Thoriumdioxid
Kernbrennstoffedit
Thoriumdioxid (thoria) kann in Kernreaktoren als keramische Brennstoffpellets verwendet werden, die typischerweise in Kernbrennstäben enthalten sind, die mit Zirkoniumlegierungen verkleidet sind. Thorium ist nicht spaltbar (sondern „fruchtbar“ und züchtet spaltbares Uran-233 unter Neutronenbeschuss); Daher muss es als Kernreaktorbrennstoff in Verbindung mit spaltbaren Isotopen von Uran oder Plutonium verwendet werden. Dies kann erreicht werden, indem Thorium mit Uran oder Plutonium gemischt oder in reiner Form in Verbindung mit separaten Brennstäben verwendet wird, die Uran oder Plutonium enthalten. Thoriumdioxid bietet Vorteile gegenüber herkömmlichen Urandioxid-Brennstoffpellets aufgrund seiner höheren Wärmeleitfähigkeit (niedrigere Betriebstemperatur), seines erheblich höheren Schmelzpunkts und seiner chemischen Stabilität (oxidiert im Gegensatz zu Urandioxid nicht in Gegenwart von Wasser / Sauerstoff).
Thoriumdioxid kann in einen Kernbrennstoff umgewandelt werden, indem es zu Uran-233 gezüchtet wird (siehe unten und siehe den Artikel über Thorium für weitere Informationen dazu). Die hohe thermische Stabilität von Thoriumdioxid ermöglicht Anwendungen im Flammspritzen und in Hochtemperaturkeramiken.
Legierungbearbeiten
Thoriumdioxid wird als Stabilisator in Wolframelektroden beim WIG-Schweißen, Elektronenröhren und Flugzeuggasturbinentriebwerken verwendet. Als Legierung wird thoriertes Wolframmetall nicht leicht verformt, da das hochschmelzende Material Thoria die mechanischen Hochtemperatureigenschaften erhöht und Thorium die Emission von Elektronen (Thermionen) stimuliert. Es ist aufgrund seiner geringen Kosten das beliebteste Oxidadditiv, wird jedoch zugunsten nicht radioaktiver Elemente wie Cer, Lanthan und Zirkonium auslaufen.
Thoria dispergiertes Nickel findet seine Anwendungen in verschiedenen Hochtemperaturoperationen wie Verbrennungsmotoren, da es ein gutes kriechfestes Material ist. Es kann auch zum Einfangen von Wasserstoff verwendet werden.
Katalysedit
Thoriumdioxid hat als kommerzieller Katalysator fast keinen Wert, aber solche Anwendungen wurden gut untersucht. Es ist ein Katalysator in der Ruzicka großen Ringsynthese. Andere Anwendungen, die erforscht worden sind, umfassen das Knacken des Erdöls, Umwandlung des Ammoniaks zur Salpetersäure und Vorbereitung der Schwefelsäure.
Radiokontrastmittelbearbeiten
Thoriumdioxid war der Hauptbestandteil von Thorotrast, einem einst üblichen Radiokontrastmittel für die zerebrale Angiographie, verursacht jedoch viele Jahre nach der Verabreichung eine seltene Form von Krebs (hepatisches Angiosarkom). Diese Verwendung wurde durch injizierbares Jod oder eine aufnehmbare Bariumsulfatsuspension als Standard-Röntgenkontrastmittel ersetzt.
Lamp Mantlesbearbeiten
Eine weitere wichtige Verwendung in der Vergangenheit war der Gasmantel von Laternen, der 1890 von Carl Auer von Welsbach entwickelt wurde und zu 99 Prozent aus ThO2 und zu 1% aus Cer (IV) -Oxid besteht. Noch in den 1980er Jahren wurde geschätzt, dass etwa die Hälfte des gesamten produzierten ThO2 (mehrere hundert Tonnen pro Jahr) für diesen Zweck verwendet wurde. Einige Mäntel verwenden immer noch Thorium, aber Yttriumoxid (oder manchmal Zirkonoxid) wird zunehmend als Ersatz verwendet.
Glasherstellungbearbeiten
Wenn Thoriumdioxid zu Glas hinzugefügt wird, erhöht es seinen Brechungsindex und verringert die Dispersion. Ein solches Glas findet Anwendung in hochwertigen Objektiven für Kameras und wissenschaftliche Instrumente. Die Strahlung dieser Linsen kann sie über einen Zeitraum von Jahren verdunkeln und gelb färben und den Film abbauen, aber die Gesundheitsrisiken sind minimal. Vergilbte Linsen können durch längere Einwirkung intensiver ultravioletter Strahlung in ihren ursprünglichen farblosen Zustand zurückversetzt werden. Thoriumdioxid wurde seitdem in fast allen modernen Hochindexgläsern durch Seltenerdoxide wie Lanthanoxid ersetzt, da sie ähnliche Effekte bieten und nicht radioaktiv sind.