Numit pentru zeul norvegian al tunetului, toriul este un element argintiu, lustru și radioactiv, cu potențial ca alternativă la uraniu în alimentarea reactoarelor nucleare.
Doar faptele
- Numărul atomic (numărul protonilor din nucleu): 90
- Simbol atomic (pe tabelul periodic al elementelor): Th
- Greutatea atomică (masa medie a atomului): 232,0
- Densitate: 6,8 uncii pe inch cub (11,7 grame pe cm cub)
- Faza la temperatura camerei: Solid
- Punctul de topire: 3.182 grade Fahrenheit (1.750 grade Celsius)
- Punctul de fierbere: 4.790 C
- Numărul izotopilor naturali (atomi ai aceluiași element cu un număr diferit de neutroni): 1. Există, de asemenea, cel puțin 8 izotopi radioactivi creați într-un laborator.
- Cele mai comune izotopi: Th-232 (100 la sută din abundența naturală)
Istorie
În 1815, Jöns Jakob Berzelius, un chimist suedez, a crezut pentru prima dată că a descoperit un nou element al Pământului, pe care l-a numit toriu după Thor, zeul norvegian al războiului, potrivit lui Peter van der Krogt, un istoric olandez. În 1824, însă, s-a stabilit că mineralul era de fapt fosfat de iritru .;
În 1828, Berzelius a primit un eșantion de mineral negru găsit pe insula Løvø în largul coastei Norvegiei de către Hans Morten Thrane Esmark, un mineralogist 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 toriu amestecând mai întâi oxidul de toriu găsit în mineral cu carbon pentru a crea clorură de toriu, care a fost apoi reacționată cu potasiu pentru a produce clorură de toriu și potasiu, conform Chemicool.
Gerhard Schmidt, un chimist german, și Marie Curie, fizician polonez, au descoperit în mod independent că toriu era radioactiv în 1898 în câteva luni între ele, potrivit Chemicool. Schmidt este adesea creditat cu descoperirea.
Ernest Rutherford, un fizician din Noua Zeelandă, și Frederick Soddy, un chimist englez, au descoperit că toriul scade într-un ritm fix în alte elemente, cunoscute și ca timpul de înjumătățire a unui element, potrivit laboratorului național Los Alamos. Această lucrare a fost esențială pentru îmbunătățirea înțelegerii altor elemente radioactive.
Anton Eduard van Arkel și Jan Handrik de Boer, ambii chimisti olandezi, au izolat toriu metalic de înaltă puritate în 1925, potrivit Laboratorului Național Los Alamos.
Cine stia?
- În starea sa lichidă, toriu are un interval de temperatură mai mare decât orice alt element, cu aproape 5.500 de grade Fahrenheit (3.000 de grade Celsius) între punctele de topire și fierbere, potrivit Chemicool.
- Dioxidul de toriu are cel mai mare punct de topire dintre toți oxizii cunoscuți, conform Chemicool.
- Conform Lenntech, torul este aproximativ la fel de abundent ca plumbul și de cel puțin trei ori mai abundent decât uraniul.
- Abundența de toriu în scoarța terestră este de 6 părți pe milion în greutate, potrivit Chemicool. Conform tabelului periodic, toriu este cel de-al 41-lea element cel mai abundent din scoarța terestră.
- Thorium este extras în principal în Australia, Canada, Statele Unite, Rusia și India, potrivit Minerals Education Coalition.
- Nivelurile de toriu se găsesc în roci, sol, apă, plante și animale, conform Agenției pentru Protecția Mediului (EPA) din SUA.
- Concentrații mai mari de toriu se găsesc în mod obișnuit în minerale precum thorit, thorianit, monazit, allanit și zircon, potrivit 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 lui Los Alamos, toriu este creat în miezurile supernovelor și apoi împrăștiat pe galaxie în timpul exploziilor.
- Toriul a fost folosit din 1885 în mantoane cu gaz, care oferă lumina în lămpile cu gaz, potrivit Los Alamos. Datorită radioactivității sale, elementul a fost înlocuit cu alte elemente neradioactive de pământuri rare.
- Toriul este de asemenea utilizat pentru întărirea magneziului, acoperirea sârmei de wolfram în echipamentele electrice, controlând mărimea bobului de tungsten în lămpile electrice, creuzetele la temperatură ridicată, în ochelari, în camerele de fotografiat și lentilele cu instrumente științifice și este o sursă de energie nucleară, potrivit Los Alamos.
- Alte utilizări pentru toriu includ ceramică rezistentă la căldură, motoare pentru avioane și becuri, conform Chemicool.
- Conform Lenntech, toriul a fost utilizat în pasta de dinți până la descoperirea pericolelor de radioactivitate.
- Toriul și uraniul sunt implicați în încălzirea interiorului Pământului, conform Coaliției pentru Educație Minerală.
- Expunerea prea mare a torului poate duce la apariția unor boli pulmonare, cancer pulmonar și pancreatic, modificarea geneticii, bolilor hepatice, cancerului osos și intoxicații cu metale, potrivit Lenntech.
Cercetări curente
Multe cercetări sunt în curs de a folosi toriu ca combustibil nuclear. Conform unui articol al Royal Society of Chemistry, torul utilizat în reactoarele nucleare oferă multe avantaje în ceea ce privește utilizarea uraniului:
- Toriul este de trei până la patru ori mai abundent decât uraniul.
- Toriul este mai ușor extras decât uraniul.
- Reactoarele cu fluor de fluor (LFTR) au foarte puține deșeuri în comparație cu reactoarele alimentate de uraniu.
- LFTR-urile se execută la presiunea atmosferică în loc de 150 până la 160 de ori de presiunea atmosferică necesară în prezent.
- Toriul este mai puțin radioactiv decât uraniul.
Conform unui document din 2009 al cercetătorilor NASA Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick și Rajmohan Rangarajan, reactoarele de toriu au fost dezvoltate la Laboratorul Național Oak Ridge în anii '50, sub conducerea lui Alvin Weinberg pentru susținerea programelor de avioane nucleare. Programul s-a oprit în 1961 în favoarea altor tehnologii. Conform Royal Society of Chemistry, reactoarele de toriu au fost abandonate, deoarece nu produceau atât de mult plutoniu ca reactoarele cu uraniu. La vremea respectivă, plutoniul cu arme, precum și uraniul, era o marfă fierbinte din cauza Războiului Rece.
Toriul în sine nu este utilizat pentru combustibil nuclear, dar este folosit pentru a crea izotopul artificial de uraniu uraniu-233, potrivit raportului NASA. Thorium-232 absoarbe mai întâi un neutron, creând toriu-233, care se descompun la protactium-233 pe parcursul a aproximativ patru ore. Protactium-233 se încetinește încet la uraniu-233 pe parcursul a aproximativ zece luni. Uraniul-233 este apoi utilizat în reactoarele nucleare ca combustibil.
