תוריום

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
פרוטקטיניום - תוריום - אקטיניום
 
Ce
Th
  
 
 
Th-TableImage.png
כללי
מספר אטומי 90
סמל כימי Th
סדרה כימית אקטינידיים
צפיפות 11724 kg/m3
מראה
כסוף, לרוב מוכתם בשחור
Thorium sample 0.1g.jpg
תכונות אטומיות
משקל אטומי 232.0381 amu
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2,8,18,32,18,10,2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר מוצק
טמפרטורת התכה 2028K (1754.85°C)
טמפרטורת רתיחה 5061K (4787.85°C)
מהירות הקול 2490 מטר לשנייה ב293.15K
שונות
אלקטרושליליות 1.3
קיבול חום סגולי 120 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית 6.53 106/m·Ω
מוליכות תרמית 54 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 587 kJ/mol

תוריום (Thorium) הוא יסוד כימי רדיואקטיבי מסדרת האקטינידים שסמלו הכימי Th ומספרו האטומי 90.

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

התוריום זוהה בשנת 1828 על ידי הכימאי השבדי יונס יעקב ברצליוס, וקיבל את שמו על שם אל הרעם הסקנדינבי תור.

בראשית חקר הרדיואקטיביות, איזוטופ של התוריום, 230Th, קיבל את השם יוניום ואת הסמל Io, לפני שזוהה טבעו האמיתי.

מאפיינים[עריכת קוד מקור | עריכה]

התוריום הוא מתכת כסופה, השומרת על הברק שלה במשך חודשים. לתחמוצת התוריום צבע שחור וטמפרטורת התכה של 3300 מעלות, שהיא טמפרטורת ההתכה הגבוהה ביותר בקרב התחמוצות. בעת חימום, נסורת של התוריום ניצתת ובוערת באור לבן. בשל זמן מחצית החיים הארוך של 232Th הרדיואקטיביות שלו חלשה מאוד והוא אינו מסוכן, בדרך כלל.

התוריום נמצא ברוב הסלעים והקרקעות על כדור הארץ, בשכיחות ממוצעת של 6 חלקים למיליון; לשם השוואה, זוהי שכיחות העופרת, והיא גדולה פי שלושה משכיחות האורניום. תוריט הוא המינרל הנפוץ ביותר המכיל תוריום, אבל עלות הפקת התוריום מהמינרל מונזיט, סוג של פוספט המכיל בממוצע 6% תוריום, זולה יותר והוא כיום הבצר העיקרי להפקת היסוד.

האיזוטופ היציב והנפוץ ביותר של התוריום הוא ה-232Th: זמן מחצית החיים שלו הוא כ-14.5 מיליארד שנה; איזוטופים אחרים של תוריום הם נדירים הרבה יותר וזמן מחצית חייהם קצר יותר.

שימושים[עריכת קוד מקור | עריכה]

התוריום משמש במסגים לחיזוק עמידותם לטמפרטורות גבוהות ולקריעה, וכן כזרז בתגובות כימיות מסוימות, כגון ייצור חומצה חנקתית מאמוניה, ייצור חומצה גופרתית וזיקוק נפט. תחמוצת התוריום, בשל טמפרטורת ההתכה הגבוהה שלה, משמשת לייצור חלקים ומוצרים (ובפרט כוסות כימיות) עמידים בפני חום ולציפוי חדרי בעירה. כמו כן, הוספת תחמוצת תוריום לזכוכית מעלה את מקדם השבירה שלה ומקטינה את הנפיצה שלה; זכוכית כזו משמשת לעדשות במצלמות מאיכות גבוהה ולמכשירים מדויקים.

שימושים בתעשייה הגרעינית[עריכת קוד מקור | עריכה]

אף על פי שהתוריום כשלעצמו אינו חומר בקיע, ניתן להפכו בכור תרבית ל-233U, איזוטופ קל ובקיע של אורניום. לכן, ניתן להשתמש בתוריום כבסיס לייצור דלק גרעיני, בדומה ל-238U המשמש בסיס לייצור 239Pu. מספר כורים נסיוניים פעלו על תוריום, אולם כיום אין אף כור פעיל המשתמש בתוריום כדלק.

יתרונות פוטנציאליים של תוריום על פני אורניום:

  • שכיח בהרבה מאורניום.
  • ניתן לבצע "תרבית" של תוריום ל-233U בעזרת נייטרונים איטיים (238U זקוק לנייטרונים מהירים כדי להפוך לפלוטוניום באופן יעיל, וכורי נייטרונים מהירים מסובכים ויקרים יותר)
  • הפסולת הגרעינית שלו מכילה איזוטופים בעלי זמן מחצית חיים קצר יותר מפסולת כור הפועל על אורניום.
  • קשה לשימוש לבניית נשק גרעיני - מנקודת המבט של מדינה גרעינית המבקשת למכור כור למדינה ללא נשק גרעיני זהו יתרון.

חסרונות:

  • לא בקיע בפני עצמו ויש צורך במטען ראשוני של אורניום או פלוטוניום בשביל להתניע את מחזור תרבית הדלק.
  • לתעשייה הגרעינית הקיימת יש נסיון ותשתיות המבוססים על אורניום ופלוטוניום.
  • קשה לשימוש לבניית נשק גרעיני - מנקודת המבט של מדינה המבקשת להקים כורים שישמשו אותה גם לאנרגיה וגם לייצור דלק לנשק גרעיני זהו חסרון. זו ככל הנראה אחת הסיבות ההיסטוריות להעדפה של אורניום על פני תוריום.

בשנים האחרונות יש עניין גובר בשימוש בתוריום מצד הודו שיש בה מחצבי תוריום עשירים. מחקרים בנושא כורי תוריום מתבצעים גם בצרפת ומדינות נוספות. אחד התכנונים המוצעים הוא כור מלח מותך. הצעה אחרת היא מגבר אנרגיה, סוג של כור גרעיני בו אין מסה קריטית ולא תתרחש בו תגובת שרשרת גרעינית המקיימת את עצמה ללא סיוע חיצוני.

זהירות[עריכת קוד מקור | עריכה]

אבקת תוריום היא דליקה, ולכן יש לנהוג בה בזהירות. כמו כן, אחד התוצרים של ההתפרקות של תוריום הוא 220Rn, המהווה חומר רדיואקטיבי מאוד, ולכן מסוכן. מהסיבות האלו, יש צורך באוורור טוב של מקומות שבהם עובדים עם תוריום או מאחסנים אותו.

חשיפה לתוריום מגדילה את הסיכון ללקות בסרטן הריאה, הלבלב, והדם, וכן במחלות של הקיבה.