Thorium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thoriumprøve i en ampulle. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Posisjon i det periodiske systemet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Th | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Etternavn | Thorium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomnummer | 90 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periode | 7 th periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blokkere | Blokker f | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Actinide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronisk konfigurasjon | [ Rn ] 6d 2 7s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektroner etter energinivå | 2, 8,18,32,18,10, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementets atomiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 232,0377 ± 0,0004 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomic radius (calc) | 179 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalent radius | 206 ± 18.00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksidasjonstilstand | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativitet ( Pauling ) | 1.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oksid | Svak base | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ioniseringsenergier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 6.3067 eV | 2 e : 11,9 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 20,0 eV | 4 e : 28,8 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mest stabile isotoper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkle kroppsfysiske egenskaper | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vanlig tilstand | fast | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumisk masse | 11,72 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystallsystem | Ansiktssentrert kubikk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hardhet | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farge | Sølv, ofte farget med svart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonspunkt | 1750 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kokepunkt | 4.790 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusjonsenergi | 16,1 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fordampningsenergi | 514,4 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molar volum | 19,80 x 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lydens hastighet | 2490 m · s -1 til 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massiv varme | 120 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrisk Strømføringsevne | 6,53 x 10 6 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termisk ledningsevne | 54 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Diverse | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.308 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Radioelement med bemerkelsesverdig aktivitet |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Den Thorium er et grunnstoff , et metall av familien av aktinider , symbol Th og atomnummer 90.
Den ble oppdaget i 1829 av den svenske kjemikeren Jöns Jacob Berzelius og oppkalt etter Thor , den norrøne tordenguden.
Hovedapplikasjonene er i magnesiumlegeringer som brukes til flymotorer. Det ville ha et enormt potensiale som kjernefysisk drivstoff , med sterkt redusert risiko for atomulykker og avfallsproduksjon. Denne ruten blir fortsatt utforsket (med forskjellige typer reaktorer: kjernefysisk reaktor drevet av en akselerator , smeltet saltreaktor , høytemperaturreaktor (HTR) osv.) I tråd med thorium-kjernekraftverksprosjektet designet og utviklet av den franske ingeniøren Edgard Nazare på 1950-tallet.
Thorium ble oppdaget som et svart mineral på øya Løvøy, Norge , av Morten Thrane Esmark . Esmark sendte en prøve til faren, professor Jens Esmark , en fremtredende mineralog , som ikke var i stand til å identifisere den, og sendte en prøve til den svenske kjemikeren Jöns Jakob Berzelius for undersøkelse i 1828. Berzelius analyserte den, og kalte det nye elementet thorium , etter Thor, den skandinaviske tordenguden.
Dette nye metallet forble praktisk talt ubrukt til oppfinnelsen av glødelampen i 1885. Thorium ble brukt mye i disse lampene til markedet kollapset på slutten av første verdenskrig.
Thorium-radioaktivitet ble uavhengig oppdaget i 1898 av fysiker Marie Curie og kjemiker Gerhard Carl Schmidt .
Mellom 1900 og 1903 demonstrerte Ernest Rutherford og Frederick Soddy at thorium forfaller i henhold til en lov om eksponentiell forfall til en rekke andre elementer. Denne observasjonen førte til identifisering av halveringstiden som en av de viktigste egenskapene knyttet til α-partikler , eksperimenter som førte dem til deres teori om radioaktivitet .
Den smeltede sonefremgangsmåten som ble oppdaget av Eduard van Arkel og Jan Hendrik de Boer i 1925, produsert med høy renhet metallisk torium.
Tidlig i studien av radioaktivitet ble navnet ionium (symbol Io) gitt til isotopen 230 Th, som ble funnet i forfallskjeden til uran-238 , før man skulle gjøre rede for at thorium og ionium var kjemisk identiske.
Når det er rent, er thorium et gråhvitt metall som beholder glansen i flere måneder, takket være oksidet som beskytter det. Imidlertid, når den blir utsatt for oksygen , svermer thorium sakte i luften, blir grå og til slutt svart.
