Wat is Thorium?

Thorium (symbool Th, atoomnummer 90) is een radioactief chemisch element. Het is een zilverwit metaal bij kamertemperatuur, maar oxideert gemakkelijk bij blootstelling aan lucht en komt alleen van nature voor in geoxideerde vorm. Hoewel thorium niet splijtbaar is, kan het in een kernreactor worden gekweekt met de splijtbare isotoop U-233 en heeft het dus potentieel als bron van nucleaire brandstof. Het wordt ook gebruikt als legeringselement met andere metalen en is het primaire ingrediënt in gaslantaarnmantels.

Dit element komt van nature voor in de aardkorst, in een concentratie van ongeveer 12 ppm (ongeveer hetzelfde als lood en driemaal die van uranium). Hoewel thorium radioactief is, is de halfwaardetijd van 14 miljard jaar zo lang dat het meeste van dat oorspronkelijk op aarde gevonden is, er nog steeds is. Het primaire erts voor thorium is het mineraal monaziet, dat tot 10 massaprocent kan hebben; een paar andere mineralen, zoals thorianiet en euxeniet, bevatten ook aanzienlijke hoeveelheden.

Hoewel veel landen grote reserves hebben, wordt thorium niet erg veel gedolven; zijn toepassingen als metaal worden beperkt door zijn radioactiviteit, waardoor het potentieel gevaarlijk is bij inademing of inslikken. Thorotrast, een verbinding die ooit werd gebruikt voor medische röntgenfoto's, werd verlaten vanwege bezorgdheid over de veiligheid. Ironisch genoeg maken thorium's hoge dichtheid en atoomnummer het een effectief stralingsscherm, hoewel lood en verarmd uranium vaker worden gebruikt.

Thorium is niet splijtbaar, dus het kan niet worden gebruikt om een ​​atoombom of kernreactor te maken. Wanneer dit element echter in een kernreactor wordt ingebracht, zorgt de hoge neutronenflux ervoor dat een deel ervan wordt omgezet in U-233, dat splijtbaar is. U-233 kan vervolgens worden gebruikt om de kernreactie in stand te houden en meer thorium te transmuteren, waardoor een gesloten splijtstofcyclus ontstaat, waardoor het potentieel waardevol is als energiebron. Historisch gezien is natuurlijk uranium goedkoop genoeg als brandstof om thorium overbodig te maken. Met een piek in de uraniumprijzen hebben sommige regeringen echter plannen ontwikkeld om thoriumgestookte reactoren te bouwen in geval van een verstoring van de uraniumvoorziening; sommige zwaarwaterreactoren, zoals het CANDU-ontwerp, kunnen het element al gebruiken.

Vóór de komst van elektrische verlichting werden thoriummantels vaak gebruikt als lichtbron; bij verhitting met een vlam gloeien bepaalde thoriumdioxidelegeringen met een verblindend wit licht. Deze gloed staat los van radioactiviteit en komt van de chemische interacties met cerium en zuurstof. Tenzij ze worden ingeslikt of op andere wijze in het lichaam worden opgenomen, zijn mantels en andere thoriumproducten meestal vrij veilig voor dagelijks gebruik, omdat de alfadeeltjes die het element afgeeft niet in de huid kunnen doordringen.