Combustibles nucléairesdit

Le dioxyde de thorium (thoria) peut être utilisé dans les réacteurs nucléaires sous forme de pastilles de combustible en céramique, généralement contenues dans des crayons de combustible nucléaire revêtus d’alliages de zirconium. Le thorium n’est pas fissile (mais est « fertile », produisant de l’uranium 233 fissile sous bombardement neutronique); par conséquent, il doit être utilisé comme combustible de réacteur nucléaire en conjonction avec des isotopes fissiles de l’uranium ou du plutonium. Ceci peut être réalisé en mélangeant du thorium avec de l’uranium ou du plutonium, ou en l’utilisant sous sa forme pure en conjonction avec des crayons de combustible séparés contenant de l’uranium ou du plutonium. Le dioxyde de thorium offre des avantages par rapport aux pastilles de combustible classiques au dioxyde d’uranium, en raison de sa conductivité thermique plus élevée (température de fonctionnement plus basse), de son point de fusion considérablement plus élevé et de sa stabilité chimique (ne s’oxyde pas en présence d’eau / oxygène, contrairement au dioxyde d’uranium).

Le dioxyde de thorium peut être transformé en combustible nucléaire en le transformant en uranium 233 (voir ci-dessous et reportez-vous à l’article sur le thorium pour plus d’informations à ce sujet). La stabilité thermique élevée du dioxyde de thorium permet des applications en pulvérisation à la flamme et en céramique à haute température.

Alliage

Le dioxyde de thorium est utilisé comme stabilisateur dans les électrodes en tungstène dans le soudage TIG, les tubes électroniques et les moteurs à turbine à gaz des avions. En tant qu’alliage, le métal de tungstène thorié n’est pas facilement déformé car le matériau à haute fusion thoria augmente les propriétés mécaniques à haute température et le thorium aide à stimuler l’émission d’électrons (thermions). C’est l’additif d’oxyde le plus populaire en raison de son faible coût, mais il est progressivement éliminé au profit d’éléments non radioactifs tels que le cérium, le lanthane et le zirconium.

Le nickel dispersé de Thoria trouve ses applications dans diverses opérations à haute température comme les moteurs à combustion car c’est un bon matériau résistant au fluage. Il peut également être utilisé pour le piégeage de l’hydrogène.

Catalysedit

Le dioxyde de thorium n’a presque aucune valeur en tant que catalyseur commercial, mais de telles applications ont été bien étudiées. C’est un catalyseur dans la synthèse du grand cycle de Ruzicka. D’autres applications ont été explorées, notamment le craquage du pétrole, la conversion de l’ammoniac en acide nitrique et la préparation de l’acide sulfurique.

Agents de radiocontrastemodifier

Le dioxyde de thorium était l’ingrédient principal du Thorotrast, un agent de radiocontrast autrefois couramment utilisé pour l’angiographie cérébrale, mais il provoque une forme rare de cancer (angiosarcome hépatique) plusieurs années après l’administration. Cette utilisation a été remplacée par une suspension injectable d’iode ou de sulfate de baryum ingérable en tant qu’agents de contraste standard pour les rayons X.

Manteaux de lampedit

Une autre utilisation majeure dans le passé était dans le manteau de gaz des lanternes développées par Carl Auer von Welsbach en 1890, qui sont composées de 99% de ThO2 et 1% d’oxyde de cérium (IV). Dès les années 1980, on estimait qu’environ la moitié de l’ensemble du ThO2 produit (plusieurs centaines de tonnes par an) était utilisé à cette fin. Certains manteaux utilisent encore du thorium, mais de l’oxyde d’yttrium (ou parfois de l’oxyde de zirconium) est de plus en plus utilisé en remplacement.

Fabrication de verreedit

Lentille jaunie au dioxyde de thorium (à gauche), une lentille similaire partiellement jaunie par rayonnement ultraviolet (au centre), et une lentille sans jaunissement (à droite)

Lorsqu’il est ajouté au verre, le dioxyde de thorium aide à augmenter son indice de réfraction et à diminuer la dispersion. Ce verre trouve une application dans les objectifs de haute qualité pour les appareils photo et les instruments scientifiques. Le rayonnement de ces lentilles peut les assombrir et les jaunir sur une période de plusieurs années et dégrader le film, mais les risques pour la santé sont minimes. Les lentilles jaunies peuvent être restaurées à leur état incolore d’origine par une longue exposition à un rayonnement ultraviolet intense. Le dioxyde de thorium a depuis été remplacé par des oxydes de terres rares tels que l’oxyde de lanthane dans presque tous les verres modernes à indice élevé, car ils produisent des effets similaires et ne sont pas radioactifs.