북유럽 천둥 신의 이름을 딴 토륨은 은색의 광택이 있고 방사성 원소이며 핵 원자로에 연료를 공급하는 우라늄의 대안으로 잠재력을 가지고 있습니다.
사실 만
- 원자 수 (핵의 양성자 수) : 90
- 원자 기호 (주기율표에서) : Th
- 원자량 (원자의 평균 질량) : 232.0
- 밀도 : 1 입방 인치당 6.8 온스 (11.7 그램 / 입방 센티미터)
- 실온에서의 상 : 고체
- 녹는 점 : 화씨 3,182도 (섭씨 1,750도)
- 비점 : 8,654 F (4,790 C)
- 자연 동위 원소의 수 (중성자가 다른 동일한 원소의 원자) : 1. 실험실에는 최소한 8 개의 방사성 동위 원소가 생성됩니다.
- 가장 일반적인 동위 원소 : Th-232 (자연 풍부도의 100 %)
역사
1815 년 스웨덴의 화학자 인 존스 야콥 베르 젤리 우스 (Jöns Jakob Berzelius)는 처음으로 새로운 지구 원소를 발견했다고 생각했는데, 네덜란드 역사가 피터 반 데르 크로그 (Peter van der Krogt)에 따르면, 그는 새로운 지구 원소를 발견했다고 생각했다. 그러나 1824 년에 미네랄은 실제로 이트륨 포스페이트 인 것으로 확인되었습니다.;
1828 년, Berzelius는 노르웨이 광물 학자 Hans Morten Thrane Esmark에 의해 노르웨이 해안의 Løvø 섬에서 발견 된 검은 광물 샘플을 받았습니다. 이 광물에는 토륨이라는 이름을 차지한 미지의 원소가 거의 60 % 나 포함되어있었습니다. 미네랄은 토 라이트로 명명되었습니다. Chemicool에 따르면이 미네랄은 철, 망간, 납, 주석 및 우라늄을 포함한 많은 알려진 성분을 함유하고 있었다.
Chemicool에 따르면 Berzelius는 미네랄에서 발견 된 토륨 산화물과 탄소를 먼저 혼합하여 토륨 클로라이드를 생성하여 토륨과 염화 토륨을 생성함으로써 토륨을 분리했습니다.
독일 화학자 게르하르트 슈미트 (Gerhard Schmidt)와 폴란드 물리학 자 마리 큐리 (Mari Curie)는 토륨이 1898 년에 두 달 안에 서로 방사성임을 발견했다. 슈미트는 종종 발견으로 인정받습니다.
Los Alamos National Laboratory에 따르면 뉴질랜드 물리학자인 어니스트 러더 포드 (Ernest Rutherford)와 영국 화학자 인 프레 더릭 소디 (Frederick Soddy)는 토륨이 다른 원소, 즉 원소의 반감기로 알려진 다른 원소로 고정 된 속도로 붕괴되는 것을 발견했다. 이 작업은 다른 방사성 요소에 대한 이해를 증진시키는 데 중요했습니다.
Los Alamos National Laboratory에 따르면 Anton Eduard van Arkel과 Jan Handrik de Boer는 1925 년에 고순도 금속 토륨을 분리했다.
누가 알았 겠어?
- Chemicool에 따르면 토륨은 액체 상태에서 융점과 비등점 사이에서 화씨 5,500도 (섭씨 3,000도)로 다른 어떤 원소보다 온도 범위가 더 큽니다.
- Chemicool에 따르면 이산화 토륨은 알려진 모든 산화물 중에서 가장 높은 융점을 갖습니다.
- Lenntech에 따르면 토륨은 납보다 풍부하고 우라늄보다 3 배 이상 풍부합니다.
- Chemicool에 따르면 지구의 지각에 풍부한 토륨은 백만 중량 부당 6 파운드입니다. 주기율표에 따르면 토륨은 지각에서 41 번째로 가장 풍부한 원소입니다.
