Poimenovan po norveškem bogu groma, torij je srebrnast, sijoč in radioaktiven element s potencialom kot alternativa uranu v gorivnih jedrskih reaktorjih.
Samo dejstva
- Atomsko število (število protonov v jedru): 90
- Atomski simbol (na periodični tabeli elementov): Th
- Atomska teža (povprečna masa atoma): 232,0
- Gostota: 6,8 unče na kubični palec (11,7 gramov na kubični cm)
- Faza pri sobni temperaturi: Trdna
- Tališče: 3.182 stopinj Farenhejta (1.750 stopinj Celzija)
- Vrelišče: 4.790 C
- Število naravnih izotopov (atomi istega elementa z različnim številom nevtronov): 1. V laboratoriju je tudi vsaj 8 radioaktivnih izotopov.
- Najpogostejši izotopi: Th-232 (100 odstotkov naravne številčnosti)
Zgodovina
Leta 1815 je švedski kemik Jöns Jakob Berzelius prvič pomislil, da je odkril nov element Zemlje, ki ga je po torkovem norveškem bogu vojne poimenoval torij, po poročanju Peter van der Krogt, nizozemskega zgodovinarja. Leta 1824 pa je bilo ugotovljeno, da je mineral v resnici itrijev fosfat;
Leta 1828 je Berzelius prejel vzorec črnega minerala na otoku Løvø ob obali Norveške s strani norveškega mineraloga Hans Morten Thrane Esmark. Mineral je vseboval skoraj 60 odstotkov neznanega elementa, ki je prevzel ime torij; mineral so poimenovali thorite. Mineral je vseboval tudi številne znane elemente, vključno z železom, manganom, svincem, kositrom in uranom, poroča Chemicool.
Chemicool je Berzelius izoliral torij, tako da je najprej pomešal torijev oksid, ki ga najdemo v mineralu, z ogljikom, da je ustvaril torijev klorid, ki je nato reagiral s kalijem, da smo dobili torij in kalijev klorid.
Gerhard Schmidt, nemški kemik, in Marie Curie, poljski fizik, sta neodvisno odkrila, da je bil torij leta 1898 radioaktiven v nekaj mesecih, poroča Chemicool. Za odkritje je pogosto zaslužen Schmidt.
Ernest Rutherford, novozelandski fizik, in Frederick Soddy, angleški kemik, sta odkrila, da torij razpada s fiksno hitrostjo v druge elemente, imenovane tudi razpolovna doba nekega elementa, poroča Nacionalni laboratorij Los Alamos. To delo je bilo ključno pri nadaljnjem razumevanju drugih radioaktivnih elementov.
Anton Eduard van Arkel in Jan Handrik de Boer, oba nizozemska kemika, sta leta 1925 izolirala kovinski torij visoke čistosti, poroča Nacionalni laboratorij iz Los Alamosa.
Kdo je vedel?
- V svojem tekočem stanju ima torij večje temperaturno območje kot kateri koli drug element, med tališčem in vreliščem je skoraj 5500 stopinj Farenhita (3.000 stopinj Celzija).
- Chemicool ima torijev dioksid najvišjo tališče od vseh znanih oksidov.
- Po Lenntechu je torij približno tako bogat kot svinec in vsaj trikrat obilen kot uran.
- Chemicool navaja, da je obilo torija v Zemljini skorji 6 delov na milijon. Po periodični tabeli je torij 41. najbolj obširen element v Zemljini skorji.
- Torij se v največji meri rudi v Avstraliji, Kanadi, Združenih državah Amerike, Rusiji in Indiji.
- V ameriških agencijah za varstvo okolja (EPA) najdemo ravni torija v skalah, tleh, vodi, rastlinah in živalih.
- Po podatkih Nacionalnega laboratorija v Los Alamosu so višje koncentracije torija običajno najdene v mineralih, kot so torit, torianit, monazit, allanit in cirkon.
- Najstabilnejši izotop torija, Th-232, ima razpolovno dobo 14 milijard let, poroča EPA.
- Po navedbah Los Alamosa se torij ustvari v jedrih supernov in se med eksplozijami raztrese po galaksiji.
- Po poročanju Los Alamosa je torij od leta 1885 uporabljal plinske prevleke, ki zagotavljajo svetlobo v plinskih svetilkah. Zaradi svoje radioaktivnosti je bil element nadomeščen z drugimi neradioaktivnimi redkozemeljskimi elementi.
- Torij se uporablja tudi za krepitev magnezijeve, prevlečene volframove žice v električni opremi, za nadzor velikosti zrn volframa v električnih žarnicah, visokotemperaturnih lončkih, v kozarcih, v objektivih kamer in znanstvenih instrumentov ter je vir jedrske energije, Los Alamos.
- Druge uporabe za torij vključujejo toplotno odporno keramiko, letalske motorje in žarnice, poroča Chemicool.
- Po Lenntechu so torij uporabljali v zobnih pastah, dokler niso odkrili nevarnosti radioaktivnosti.
- Torij in uran sodelujeta pri segrevanju Zemljine notranjosti, poroča Mineral Education Coalition.
- Preveč izpostavljenosti torijumu lahko privede do pljučne bolezni, pljučnega raka in raka trebušne slinavke, spremembe genetike, bolezni jeter, kostnega raka in zastrupitve s kovinami, pravi Lenntech.
Aktualne raziskave
Veliko raziskav se nanaša na uporabo torija kot jedrskega goriva. Glede na članek kraljevega združenja za kemijo torij, ki se uporablja v jedrskih reaktorjih, prinaša številne koristi od uporabe urana:
- Torij je tri- do štirikrat obilnejši od urana.
- Torij se lažje izloči kot uran.
- Teorijski reaktorji s tekočim fluoridom (LFTR) imajo v primerjavi z reaktorji, ki jih poganja uran, zelo malo odpadkov.
- LFTR delujejo pri atmosferskem tlaku namesto 150 do 160 krat večjih atmosferskih tlakov.
- Torij je manj radioaktiven kot uran.
Po poročilu iz Nasinega raziskovalca Alberta J. Juhasza, Richarda A. Raricka in Rajmohana Rangarajana iz leta 2009 so bili toriumski reaktorji razviti v nacionalnem laboratoriju Oak Ridge v petdesetih letih prejšnjega stoletja pod vodstvom Alvina Weinberga za podporo programom jedrskih letal. Program se je ustavil leta 1961 v korist drugih tehnologij. Po navedbah kraljevega združenja za kemijo so bili torijevi reaktorji opuščeni, ker niso proizvedli toliko plutonija kot reaktorji, ki poganjajo uran. Takrat je bil orožji plutonij, pa tudi uran zaradi hladne vojne vroča dobrina.
Sam torij se ne uporablja za jedrsko gorivo, vendar ga uporabljamo za ustvarjanje umetnega izotopa urana-233, kaže NASA. Torij-232 najprej absorbira nevron in ustvari torij-233, ki razpade na protaktij-233 v približno štirih urah. Protactium-233 v približno desetih mesecih počasi razpade na uran-233. Uran-233 se nato uporablja v jedrskih reaktorjih kot gorivo.
