Thorium
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Thorium er et radioaktivt grunnstoff med atomnummer 90 og kjemisk symbol Th. Det er et aktinid
Innhold |
[rediger] Særskilte kjennetegn
Thorium er et lettere radioaktivt metall som forekommer i naturen. I ren form er det et sølvhvitt metall som beholder overflateglansen i flere opptil flere måneder, men ved kontakt med thoriumoksid blir det gradvis grått, så svart. Thoriumoksid (ThO2) har et av de høyeste kokepunktene (3300°C) blant oksidene.
[rediger] Bruk
Oksidet blir brukt:
- som glødetråder i transportable gasslamper. Disse trådene gløder med et kraftig, blendende lys når de varmes i en gassflamme.
- som legeringselement i aluminium, noe som gir økt styrke og motstand mot sliteskader over lengre tid og ved høg temperatur.
- som belegg på wolframledninger i elektroniske apparat.
- i sveiseelektroder og i keramikk som må tåle høg temperatur.
- i laboratoriebeholdere for å gjøre dem motstandsdyktige mot høg temperatur.
- for å lage glass som skal brukes i veldig nøyaktige linser og vitenskapelige instrumenter.
- Thoriumoksid blir brukt som katalysator i
- omdannelsen av ammoniakk til nitrisk syre.
- i cracking i petroleumsindustrien.
- i svovelsyreproduksjon.
- Uran-Thoriumdatering brukes for å datere hominidrester.
- i produksjon av radioaktivt materiale. Blant annet ville man bruke thorium i energiforsterkeren. Siden thorium er lettere å få tak i enn uran bruker enkelte kjernekraftverk thorium i reaksjonsyklusen.
- Thoriumdioksid (Th02) er den aktive ingredienten i Thorotrast, som ble brukt i røntgendiagnostikk, men som man har gått vekk fra grunnet thoriums skadelige virkninger på kroppen.
[rediger] Historie
Grunnstoffet ble oppdaget i 1828 av den svenske kjemikeren Jôns Jakob Berzelius, som oppkalte det etter den norrøne tordenguden Tor. Thorium hadde ikke noe bruksområde før glødetråden ble oppfunnet i 1885. Man brukte et bestemt thoriumisotop i den tidlige radioaktivitetsforskningen, under navnet Ionium.
[rediger] Forekomst
Thorium reservene i verden er beregnet til (i tonn):
360 000 i India, 300 000 i Australia, 170 000 i Norge, 160 000 i USA, 100 000 i Canada, 35 000 i Sør-Afrika, 16 000 i Brasil og 95 000 tonn i andre land.
Den norske forekomsten befinner seg i den østlige delen av gruvefeltet fensfeltet i Nome kommune i Telemark. fordelt i rødberg og en bergart som blir kalt "ferrokarbonatitt".
Thorium forekommer i små mengder i de aller fleste berg- og jordarter. Det forekommer omtrent tre ganger så hyppig som uran og omtrent like hyppig som bly. De fleste jordarter har en thoriumtetthet på omtrent 6 deler per million (ppm). Thorium forekommer også i flere mineraler, i hovedsak monazite, som inneholder omtrent 12% thoriumoksid, og som forekommer i større mengder i flere land. Thorium-232 brytes ned sakte, og har en halveringstid som tilsvarer tre ganger jordas alder, men andre isotoper forekommer i nedbrytingen av uran. De aller fleste av disse har mye kortere halveringstider enn Th-232 og er derfor mye mer radioaktive. I forhold til Th-232 er forekomstene av disse ubetydelige.
[rediger] Thorium som kjernefysisk drivstoff
I likhet med uran kan thorium brukes i kjernefysiske reaktorer. Selv om stoffet i seg selv ikke er fissilt, absorberer Thorium-232 (Th-232) nøytroner og danner dermed Uran-233 (U-233), som kan brukes direkte i fisjon. Derfor er Thorium-232, i likhet med Uran-238 en god kilde til fissilt materiale.