Thoriummetallpulver er ofte pyroforisk og må håndteres med forsiktighet. Oppvarmet i luft kan thoriumspon antennes og brenne sterkt med hvitt lys.
Thorium er det elementet som har det største temperaturområdet for sin flytende tilstand: 3033 K mellom smeltepunktet og kokepunktet (ved atmosfærisk trykk ).
Alle thorium isotoper er radioaktive. Naturlig thorium består nesten utelukkende av thorium 232 , som har en veldig lang halveringstid ( 14 milliarder år). På grunn av den betydelige forekomsten av thorium 230 ( molær brøkdel i størrelsesorden 2,2 × 10 −4 ), er thorium imidlertid ikke et mononukleidisk element .
Thorium-232 er en fruktbar isotop : absorberer et nøytron , det overføres til thorium-233 (radioaktivt), som deretter forfaller til protaktinium 233 (radioaktivt), som i sin tur forfaller uran 233 , fissilt .
Dens spesifikke aktivitet er 4,10 × 10 3 Bq g −1 .
Naturlig thorium forfaller saktere enn de fleste andre radioaktive materialer, og alfastrålingen som sendes ut, kan ikke trenge gjennom menneskelig hud. Å holde og håndtere små mengder thorium, slik som de som er inneholdt i en glødende hylse , anses som trygt så lenge man ikke skal puste inn eller innta thorium, for eksempel etter en thoriumbrann i kjernefysisk industri .
Det er bare en radiologisk fare ved innånding eller massiv svelging - lungene og andre indre organer kan påvirkes av alfastråling. Massiv eksponering for aerosolisert thorium kan føre til økt risiko for kreft i lungene , bukspyttkjertelen og blodet . Massiv inntak av thorium fører til økt risiko for leversykdom .
Radiotoksisiteten til thorium 232 (den eneste naturlige isotopen) blir evaluert ved 2,3 × 10 −7 Sv Bq −1 ved svelging og 1,1 × 10 −4 Sv Bq −1 ved innånding. Den spesifikke aktiviteten til thorium er 4,1 kBq / g , en effektiv dose av en sievert (objektivt farlig størrelsesorden om gangen) vil bli oppnådd ved å inhalere 2,22 g thorium eller ved å innta 1,06 kg metall. På den ene siden er imidlertid den årlige grenseverdien for kjernearbeidere 20 mSv (44,4 mg inhalert thorium 232), på den andre siden er disse verdiene verdiene til thorium 232 alene, men naturlig thorium er i sekulær likevekt med dets etterkommere, noe som gjør det nødvendig å vurdere deres radiotoksisitet, er det av denne grunn klassifisert blant de farligste radionuklidene.
Dette elementet har ingen kjent biologisk rolle. Det brukes noen ganger som kontrastmiddel for røntgenstråler .
Den thorium nedbrytningskjeden produserer "toron" ( 220 Rn ), som er en alfa-emitter og presenterer en teoretisk radiologisk risiko som med alle isotoper av radon , dens gassformige tilstand slik at det er utsatt for å bli lett inhaleres. Den svært lave halveringstiden (55,6 sekunder) gjør den veldig mobil i praksis. Imidlertid er det fortsatt ønskelig å ventilere områdene der thorium lagres eller håndteres i store mengder.
Svakt radioaktivt forfaller thorium 232 veldig sakte ( halveringstiden , 1,405 × 10 10 år, er omtrent tre ganger jordens alder ). Bare en femtedel av thorium som opprinnelig er tilstede på jorden har desintegrert til formen, i det endelige radioaktive kjeden , jo ledningen 208 . Thorium-232 er også begrepet lengre halveringstid for forfallskjeden til plutonium-244 , en av radioaktivitet .
Thorium finnes i små mengder i de fleste bergarter og jord , det er fire ganger mer rikelig enn uran , omtrent like vanlig som bly . En normal bakke inneholder i gjennomsnitt omtrent 12 deler per million (ppm) thorium.
