То́рий-232 — природный радиоактивный нуклид химического элемента тория с атомным номером 90 и массовым числом 232. Изотопная распространённость тория-232 составляет практически 100 %. Является наиболее долгоживущим изотопом тория (232Th альфа-радиоактивен с периодом полураспада 1,405 лет (14,05 млрд лет), что в три раза превышает возраст Земли и чуть больше нынешнего возраста Вселенной (13,80 млрд лет). Родоначальник радиоактивного семейства тория. Этот радиоактивный ряд заканчивается образованием стабильного нуклида свинец-208. Остальная часть ряда короткоживущая; наибольший период полураспада в у радия-228 и у тория-228, а у всех остальных периоды полураспада в общей сложности составляют менее 5 дней .
Активность одного грамма этого нуклида составляет .
Образование и распад Торий-232 образуется в результате следующих распадов: β−-распад нуклида 232Ac (период полураспада составляет , энергия бета-перехода ):
электронный захват, осуществляемый нуклидом 232Pa (период полураспада составляет , полная энергия бета-перехода ):
(при этом распад Pa осуществляется только на первый возбуждённый уровень Th с энергией , спином 2 и чётностью +1; этот уровень с периодом полураспада распадается в основное состояние тория-232, испуская одиночный гамма-квантLorenz A. Decay Data of the Transactinium Nuclides. IAEA Tech. Rept. Ser., No. 261 (1986).. Вероятность распада протактиния-232 в торий-232 составляет только 0,003(1) процента); α-распад нуклида 236U (период полураспада составляет ):
(при этом переход с вероятностью 73,8% осуществляется на основной уровень (0+) тория-232, с вероятностью 25,9% на первый возбуждённый уровень (2+, ) и с вероятностью 0,26% на второй возбуждённый уровень (4+, ); эти возбуждённые уровни каскадно распадаются на основной уровень с излучением соответственно одного и двух гамма-квантов).
Распад тория-232 происходит по следующим направлениям: α-распад в 228Ra (вероятность 100 %, энергия распада ):
энергия испускаемых α-частиц (в 78,2 % случаев) и (в 21,7 % случаев)Свойства 232Th на сайте МАГАТЭ.. Спонтанное деление (вероятность 11(3) %); Кластерный распад с образованием нуклидов 24Ne и 26Ne (вероятность распада менее 2,78 %):
Двойной β−-распад (теоретически предсказан, однако экспериментально пока не наблюдался ввиду крайне малой вероятности; энергия распада 837,6(22) кэВ)
Применение 232Th является ядерным топливным сырьём, которое при поглощении нейтронов превращается в уран-233, который в свою очередь является основой уран-ториевого топливного цикла . Превращение происходит по следующей цепочке: Сечение излучательного захвата теплового нейтрона ядром тория-232 составляет . В отличие от, например, урана-235, ядро тория не делится при захвате теплового нейтрона: сечение такого процесса составляет, согласно измерениям, менее . В виде препарата торотраста суспензия диоксида тория использовалась в качестве контрастного вещества в ранней рентгенодиагностике. В настоящее время препараты тория-232 классифицируются как канцерогенные . Радиоактивный распад избыточной активности дочерних радионуклидов 230Тh и 231Pa над материнскими изотопами урана в колонке осадочной толщи используется для установления возраста донных осадков. В уран-ториевом методе ядерной геохронологии мерой возраста образца является значение отношения 230Th/234UКузнецов В. Ю., Арсланов X. А., Козлов В. Б., Максимов Ф. Е., Савельева Л. А., Чернов С. Б., Баранова Н. Г. Перспективы применения уран-ториевого метода неравновесной геохронологии для датирования межледниковых континентальных отложений // Вестник Санкт-Петербургского университета, № 2 / 2003. В дополнение к уран-свинцовому методу используют распад тория-232 (уран-торий-свинцовый метод):
232Th → 208Pb с периодом полураспада 14,0 млрд летВ геохронологии принято значение лет, а в ядерной физике — лет.Согласно постоянным распада из (ряд тория). Торий используется как легирующая добавка (0,8—1,0%) при изготовлении вольфрамовых электродов для сварки, электродов ксеноновых дуговых лампАвтоматическая сварка, Том 15, 1962. С. 664.Торий в ядерной энергетике // С. Алексеев, В. Зайцев. 2017 г.Радиотехника и электроника, Том 4, Выпуски 1-6, 1959 г.. Двуокись тория используется для изготовления калильных сеток ввиду тугоплавкости (), низкой летучести и химической пассивности по отношению к воздуху.
См. также Ториевая ядерная программа Ториевый топливный цикл
Комментарии
Примечания
Ссылки Радиоактивные вольфрам-ториевые электроды. Торий-232 (видео)
Категория:Изотопы тория Категория:Мёссбауэровские изотопы Категория:Радионуклиды, использующиеся для датирования