בשם בשם אל הרעם הנורדי, תוריום הוא יסוד כסוף, זוהר ורדיואקטיבי, בעל פוטנציאל כחלופה לאורניום בתדלוק כורים גרעיניים.
רק העובדות
- מספר אטומי (מספר הפרוטונים בגרעין): 90
- סמל אטומי (בלוח האלמנטים התקופתי): Th
- משקל אטומי (המסה הממוצעת של האטום): 232.0
- צפיפות: 6.8 גרם לאינץ מעוקב (11.7 גרם לק"ק)
- שלב בטמפרטורת החדר: מוצק
- נקודת התכה: 3,182 מעלות פרנהייט (1,750 מעלות צלזיוס)
- נקודת רתיחה: 8,654 F (4,790 צלזיוס)
- מספר איזוטופים טבעיים (אטומים של אותו יסוד עם מספר שונה של נויטרונים): 1. ישנם גם לפחות 8 איזוטופים רדיואקטיביים שנוצרו במעבדה.
- האיזוטופים הנפוצים ביותר: Th-232 (100 אחוז מהשפע הטבעי)
היסטוריה
בשנת 1815 חשב ג'ונס יאקוב ברזליוס, כימאי שוודי, לראשונה כי גילה יסוד אדמה חדש, אותו כינה תוריום על שם ת'ור, אל המלחמה הנורדי, על פי פיטר ואן דר קרגט, היסטוריון הולנדי. עם זאת, בשנת 1824 נקבע כי המינרל היה למעשה פתרפט של יטריום .;
בשנת 1828, קיבל Berzelius דגימה של מינרל שחור שנמצא באי Løvø מול חופי נורווגיה על ידי האנס מורטן תראנה אסמרק, מינרלוג נורווגי. המינרל הכיל כמעט 60 אחוז מרכיב לא ידוע, שהשתלט על השם תוריום; המינרל נקרא תוריט. המינרל הכיל גם יסודות ידועים רבים, כולל ברזל, מנגן, עופרת, פח ואורניום, על פי Chemicool.
Berzelius בודד את התוריום על ידי ערבוב תחילה של תחמוצת התוריום שנמצאה במינרל עם פחמן ליצירת תוריום כלוריד, שהגיב אז עם אשלגן כדי להניב תוריום ואשלגן כלוריד, על פי Chemicool.
גרהרד שמידט, כימאית גרמנית, ומארי קירי, פיזיקאית פולנית, גילו באופן עצמאי כי תוריום היה רדיואקטיבי בשנת 1898 תוך מספר חודשים זה מזה, על פי Chemicool. שמידט זוכה לרוב בזכות הגילוי.
ארנסט רות'רפורד, פיזיקאי ניו זילנדי, ופרדריק סודי, כימאי אנגלי, גילו כי תוריום מתפרק בקצב קבוע לגורמים אחרים, הידועים גם כחצי מחצית החיים של היסוד, על פי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס. עבודה זו הייתה קריטית בהעלאת ההבנה של גורמים רדיואקטיביים אחרים.
על פי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס, אנטון אדוארד ואן ארקל וג'אן הנדריק דה בור, שניהם כימאים הולנדים, בידדו תוריום מתכתי גבוה ב -1925.
מי ידע?
- במצבו הנוזלי, יש לתורום טווח טמפרטורות גדול יותר מכל גורם אחר, עם כמעט 5,500 מעלות פרנהייט (3,000 מעלות צלזיוס) בין נקודות התכה לרתיחה, על פי Chemicool.
- על פי Chemicool, נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר של כל תחמוצות הידועות לתוריום.
- תוריום שופע בערך כמו עופרת ולפחות פי שניים כמו אורניום, לפי Lenntech.
- על פי Chemicool, שפע התורום בקרום כדור הארץ הוא 6 חלקים למיליון משקל. על פי הטבלה המחזורית, התוריום הוא היסוד ה -441 השופע ביותר בקרום כדור הארץ.
- על פי נתוני קואליציית החינוך למינרלים, מכרה תוריום בעיקר באוסטרליה, קנדה, ארצות הברית, רוסיה והודו.
