Что такое торий?

Торий (символ Th, атомный номер 90) является радиоактивным химическим элементом. Это серебристо-белый металл при комнатной температуре, но он легко окисляется при контакте с воздухом и встречается только в окисленной форме. Хотя торий не является делящимся, его можно разводить в ядерном реакторе до делящегося изотопа U-233, и поэтому он обладает потенциалом в качестве источника ядерного топлива. Он также используется в качестве легирующего элемента с другими металлами и является основным ингредиентом в защитных оболочках газовых фонарей.

Этот элемент естественным образом встречается в земной коре в концентрации около 12 частей на миллион (примерно столько же, сколько свинца и в три раза больше, чем урана). Хотя торий радиоактивен, его период полураспада в 14 миллиардов лет настолько велик, что большая часть того, что первоначально было найдено на Земле, все еще там. Основной рудой для тория является минерал монацит, который может иметь до 10% по массе; некоторые другие минералы, такие как торианит и эвксенит, также содержат значительные количества.

Хотя во многих странах имеются большие запасы, торий не очень широко добывается; его применение в качестве металла ограничено его радиоактивностью, что делает его потенциально опасным при вдыхании или проглатывании. Thorotrast, состав, когда-то используемый для медицинской рентгенографии, был оставлен из-за проблем безопасности. По иронии судьбы, высокая плотность и атомный номер тория делают его эффективным радиационным экраном, хотя свинец и обедненный уран используются чаще.

Торий не делящийся, поэтому его нельзя использовать для изготовления атомной бомбы или ядерного реактора. Однако, когда этот элемент вставляется в ядерный реактор, высокий поток нейтронов заставляет часть его превращаться в U-233, который является делящимся. Затем U-233 можно использовать для поддержания ядерной реакции и превращения большего количества тория, создавая замкнутый ядерный топливный цикл, что делает его потенциально ценным в качестве источника энергии. Исторически сложилось так, что природный уран был достаточно дешев в качестве топлива, чтобы сделать торий ненужным. Однако из-за резкого роста цен на уран некоторые правительства разработали планы по строительству реакторов на ториевом топливе на случай перебоев с поставками урана; некоторые тяжеловодные реакторы, такие как конструкция CANDU, уже могут использовать этот элемент.

До появления электрического освещения ториевые мантии часто использовались в качестве источника света; при нагревании пламенем некоторые сплавы диоксида тория будут светиться ослепительно белым светом. Это свечение не связано с радиоактивностью и происходит из-за химических взаимодействий с церием и кислородом. Если мантии и другие ториевые продукты не проглотить или иным образом не ввести в организм, они, как правило, вполне безопасны для повседневного использования, поскольку альфа-частицы, которые выделяет элемент, не могут проникнуть через кожу.