Наречен за норвежкия бог на гръмотевица, торият е сребрист, лъскав и радиоактивен елемент с потенциал като алтернатива на урана в горивните ядрени реактори.
Само фактите
- Атомно число (брой протони в ядрото): 90
- Атомен символ (в Периодичната таблица на елементите): Th
- Атомно тегло (средна маса на атома): 232.0
- Плътност: 6,8 унции на кубичен инч (11,7 грама на кубически см)
- Фаза при стайна температура: твърда
- Точка на топене: 3182 градуса по Фаренхайт (1750 градуса по Целзий)
- Точка на кипене: 4,790 C
- Брой естествени изотопи (атоми на един и същ елемент с различен брой неутрони): 1. Съществуват и най-малко 8 радиоактивни изотопи, създадени в лаборатория.
- Най-често срещани изотопи: Th-232 (100 процента от естественото изобилие)
История
През 1815 г. Йонс Якоб Берзелиус, шведски химик, за пръв път смята, че е открил нов елемент на Земята, който е нарекъл торий на Тор, норвежкия бог на войната, според Питър ван дер Крогт, холандски историк. През 1824 г. обаче е установено, че минералът всъщност е итриев фосфат;
През 1828 г. Берцелий получава проба от черен минерал, открит на остров Льове край бреговете на Норвегия от Ханс Мортен Трайн Есмарк, норвежки минералог. Минералът съдържа почти 60 процента от неизвестен елемент, който пое името торий; минералът е наречен торит. Минералът също съдържа много известни елементи, включително желязо, манган, олово, калай и уран, според Chemicool.
Berzelius изолира тория, като първо смесва ториев оксид, открит в минерала с въглерод, за да създаде ториев хлорид, който след това реагира с калий за получаване на торий и калиев хлорид, според Chemicool.
Герхард Шмид, немски химик, и Мари Кюри, полски физик, независимо откриха, че торият е радиоактивен през 1898 г. в рамките на няколко месеца един от друг, според Chemicool. Шмид често е кредитиран за откритието.
Ернест Ръдърфорд, физик от Нова Зеландия, и Фредерик Соди, английски химик, откриха, че торият се разпада с фиксирана скорост в други елементи, известни също като полуживот на елемент, според Националната лаборатория в Лос Аламос. Тази работа беше от решаващо значение за по-нататъшното разбиране на други радиоактивни елементи.
Антон Едуард ван Аркел и Ян Хандрик де Бур, двамата холандски химици, изолират металически торий с висока чистота през 1925 г., според Националната лаборатория в Лос Аламос.
Кой знаеше?
- В своето течно състояние торият има по-голям температурен диапазон от всеки друг елемент, с близо 5 500 градуса по Фаренхайт (3000 градуса по Целзий) между точките на топене и кипене, според Chemicool.
- Ториевият диоксид има най-високата точка на топене от всички известни оксиди, според Chemicool.
- Ториумът е почти толкова обилен, колкото оловото и поне три пъти по-обилен от урана, според Lenntech.
- Изобилието на торий в земната кора е 6 тегловни части на милион, според Chemicool. Според периодичната таблица торият е 41-ият най-разпространен елемент в земната кора.
- Ториумът се добива главно в Австралия, Канада, Съединените щати, Русия и Индия, според Коалицията по образование за минерали.
- Следи нивата на торий се намират в скали, почва, вода, растения и животни, според Американската агенция за опазване на околната среда (EPA).
- По-високи концентрации на торий обикновено се намират в минерали като торит, торианит, моназит, аланит и циркон, според Националната лаборатория в Лос Аламос.
- Най-стабилният изотоп на торий, Th-232, има период на полуразпад от 14 милиарда години, според EPA.
- Според Лос Аламос, торият се създава в сърцевините на свръхновите и след това се разпръсва из галактиката по време на експлозиите.
- Ториум се използва от 1885 г. в газови мантии, които осигуряват светлината в газови лампи, според Лос Аламос. Поради своята радиоактивност елементът е заменен от други нерадиоактивни рядкоземни елементи.
- Ториумът се използва също за укрепване на магнезий, покриващ волфрамова тел в електрическо оборудване, контролира размера на зърното на волфрам в електрически лампи, високотемпературни тигли, в очила, в лещи за камери и научни инструменти и е източник на ядрена енергия, според Лос Аламос.
- Друга употреба на тория включва топлоустойчива керамика, двигатели на самолети и електрически крушки, според Chemicool.
- Според Lenntech, торият е бил използван в паста за зъби, докато не бъдат открити опасностите от радиоактивността.
- Торият и уранът участват в отоплението на вътрешността на Земята, според Коалицията по образование за минерали.
- Прекаленото излагане на торий може да доведе до белодробни заболявания, рак на белия дроб и панкреаса, промяна на генетиката, чернодробно заболяване, рак на костите и отравяне с метали, според Lenntech.
Текущи изследвания
Голяма част от изследванията се използват за използване на торий като ядрено гориво. Според статия на Кралското химическо дружество, торий, използван в ядрените реактори, осигурява много ползи от използването на уран:
- Торият е три до четири пъти по-обилен от уран.
- Торият се извлича по-лесно от урана.
- Течните реактори с течен флуорид (LFTR) имат много малко отпадъци в сравнение с реакторите, захранвани от уран.
- LFTR работят при атмосферно налягане, вместо 150 до 160 пъти атмосферно налягане, което е необходимо в момента.
- Торият е по-малко радиоактивен от урана.
Според документ от 2009 г. на изследователи от НАСА Албер Дж. Джухас, Ричард А. Рарик и Раймохан Рангараджан, торийните реактори са разработени в Националната лаборатория Оук Ридж през 50-те години на миналия век под ръководството на Алвин Вайнберг за подкрепа на програми за ядрени летателни апарати. Програмата спира през 1961 г. в полза на други технологии. Според Кралското дружество на химията, торийните реактори са изоставени, защото не произвеждат толкова плутоний, колкото реакторите, захранвани с уран. По онова време плутонийът с оръжие, както и уранът, беше гореща стока поради Студената война.
Самият торий не се използва за ядрено гориво, но се използва за създаване на изкуствен уран изотоп уран-233, според доклада на НАСА. Торий-232 първо абсорбира неутрон, създавайки торий-233, който се разпада до протактий-233 в продължение на около четири часа. Protactium-233 бавно се разпада до уран-233 в продължение на около десет месеца. След това уран-233 се използва в ядрените реактори като гориво.