- על פי הסוכנות האמריקנית להגנת הסביבה (EPA), רמות עקבות של תוריום נמצאות בסלעים, בקרקע, במים, בצמחים ובעלי חיים.
- על פי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס, ריכוז גבוה יותר של תוריום נמצא בדרך כלל במינרלים כמו תוריט, תוריאניט, מונאזיט, allanite וזירקון.
- לאיזוטופ היציב ביותר של תוריום, Th-232, יש מחצית חיים של 14 מיליארד שנים, לפי ה- EPA.
- על פי לוס אלמוס, תוריום נוצר בליבות הסופרנובות ואז מפוזר ברחבי הגלקסיה במהלך הפיצוצים.
- על פי לוס אלמוס, השתמש ב- Thorium מאז 1885 במעטפות גז המספקות את האור במנורות גז. בשל הרדיואקטיביות שלו, היסוד הוחלף על ידי אלמנטים אדירים נדירים אחרים שאינם רדיואקטיביים.
- תוריום משמש גם לחיזוק מגנזיום, ציפוי חוטי טונגסטן במכשור חשמלי, שליטה על גודל התבואה של טונגסטן במנורות חשמל, כור היתוך בטמפרטורה גבוהה, בכוסות, בעדשות המצלמה והמדע המדעי, ומהווה מקור לכוח גרעיני, על פי לוס אלמוס.
- שימושים אחרים בתורום כוללים קרמיקה עמידה בחום, מנועי מטוסים ובנורות, על פי Chemicool.
- לפי נתוני Lenntech, תורום שימש במשחת שיניים עד שהתגלו סכנות רדיואקטיביות.
- על פי נתוני קואליציית החינוך למינרלים, תוריום ואורניום מעורבים בחימום הפנים של כדור הארץ.
- על פי Lenntech, Lenntech מגלה כי חשיפה רבה מדי של תורום עלולה לגרום למחלות ריאה, סרטן ריאות ולבלב, שינוי גנטיקה, מחלות כבד, סרטן עצמות והרעלת מתכות.
המחקר הנוכחי
מחקר רב עוסק בשימוש בטוריום כדלק גרעיני. על פי מאמר של החברה המלכותית לכימיה, תוריום המשמש בכורים גרעיניים מספק יתרונות רבים על השימוש באורניום:
- תוריום שופע פי שלושה עד ארבע מאורניום.
- תמצית תוריום קלה יותר מאורניום.
- בכורים פלואוריד נוזלי כורי (LFTR) יש מעט מאוד פסולת בהשוואה לכורים המופעלים על ידי אורניום.
- LFTRs פועלים בלחץ אטמוספרי במקום הלחץ האטמוספרי פי 150 עד 160 פעמים הנחוצים כיום.
- תוריום פחות רדיואקטיבי מאורניום.
על פי מאמר משנת 2009 של חוקרי נאס"א אלברט ג'והאש, ריצ'רד א 'ראריק ורג'וחאן רנגארג'אן, פותחו כורי תוריום במעבדה הלאומית אוק רידג בשנות החמישים בהנחיית אלווין וויינברג לתמיכה בתוכניות מטוסים גרעיניים. התוכנית הופסקה בשנת 1961 לטובת טכנולוגיות אחרות. על פי האגודה המלכותית לכימיה, כורים תוריום ננטשו מכיוון שהם לא ייצרו פלוטוניום רב כמו כורים המונעים על ידי אורניום. באותה תקופה פלוטוניום בדרגה נשק, כמו גם אורניום, היו מצרך חם בגלל המלחמה הקרה.
תוריום עצמו אינו משמש לדלק גרעיני, אך הוא משמש ליצירת האיזוטופ האורניום המלאכותי אורניום -233, על פי הדיווח של נאס"א. תוריום -232 סופח תחילה נויטרון ויוצר תוריום -233, שמתרסק לפרוטקטיום -223 במהלך כארבע שעות. Protactium-233 מתרסק לאט לאורניום -233 במהלך כעשרה חודשים. אורניום -223 משמש אז בכורים גרעיניים כדלק.
