Articles

Toriumdioksidia

ydinpolttoainemittaria

Toriumdioksidia (toriumdioksidia) voidaan käyttää ydinreaktoreissa keraamisina polttoainepelletteinä, jotka tyypillisesti sisältyvät zirkoniumseoksilla pleteroituihin ydinpolttoainesauvoihin. Torium ei ole fissiiliä (mutta on ”hedelmällistä”, jalostaen fissiiliä uraani-233: A neutronipommituksessa); siksi sitä on käytettävä ydinreaktorin polttoaineena yhdessä uraanin tai plutoniumin fissiilien isotooppien kanssa. Tämä voidaan saavuttaa sekoittamalla toriumia uraanin tai plutoniumin kanssa tai käyttämällä sitä puhtaassa muodossaan yhdessä erillisten uraania tai plutoniumia sisältävien polttoainesauvojen kanssa. Toriumdioksidi tarjoaa etuja tavanomaisiin uraanidioksidipolttoainepelletteihin verrattuna, koska sen lämmönjohtavuus on korkeampi (alempi käyttölämpötila), sulamispiste on huomattavasti korkeampi ja kemiallinen stabiilius (ei hapetu veden/hapen läsnä ollessa, toisin kuin uraanidioksidi).

Toriumdioksidi voidaan muuttaa ydinpolttoaineeksi jalostamalla sitä uraani-233: ksi (KS.alla oleva artikkeli toriumista). Toriumdioksidin korkea lämpöstabiilisuus Mahdollistaa sovellukset liekkiruiskutuksessa ja korkean lämpötilan keramiikassa.

AlloysEdit

toriumdioksidia käytetään stabilisaattorina volframielektrodeissa TIG-hitsauksessa, elektroniputkissa ja lentokoneiden kaasuturbiinimoottoreissa. Koska metalliseos, torium volframimetalli ei ole helposti epämuodostunut, koska korkean fuusion materiaali torium augments korkean lämpötilan mekaaniset ominaisuudet, ja torium auttaa stimuloimaan elektronien emission (thermions). Se on suosituin oksidilisäaine edullisten kustannuksiensa vuoksi, mutta on poistumassa käytöstä ei-radioaktiivisten alkuaineiden, kuten ceriumin, lantaanin ja zirkoniumin, hyväksi.

Thoria-hajotettu nikkeli löytää sovelluksensa erilaisissa korkean lämpötilan operaatioissa kuten polttomoottoreissa, koska se on hyvä virumista kestävä materiaali. Sitä voidaan käyttää myös vedyn ansoittamiseen.

katalysaattorilla

toriumdioksidilla ei ole juuri mitään arvoa kaupallisena katalyyttinä, mutta tällaisia sovelluksia on tutkittu hyvin. Se on katalyyttinä Ruzickan suuren renkaan synteesissä. Muita tutkittuja käyttökohteita ovat muun muassa öljykrakkaus, ammoniakin muuntaminen typpihapoksi ja rikkihapon valmistus.

Radiocontrast agentsEdit

Toriumdioksidi oli thorotrastin pääasiallinen ainesosa.thorotrast on aiemmin yleinen radiocontrast-aine, jota käytetään aivojen angiografiassa. Tämä käyttö korvattiin injektoitavalla jodilla tai nieltävällä bariumsulfaattisuspensiolla tavallisina Röntgenvarjoaineina.

lamppu mantlesEdit

pääartikkeli: Kaasuvaippa

toinen merkittävä käyttökohde oli Carl Auer von Welsbachin vuonna 1890 kehittämä lyhtyjen kaasuvaippa, joka koostuu 99-prosenttisesti ThO2: sta ja 1-prosenttisesti cerium(IV) oksidista. Vielä 1980-luvulla arvioitiin, että noin puolet kaikesta tuotetusta ThO2: sta (useita satoja tonneja vuodessa) käytettiin tähän tarkoitukseen. Jotkin nuket käyttävät edelleen toriumia, mutta yttriumoksidia (tai joskus zirkoniumoksidia) käytetään yhä enemmän korvaavana aineena.

Lasinvalmistusedit

kolme linssiä kellastuneesta läpinäkyvään vasemmalta oikealle
kellastunut toriumdioksidilinssi (vasemmalla), samanlainen linssi osittain de-kellastunut ultraviolettisäteilyllä (keskellä) ja linssi ilman kellastumista (oikealla)

lasiin lisättynä toriumdioksidi auttaa lisäämään sen taitekerrointa ja vähentämään dispersiota. Tällainen lasi löytää sovelluksen laadukkaissa kameroiden ja tieteellisten välineiden linsseissä. Näiden linssien säteily voi tummentaa ne ja muuttaa ne keltaisiksi vuosien kuluessa ja heikentää kalvoa, mutta terveysriskit ovat minimaaliset. Kellastuneet linssit voidaan palauttaa alkuperäiseen värittömään tilaansa altistamalla ne pitkään voimakkaalle ultraviolettisäteilylle. Toriumdioksidi on sittemmin korvattu harvinaisten maametallien oksideilla, kuten lantaanioksidilla lähes kaikissa nykyaikaisissa korkean indeksin laseissa, koska niillä on samanlaisia vaikutuksia eivätkä ne ole radioaktiivisia.