Радиоактивные элементы Торий

Торий (лат. Thorium), Th, радиоактивный химический элемент, первый член семейства актиноидов, входящих в III группу периодической системы Менделеева; атомный номер 90, атомная масса 232,038,тяжёлый слаборадиоактивный металл. Стабильных изотопов не имеет, наиболее долгоживущие изотопы 230 Th (период полураспада 7,5·10 4 лет) и 232 Th (период полураспада 1,4·10 10 лет). В природе наиболее распространен изотоп 232 Th, его содержание в земной коре 8·10 -4 %.актиноидов История Торий – один из немногих радиоактивных элементов, открытых задолго до появления самого понятия «радиоактивность».Торий открыт в 1828 году Й. Я. Берцелиусом в одном из сиенитов в Норвегии. Элемент назван по имени бога грома в скандинавской мифологии - Тора, а минерал - силикат тория - торитом.

Физические и Химические свойства Тория. Торий относится к семейству актинидов. Тем не менее специфическая конфигурация электронных оболочек делает его близким Ti, Zr, Hf по некоторым свойствам.Торий способен проявлять степени окисления +4, +3 и +2. Наиболее устойчива +4. Степени окисления +3 и +2 торий проявляет в галогенидах с Вr и I, полученных действием сильных восстановителей в твердой фазе. Ион Th 4+ отличается сильной склонностью к гидролизу и образованию комплексных соединений.Торий плохо растворяется в основных кислотах. Он растворим в концентрированных растворах НСl и HNO 3 в присутствии иона фтора. Легко растворим в царской водке. Не реагирует с едкими щелочами.При нагреве взаимодействует с водородом, галогенами, серой, азотом, кремнием, алюминием и рядом других элементов. Например, в атмосфере водорода при °С образует гидрид ThH 2. Торий серебристо-белый блестящий, мягкий, ковкий металл. Металл пирофорен, потому порошок тория рекомендуют хранить в керосине. На воздухе чистый металл медленно тускнеет и темнеет, при нагревании воспламеняется и горит ярко белым светом с образованием диоксида. Относительно медленно корродирует в холодной воде, в горячей воде скорость коррозии тория и сплавов на его основе очень высока.До 1400°С торий имеет кубическую гранецентрированную решетку, выше этой температуры устойчива кубическая объемно-центрированная. При температуре 1,4°К торий проявляет сверхпроводящие свойства.Температура плавления 1750°С; температура кипения 4788°С.Торий легко деформируется на холоду; механические свойства Тория сильно зависят от его чистоты.актинидовгидролизу комплексных соединений сверхпроводящие

Нахождение в природе Торий почти всегда содержится в минералах редкоземельных элементов, которые служат одним из источников его получения. Содержание тория в земной коре 813 г/т, в морской воде 0,05 мкг/л. Основная форма нахождения тория в породах в виде основной составной части уран-ториевых, либо изоморфной примеси в акцессорных минералах.Накапливается торий также в некоторых грейзеновых месторождениях, где он концентрируется в ферриторите либо образует минералы, содержащие титан, уран и др. Входит в состав, в виде примесей, наряду с ураном, в почти любые слюды, (флогопит, мусковит и др.) породообразующих минералов гранита. Поэтому граниты некоторых месторождений (ввиду слабой, но при длительном воздействии на человека опасной радиации) запрещено использовать в качестве наполнителя для бетона при строительстве. Известно 12 собственных минералов Торий. Торий содержится в монаците, уранините, цирконе, апатите, ортите и других. Основной промышленного источник Тория - монацитовые россыпи (морские и континентальные).слюдыфлогопитмусковитгранита Торит Браннерит Монацит

Получение Тория. Торий извлекается главным образом из монацитовых концентратов, в которых он содержится в виде фосфата. Промышленное значение имеют два способа вскрытия (разложения) таких концентратов: 1) обработка концентрированной серной кислотой при 200 °С (сульфатизация); 2) обработка растворами щелочи при 140 °С. При щелочном вскрытии концентратов в осадке остаются гидрооксиды всех металлов, а в раствор переходит тринатрийфосфат. Осадок отделяют и растворяют в соляной кислоте; понижая рН этого раствора до 3,6-5, осаждают Торий в виде гидрооксида. Из выделенных и очищенных соединений Тория получают ThO 2, ThCl 4 и ThF 4 - основные исходные вещества для производства металлического Тория. К металлотермическим методам относятся: восстановление ThO 2 кальцием в присутствии СаCl 2 в атмосфере аргона при °С, восстановление ТhCl 4 магнием при °С и восстановление ThF 4 кальцием в присутствии ZnCl 2 с получением сплава Тория и последующим отделением цинка нагреванием сплава в вакуумной печи при 1100 °С. Во всех случаях получают Торий в форме порошка или губки. Торий выделяется на катоде в виде порошка, отделяемого затем от электролита обработкой водой или разбавленными щелочами. Для получения компактного Торий применяют метод порошковой металлургии (спекание заготовок ведут в вакууме при °С) или плавку в индукционных вакуумных печах в тиглях из ZrO 2 или ВеО. Для получения Тория особо высокой чистоты используют метод термической диссоциации иодида Тория.

Применение Торий имеет ряд областей применения, в которых подчас играет незаменимую роль. Положение этого металла в Периодической системе элементов и структура ядра предопределили его применение в области мирного использования атомной энергии. Торий может покончить с зависимостью от ископаемого топлива и возродить мировой энергетический потенциал.Многие ученые полагают, что этот названный в честь бога грома металл является наилучшей альтернативой урану в производстве атомной энергии. Так как общие запасы тория в 34 раза превышают запасы урана в земной коре, то атомная энергетика при использовании тория позволит на сотни лет полностью обеспечить энергопотребление человечества. Кроме атомной энергетики, торий в виде металла с успехом применяется в металлургии (легирование магния и др.), придавая сплаву повышенные эксплуатационные характеристики (сопротивление разрыву, жаропрочность). Отчасти торий в виде окиси применяется в производстве высокопрочных композиций как упрочнитель (для авиапромышленности). Тигли, изготовленные из оксида тория, применяются при работах в области температур около °C. Ранее оксид тория применялся для изготовления калильных сеток в газовых светильниках.Торий и его соединения широко применяют в составе катализаторов в органическом синтезе.Периодической системе элементов ядра атомная энергетикалегированиемагниякалильных сеток газовых светильниках катализаторов