Tor (Th, ) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwany od imienia jednego z bogów nordyckich, Thora.
Charakterystyka Tor jest pierwiastkiem promieniotwórczym i nie ma żadnego trwałego izotopu. Jego najtrwalszy i praktycznie jedyny izotop naturalny to o czasie połowicznego rozpadu ok. 14 mld lat. Ulega on rozpadowi α do , dając początek tzw. szeregowi torowemu rozpadów promieniotwórczych. Ze względu na powolny rozpad, radioaktywność produktów wykorzystujących oczyszczony tor jest niewielka.
Jest błyszczącym i kowalnym metalem. Powoli reaguje z mocnymi kwasami nieorganicznymi, znacznie szybciej z wodą królewską. Występuje w związkach na IV stopniu utlenienia i swoimi właściwościami przypomina cyrkon, tytan oraz lantanowce. W roztworach o pH < 1 istnieją bezbarwne jony . Tworzy jeden tlenek: biały U.S. Department of Energy – Office of Scientific and Technical Information Thorium dioxide: properties and nuclear applications ..
Występowanie Tor występuje w skorupie ziemskiej w ilości 12 ppm, czyli około sześciokrotnie częściej niż uran. Jest najpowszechniejszym na ziemi pierwiastkiem bez trwałych izotopów. Najważniejszym minerałem toru jest monacyt . Tor występujący naturalnie składa się praktycznie wyłącznie z izotopu . W śladowych ilościach występuje jeszcze 5 izotopów toru, jako krótko żyjące produkty przemian jądrowych naturalnych szeregów promieniotwórczych. Noszą one nazwy zwyczajowe: – radioaktyn (RdAc), – radiotor (RaTh), – jon (Io), – uran Y (UY), – uran X1 (UX1). Spośród nich izotop , jon (Io) był uważany przez pewien czas za odrębny pierwiastek, łac. ionium.
Odkrycie Tor został odkryty w roku 1829 przez szwedzkiego chemika Jönsa Jacoba Berzeliusa.
Zastosowanie Tor jest ważnym dodatkiem stopowym, zwiększającym wysokotemperaturową wytrzymałość metali (na przykład magnezu). Stosuje się go również w czujnikach fotoelektrycznych, jako dodatek stopowy (w ilości 2%), do „czerwonych” elektrod wolframowych stosowanych w metodzie spawania TIG. Tlenek toru znalazł zastosowanie w wysokogatunkowych soczewkach, dawniej z dodatkiem 1% dwutlenku ceru stosowany był w koszulkach Auera stanowiących źródło światła w latarniach gazowych oraz domowych i turystycznych lampach gazowych. Obecnie z uwagi na promieniotwórczość zastąpiony nieradioaktywnymi związkami cyrkonu i itru.
Tor, podobnie jak uran i pluton, może być używany jako paliwo w reaktorach jądrowych (np. reaktor torowy na ciekłych fluorkach). Jest potencjalnym kandydatem na paliwo jądrowe przyszłości, lepszym niż powszechnie stosowany uran. Jego zalety to:
w przeciwieństwie do cyklu uranowego, gdzie 98% paliwa nie ulega zużyciu (i tworzy kłopotliwe odpady radioaktywne), tor w niektórych typach reaktorów może zostać zużyty w całości, co eliminuje problem odpadów; reaktor oparty na torze może z powodzeniem wykorzystywać odpady radioaktywne z tradycyjnych elektrowni uranowych; produktem reaktora torowego jest (powstający z w wyniku wychwytu neutronu i dwóch emisji β), izotop praktycznie nienadający się, w odróżnieniu od plutonu, do konstruowania broni atomowej.
Stan wzbudzony jądra toru-229 (tj. proces ) ma zakres energii kilku elektronowoltów (8 eV), wartość nietypową dla wzbudzonych jąder, choć zwyczajną dla elektronów w powłoce walencyjnej. Pozwala to na zastosowanie jego jonów w optyce oraz do budowy precyzyjnego zegara jądrowego.
Tlenek toru ma zastosowanie jako substrat reakcji jądrowych.
Uwagi
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Pierwiastki radioaktywne
Kategoria:Karcynogeny