Thorium finnes i flere mineraler . Thoriummalm er ThSiO 4 thorite, thorianitt ThO 2og spesielt monazitt (Ce, La, Nd, Th) PO 4, det vanligste, thorium sjeldne jordfosfat, som kan inneholde opptil ca. 12% thoriumoksid.
Det er store innskudd i Frankrike ( Bretagne ), Australia , India og Tyrkia . Monoritt med høyt thorium finnes i Afrika, Antarktis, Australia, Europa, Nord-Amerika og Sør-Amerika.
Andre isotoper av thorium finnes i spormengder. I thorium nedbrytningskjeden ( 228 Th; 1,91 år); uran 238 ( 230 Th; 75 000 år); og uran 235 ( 231 t; 25,2 t). Deres korte levetid resulterer i en betydelig spesifikk aktivitet , og gjør dem mye mer radioaktive enn 232 Th; men i hopetall er de av ubetydelig overflod.
Thorium ekstraheres hovedsakelig fra monazitt , gjennom flertrinnsbehandling.
Først blir monazitt sand oppløses i en uorganisk syre , slik som svovelsyre (H 2 SO 4 ). For det andre ekstraheres thorium til en organisk fase som inneholder et amin . Deretter separeres den ved hjelp av ioner som nitrater, klorid, hydroksid eller karbonat, noe som igjen får thorium til å passere i den vandige fasen. Til slutt blir thorium utfelt i relativt uren form og samlet og deretter omdannet til thoriumnitrat .
Reaksjonen mellom monazitt og en konsentrert løsning av natriumhydroksid (NaOH) kan også utnyttes. Dette gir som produkt et fast hydroksyd som deretter kan behandles med en uorganisk syre som saltsyre (HCl). Tilsetningen av natriumhydroksyd til løsningen oppnådd etter behandling fører til utfelling av relativt urent thoriumhydroksyd som således kan skilles fra løsningen. Det oppnådde hydroksidet plasseres i kontakt med salpetersyre (HIKKEO 3), noe som gir thoriumnitrat.
Nitratet oppnådd ved disse to prosessene renses ved å oppløse i tributylfosfat fortynnet i et passende hydrokarbon og eksponere den oppnådde løsningen for salpetersyre, som har den konsekvens at en stor del av de gjenværende sjeldne jordarter og andre metalliske urenheter elimineres . Den uran eventuelt tilstedeværende rester i den samme oppløsning som thorium. For å skille dem, blir tributylfosfatløsningen igjen utsatt for salpetersyre, og etterlater uran i denne løsningen og drar thorium ut av den.
Det oppnådde rensede thoriumnitrat kan eventuelt termolyseres for å gi thoriumdioksid (ThO 2)
Reduksjonen av ThO 2passerer gjennom thoriumfluorid (ThF 4) dannet under reaksjonen mellom thoriumdioksid og gassformet hydrogenfluorid (HF). ThF 4blir deretter blandet med kalsium og et halogenid av sink (klorid eller fluorid), hvor enheten er i pulverform. Blandingen, brakt til rundt 650 ° C i et spesifikt kammer, gir en legering av thorium og sink og kalsiumklorid eller fluor, avhengig av reaksjonene:
THF 4 + 3 Ca + ZnCl 2 → Th + Zn + 2 CaF 2 + CaCl 2 ; ThF 4 + 3 Ca + ZnF 2 → Th + Zn + 3 CaF 2 .Den resulterende legeringen bringes deretter over 907 ° C , kokepunktet for sink, men under thoriumets smeltepunkt , og etterlater en thorium- svamp som deretter smeltes og støpes til ingots.
Thorium har mange industrielle applikasjoner:
I tillegg er det lovende for dets anvendelser innen kjernekraft: den (jordiske) overfloden av thorium 232 er 3 til 4 ganger større enn uran 238 (den andre fruktbare naturlige isotopen). Thorium utgjør således en viktig reserve av kjernekraft på grunn av sin overflod; det kunne dermed gi mer energi enn uran, kull og petroleum tilsammen. Bruken krever utvikling av en ny linje av oppdretter atomreaktorer .
