , joka sitten sulatetaan ja valetaan harkoiksi.
Toriumilla on monia teollisia sovelluksia:
Lisäksi se on lupaava sovelluksilleen ydinenergiassa: torium 232: n (maanpäällinen) runsaus on 3-4 kertaa suurempi kuin uraani 238: lla (toinen hedelmällinen luonnollinen isotooppi). Torium muodostaa siten tärkeän ydinenergiavarannon sen runsauden vuoksi; se voisi siten tuottaa enemmän energiaa kuin uraani, hiili ja öljy yhteensä. Sen käyttö edellyttää, että kehitetään uusi rivi kasvattaja ydin- reaktoreita .
Toriumia, yhdessä uraanin ja plutoniumin kanssa , voidaan käyttää polttoaineena ydinreaktorissa . Vaikka se ei ole itsessään halkeamiskykyinen , 232 Th on hedelmällinen isotooppi, kuten uraani 238 . Reaktorissa se pystyy absorboimaan neutronin (termisen tai hitaan) tuottamaan kahden beetapäästön jälkeen uraanin 233- atomin , joka on halkeamiskykyinen. Mekanismi on seuraava: 232 Th absorboi neutronin 233 Th: ksi, joka periaatteessa lähettää β-hajoamisen kautta elektronin ja antineutriinon ( ) - muuttuakseen protaktiniumiksi 233 ( 233 Pa), joka edelleen lähettää elektronin ja anti-neutriino toisen β-hajoamisen avulla - muuttuu uraaniksi 233 ( 233 U) noin 27 päivän ajanjaksolla:
Käytetty polttoaine voidaan sitten tyhjentää reaktorista, uraani 233 erotetaan toriumista (mikä on suhteellisen yksinkertainen prosessi, koska se on kemiallinen erotus eikä isotooppierotus ) ja syötetään toiseen reaktoriin osana suljettua ydinpolttoainetta sykli .
Fissioituvana tuotteena uraanilla 233 ( 233 U) on paremmat ominaisuudet kuin kahdella muulla ydinteollisuudessa käytetyllä halkeamiskykyisellä isotoopilla , uraanilla 235 ja plutoniumilla 239 . Hitailla neutroneilla se hajoaa, jolloin saadaan enemmän neutroneja absorboitua neutronia kohden (toisaalta nopeassa neutronireaktorissa plutonium 239: n neutronituotto kasvaa huomattavasti ylittäen toriumin). Halkeilevista materiaaleista ( 235 U tai 239 Pu) on mahdollista käyttää sitä tehokkaammassa kasvatusjaksossa kuin mitä plutoniumilla tai uraanilla tällä hetkellä on mahdollista.
Toriumin energian hyödyntämiseksi on ehdotettu erilaisia tapoja.
Toriumin hyödyntäminen sulasuolan ydinreaktoreissa näyttää nykyään olevan lupaavin reitti; sitä tutkitaan useissa maissa, kuten Ranskassa, Yhdysvalloissa, Kiinassa, Intiassa ja Japanissa.
Kaupallisten reaktorien rakentamiseen tarvitaan edelleen lisätutkimuksia sekä merkittäviä taloudellisia ja teollisia resursseja.
Teknologian toteuttamiskelpoisuus näyttää kuitenkin melkein varma, ja kehittyneimmät kehitystiimit esittävät vuoden 2025 horisontin.
Sisään tammikuu 2012, Pariisin tiedeakatemian lausunnossa korostetaan ydinteollisuudelle merkitystä uusien teknologioiden, kuten neljännen sukupolven reaktorien ja toriumsektorin, tutkimuksen tukemisessa.
Koska hedelmällinen isotooppi , torium on yksi, joita koskevat sopimuksen ydinsulkusopimuksen ydinaseiden .
Ranskassa torium on ydinmateriaali, jonka hallussapitoa säännellään (puolustuslain R1333-1 artikla).
Vuonna 2018 , Kiinassa, kohdistuu yhä suurempia ilman pilaantumista, erityisesti siksi, että fossiilisten polttoaineiden, ilmoitti, että se halusi muun mahdollisia ratkaisuja, kehittää tutkimusta torium maassa, jonka tarkoituksena on rakentaa prototyypin. On sulasuolareaktori ammuttu torium noin 2028 (eli 10 vuodessa eikä 25 vuodessa, kuten aiemmin ilmoitettiin), mikä voisi teoriassa tuottaa vähemmän radioaktiivista jätettä kuin uraanivoimalaitos, jonka käyttöikä on lyhyempi (500 vuotta). Shanghaissa tulisi kehittää tutkimuskeskus, jossa on edelleen varovaisia tutkijoita: ”emme vielä tiedä paljon toriumin fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista. On niin paljon ongelmia ratkaistavissa niin lyhyessä ajassa ”, muistelee professori Li Zhong (erityisesti sulasuolojen syövyttävyyden hallinnasta).
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Olla | B | VS | EI | O | F | Syntynyt | |||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Joo | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Se | Sc | Ti | V | Kr | Mn | Fe | Co | Tai | Cu | Zn | Ga | Ge | Ässä | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Huom | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Sisään | Sn | Sb | Sinä | Minä | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Tämä | PR | Nd | Pm | Sm | Oli | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lukea | Hf | Sinun | W | Re | Luu | Ir | Pt | Klo | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Klo | Rn | ||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Voisi | Olen | Cm | Bk | Vrt | On | Fm | Md | Ei | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
alkali Metals |
Alkalinen maa |
Lantanidit |
siirtyminen metallit |
Huono metalli |
Metalli- aukot |
Ei- metallit |
halogeeni geenit |
Noble kaasujen |
Kohteet luokittelemattomat |
Aktinidit | |||||||||
Superaktinidit |