Det er en markant forskjell mellom bruken av Th-232 og U-238 eller plutonium-239 i fremstillingen av fissilt materiale, i at Th-232 er en god del mer effektivt. Når Th-232 utsettes for en mindre mengde fissilt materiale (f.eks U-235), starter en reaksjon hvori thoriumet tar til seg et nøytron, for så å bryte sammen til protactinium-233, og så videre sammen til uran-233, som er fissilt. Uranet skilles så fra gjenværende thorium og kan settes direkte inn i fissilt energiproduksjon. Denne prosessen er lik som ved bruk av U-238 eller Pl-239, men er som sagt en god del mer effektiv.
Det er enkelte problemer med bruken av thorium som kilde til fissilt materiale, blant annet de høye kostnadene ved å rense U-233 for rester av det uegnede U-232, som alltid forekommer i en slik prosess. Thorium som har vært brukt i denne produksjonen inneholder også alltid rester av Th-228, som er mye mer radioaktivt og uegnet for prosessen. U-233 er videre også mulig å bruke i fisjonsvåpen, som er problematisk for kommersiell bruk av thorium i kjernekraftverk. Det har også vist seg å være besværlig å gjenvinne thorium til gjenbruk. På grunn av disse problemene er thorium per i dag ikke velegnet for kommersiell energiproduksjon, og det vil være nødvendig med mye teknologisk utvikling innen feltet for å kunne ta i bruk thorium i stor skala. Så lenge man har tilstrekkelige forekomster av uran er det usannsynlig at denne utviklingen vil finne sted.
Men på lang sikt har thorium stort potensial. Det finnes som sagt omtrent tre ganger så mye thorium i verden som uran, og på lang sikt vil thorium nok være et viktig ledd i fortsatt bruk av kjernefysisk kraft.
India har store thoriumforekomster, og planlegger en gradvis overgang fra bruken av uran til kun thorium i produksjon av fissilt materiale.
[rediger] Isotoper
I naturen forekommer det kun et thoriumisotop, nemlig 232-Th. Om lag 25 radioaktive isotoper har blitt reigstrert, hvorav de vanligste og/eller mest stabile er 232-Th (halveringstid 14,05 milliarder år), 230-Th (halveringstid 75 380 år), 229-Th (halveringstid 7340 år) og 228-Th (halveringstid 1,92 år). Samtlige øvrige registrerte isotoper har en halveringstid på under 30 dager, som regel under ti minutter.
Atomvekten til thoriumisotopene varierer mellom 212 amu (212-Th) og 236 amu (236-Th).
[rediger] Faremomenter og sikkerhetstiltak
Thoriummetall i pulverform er ofte pyroforisk og må håndteres forsiktig. Thorium brytes ned til sluttilstanden thoron, som er et radonisotop (220-Rn). Da radongass er radioaktiv og påvist skadelig for mennesker er det viktig at oppbevaringslokaler og steder der thorium brukes eller håndteres er godt ventilerte.
Kontakt med thorium eksternt (på huden, i lungene) kan føre til økt fare for kreft i lungene, bukspyttkjertelen og blodet. Kontakt med thorium internt (i fordøyelsessystemet) kan føre til leversykdommer. Thorium forekommer ikke naturlig i menneskekroppen, og har ingen kjent bruk i biologiske mekanismer. Se Thorotrast.
[rediger] Andre bruksområder
Thorium brukes også, i likhet med det oppspunnede mithril som et særdeles sterkt metall i Warcraftspillene, da spesielt World of Warcraft. Thorium er et metall som krever et høyt nivå for å kunne fremstilles, og Alchemist-klassen kan omdanne det til Arcanite.
Thorium i WoW-verdenen har lite til felles med virkelighetens thorium.
I spillet Subculture trengs thorium for å fremstille oksygen.