Thorium, sammen med uran og plutonium , kan brukes som drivstoff i en atomreaktor . Selv om det ikke er spaltbart alene, er 232 Th en fruktbar isotop som uran 238 . I en reaktor er den i stand til å absorbere et nøytron (termisk eller sakte) for etter to beta-utslipp å produsere et uran 233- atom , som er fissilt. Mekanismen er som følger: 232 Th absorberer et nøytron for å bli 233 Th som i prinsippet avgir et elektron og et antineutrino ( ) ved β-forfall - for å transformere til protactinium 233 ( 233 Pa), som fremdeles avgir et elektron og en anti-nøytrino ved et annet β-forfall - å transformere til uran 233 ( 233 U) med en periode på omtrent 27 dager:
Det brukte drivstoffet kan deretter slippes ut fra reaktoren, uran 233 skilles fra thorium (som er en relativt enkel prosess, siden det er en kjemisk separasjon og ikke en isotopisk separasjon ), og injiseres på nytt i en annen reaktor som en del av et lukket kjernebrensel. syklus .
Som et fissilt produkt har uran 233 ( 233 U) bedre egenskaper enn de to andre fissile isotoper som brukes i atomindustrien , uran 235 og plutonium 239 . Med langsomme nøytroner spaltes det og gir flere nøytroner per absorbert nøytron (derimot, i raske nøytronreaktorer øker nøytronutbyttet av plutonium 239 betydelig og overstiger det for thorium). Fra spaltbare materialer ( 235 U eller 239 Pu) er det mulig å bruke det i en mer effektiv oppdrettersyklus enn det som for øyeblikket er mulig med plutonium eller uran.
Det er foreslått forskjellige måter å utnytte energien til thorium på.
Utnyttelse av thorium av smeltede saltreaktorer i dag ser ut til å være den mest lovende ruten; det blir studert i flere land som Frankrike, USA, Kina, India og Japan.
Ytterligere forskning så vel som betydelige økonomiske og industrielle ressurser er fremdeles nødvendig for bygging av kommersielle reaktorer.
Imidlertid virker gjennomførbarheten til teknologien nesten sikker, med 2025-horisonten som blir fremmet av de mest avanserte utviklingsteamene.
I januar 2012, en mening fra Paris Academy of Sciences understreker viktigheten for atomindustrien av å støtte forskning på nye teknologier som fjerde generasjons reaktorer og thoriumsektoren.
Som en fruktbar isotop er thorium et av materialene som omfattes av traktaten om ikke-spredning av atomvåpen .
I Frankrike er thorium et kjernefysisk materiale hvis besittelse er regulert (artikkel R1333-1 i forsvarskoden).
I 2018 kunngjorde Kina, med økende luftforurensning, spesielt på grunn av fossile brensler, at de blant annet ønsket å utvikle forskning på thorium i landet, med sikte på å bygge en prototype. Av smeltet saltreaktor avfyrt med thorium rundt 2028 (dvs. om 10 år fremfor 25 år som tidligere kunngjort), som teoretisk kunne produsere mindre radioaktivt avfall enn et urankraftverk, med kortere levetid (500 år). Det bør utvikles et forskningssenter i Shanghai med forskere som fremdeles er forsiktige: “vi vet fortsatt ikke mye om de fysiske og kjemiske egenskapene til thorium. Det er så mange problemer som skal løses på så kort tid, "minnes professor Li Zhong (spesielt om håndtering av korrosiviteten til smeltede salter).
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 1. 3 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Hei | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | |||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Den | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Ess | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | Jeg | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | De | Dette | Pr | Nd | Pm | Sm | Hadde | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lese | Hf | Din | W | Re | Bein | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Nei | 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- metaller |
Alkalisk jord |
Lanthanides |
Overgangs metaller |
Dårlige metaller |
metall loids |
Ikke- metaller |
halogen gener |
Noble gasser |
Varer uklassifisert |
Actinides | |||||||||
Superaktinider |