Назван за норвешки бог грома, торијум је сребрнаст, сјајан и радиоактиван елемент с потенцијалом као алтернатива уранијуму у горивима нуклеарних реактора.
Само чињенице
- Атомски број (број протона у језгру): 90
- Атомски симбол (на периодичној табели елемената): Тх
- Атомска тежина (просечна маса атома): 232.0
- Густина: 6,8 унци по кубичном инчу (11,7 грама по кубичном цм)
- Фаза на собној температури: Чврста
- Тачка топљења: 3.182 степена Фаренхајта (1.750 степени Целзијуса)
- Тачка кључања: 4.790 Ц
- Број природних изотопа (атома истог елемента са различитим бројем неутрона): 1. Постоји такође најмање 8 радиоактивних изотопа створених у лабораторији.
- Најчешћи изотопи: Тх-232 (100 процената природног обиља)
Историја
Године 1815. Јонс Јакоб Берзелиус, шведски хемичар, прво је помислио да је открио нови елемент Земље, који је назвао торијум по Тору, норвешком богу рата, по холандском историчару Петер ван дер Крогту. Међутим, 1824. године утврђено је да је минерал уствари итријев фосфат;
Године 1828. Берзелиус је добио узорак црног минерала који је на острву Лøвø код обале Норвешке пронашао Ханс Мортен Тхране Есмарк, норвешки минералог. Минерал је садржавао скоро 60 процената непознатог елемента, који је преузео назив торијум; минерал је назван тхорите. Овај минерал је такође садржао многе познате елементе, укључујући гвожђе, манган, олово, коситар и уранијум, наводи Цхемицоол.
Берзелиус је изоловао торијум прво мешањем торијевог оксида пронађеног у минералу са угљеником да би се створио торијујум хлорид, који је затим реаговао са калијумом да би се добио торијум и калијум хлорид, наводи Цхемицоол.
Герхард Сцхмидт, немачки хемичар, и Марие Цурие, пољска физичарка, независно су открили да је торијум радиоактиван 1898. године, у року од неколико месеци, како јавља Цхемицоол. Откриће је често заслужено за Сцхмидта.
Ернест Рутхерфорд, новозеландски физичар, и Фредерицк Содди, енглески хемичар, открили су да торијум пропада фиксном брзином у друге елементе, такође познате као полуживот елемента, према Лос Аламос Натионал Лаборатори. Овај рад је био критичан за унапређење разумевања осталих радиоактивних елемената.
Антон Едуард ван Аркел и Јан Хандрик де Боер, обојица холандских хемичара, изолирали су металик торијум високе чистоће 1925. године, према подацима Националне лабораторије Лос Аламос.
Ко је знао?
- У свом течном стању, торијум има већи температурни опсег од било којег другог елемента, са близу 5.500 степени Фаренхеита (3.000 степени Целзијуса) између талишта и тачке кључања, наводи Цхемицоол.
- Торијум диоксид има највећу тачку топљења од свих познатих оксида, наводи Цхемицоол.
- Торијум је отприлике богат као олово и најмање три пута обилнији од уранијума, каже Леннтецх.
- Цхемицоол наводи да обиље торијума у Земљиној кори износи 6 делова на милион тежине. Према периодичној табели, торијум је 41. најобилнији елемент у Земљиној кори.
- Торијум се углавном копа у Аустралији, Канади, Сједињеним Државама, Русији и Индији, према подацима Минерал Едуцатион Цоалитион.
- Нивои у торијуму у траговима налазе се у стијенама, земљишту, води, биљкама и животињама, према америчкој Агенцији за заштиту животне средине (ЕПА).
- Виша концентрација торијума се обично налази у минералима попут торита, торијанита, моназита, алланита и циркона, према подацима Националне лабораторије Лос Аламос.
- Најстабилнији изотоп торијума, Тх-232, има полуживот од 14 милијарди година, наводи ЕПА.
- Према Лос Аламосу, торијум се ствара у језграма супернова и затим се током експлозија расипа по галаксији.
- Торијум се користио од 1885. у гасним плаштима, који дају светлост у гасним лампама, преноси Лос Аламос. Због своје радиоактивности, елемент су замењени другим нерадиоактивним реткоземним елементима.
- Торијум се такође користи за јачање магнезијума, превлачење волфрамове жице у електричној опреми, контролу величине зрна волфрама у електричним лампама, високотемпературним лончићима, у чашама, сочивима фотоапарата и научних инструмената и извор је нуклеарне енергије, Лос Аламос.
- Цхемицоол наводи да друге употребе за торијум укључују керамику отпорну на топлоту, моторе авиона и сијалице.
- Према Леннтецх-у, торијум се користио у пасти за зубе све док нису откривене опасности од радиоактивности.
- Торијум и уранијум су укључени у загревање Земљине унутрашњости, према Коалицији за образовање минерала.
- Превелика изложеност торијуму може довести до болести плућа, рака плућа и панкреаса, промене генетике, болести јетре, рака костију и тровања металом, према Леннтецх-у.
Тренутно истраживање
Велики део истраживања се бави употребом торијума као нуклеарног горива. Према чланку Краљевског хемијског друштва, торијум који се користи у нуклеарним реакторима пружа многе предности у односу на употребу уранијума:
- Торијум је три до четири пута обилнији од уранијума.
- Торијум се лакше вади од уранијума.
- Течни флуоридни реакторски реактор (ЛФТР) има врло мало отпада у поређењу с реакторима које покреће уранијум.
- ЛФТР раде под атмосферским притиском уместо 150 до 160 пута од атмосферског притиска који је тренутно потребан.
- Торијум је мање радиоактиван од урана.
Према раду из НАСА-иног истраживача Алберта Ј. Јухасза, Рицхарда А. Рарицка и Рајмохана Рангарајана из 2009. године, торијумски реактори развијени су у Националној лабораторији Оак Ридге 1950-их под руководством Алвина Веинберга за подршку програмима нуклеарних авиона. Програм се зауставио 1961. године у корист других технологија. Према краљевском удружењу за хемију, торијумски реактори су напуштени јер нису произвели толико плутонијума као реактори са уранијумом. У то време плутонијум оружја, као и уранијум, био је врућа роба услед хладног рата.
Сам торијум се не користи за нуклеарно гориво, али се користи за стварање вештачког изотопа урана-233, наводи се у извештају НАСА-е. Торијум-232 прво апсорбује неутрон, стварајући торијум-233, који пропада до протактијума-233 током око четири сата. Протацтиум-233 током десетак месеци полако пропада до урана-233. Уран-233 се затим користи у нуклеарним реакторима као гориво.