- 미네랄 교육 연합에 따르면 토륨은 주로 호주, 캐나다, 미국, 러시아 및 인도에서 채굴됩니다.
- 미국 환경 보호국 (EPA)에 따르면 암석, 토양, 물, 식물 및 동물에서 미량의 토륨이 발견됩니다.
- Los Alamos National Laboratory에 따르면, 더 높은 농도의 토륨은 일반적으로 토 라이트, 토리아 나이트, 모나자이트, 알라 나이트 및 지르콘과 같은 미네랄에서 발견됩니다.
- EPA에 따르면 토륨의 가장 안정적인 동위 원소 인 Th-232는 반감기가 140 억 년이라고한다.
- Los Alamos에 따르면, 토륨은 초신성의 핵심에서 생성 된 다음 폭발하는 동안 은하계에 흩어져 있습니다.
- Los Alamos에 따르면 1885 년 이래 가스 맨틀에서 토륨이 사용되어 가스 램프에 빛을 공급했다. 방사능으로 인해이 요소는 다른 비 방사성 희토류 요소로 대체되었습니다.
- 토륨은 또한 마그네슘 강화, 전기 장비의 텅스텐 와이어 코팅, 전기 램프, 고온 도가니, 안경, 카메라 및 과학 장비 렌즈의 텅스텐 입자 크기 제어에 사용되며 원자력 공급원입니다. 로스 알 라모스.
- Chemicool에 따르면 토륨의 다른 용도로는 내열성 세라믹, 항공기 엔진 및 전구가 있습니다.
- Lenntech에 따르면, 토륨은 방사능 위험이 발견 될 때까지 치약에 사용되었습니다.
- 미네랄 교육 연합에 따르면 토륨과 우라늄은 지구 내부의 난방에 관여합니다.
- Lenntech에 따르면 너무 많은 토륨 노출은 폐 질환, 폐 및 췌장암, 유전학, 간 질환, 골암 및 금속 중독을 유발할 수 있습니다.
진행중인 조사
토륨을 핵연료로 사용하는 많은 연구가 진행되고 있습니다. 왕립 화학 협회의 기사에 따르면 원자로에 사용되는 토륨은 우라늄을 사용하는 것보다 많은 이점을 제공합니다.
- 토륨은 우라늄보다 3-4 배 더 풍부합니다.
- 토륨은 우라늄보다 더 쉽게 추출됩니다.
- 액체 불소 토륨 원자로 (LFTR)는 우라늄으로 구동되는 원자로에 비해 폐기물이 거의 없습니다.
- LFTR은 현재 필요한 대기압의 150-160 배 대신 대기압에서 작동합니다.
- 토륨은 우라늄보다 방사성이 적습니다.
NASA 연구원 인 Albert J. Juhasz, Richard A. Rarick 및 Rajmohan Rangarajan의 2009 년 논문에 따르면, 토륨 원자로는 1950 년대 오크 릿지 국립 연구소에서 원자력 프로그램 지원을 위해 Alvin Weinberg의 지시에 따라 개발되었다. 이 프로그램은 다른 기술을 위해 1961 년에 중단되었습니다. 왕립 화학 협회에 따르면, 토륨 원자로는 우라늄 동력 원자로만큼 많은 플루토늄을 생산하지 못하여 버려졌습니다. 당시 우라늄뿐만 아니라 무기 급 플루토늄은 냉전으로 인해 인기가 높은 상품이었습니다.
NASA 보고서에 따르면 토륨 자체는 핵연료에는 사용되지 않지만 인공 우라늄 동위 원소 우라늄 -233을 만드는 데 사용됩니다. 토륨 -232는 먼저 중성자를 흡수하여 토륨 -233을 생성하며, 약 4 시간 동안 protactium-233으로 분해됩니다. Protactium-233은 약 10 개월 동안 우라늄 -233으로 서서히 쇠퇴합니다. 그런 다음 우라늄 -233은 핵 반응기에서 연료로 사용됩니다.
