Articles

Dioxidul de toriu

combustibil Nuclearedit

dioxidul de toriu (thoria) poate fi utilizat în reactoarele nucleare ca pelete de combustibil ceramic, de obicei conținute în tije de combustibil nuclear placate cu aliaje de zirconiu. Toriul nu este fisionabil (dar este „fertil”, reproducând uraniu-233 fisionabil sub bombardament cu neutroni); prin urmare, trebuie utilizat ca combustibil al reactorului nuclear împreună cu izotopii fisionabili ai uraniului sau plutoniului. Acest lucru poate fi realizat prin amestecarea toriului cu uraniu sau plutoniu sau utilizarea acestuia în forma sa pură împreună cu tije de combustibil separate care conțin uraniu sau plutoniu. Dioxidul de toriu oferă avantaje față de peletele convenționale de combustibil cu dioxid de uraniu, datorită conductivității sale termice mai mari (temperatură de funcționare mai scăzută), punctului de topire considerabil mai mare și stabilității chimice (nu se oxidează în prezența apei/oxigenului, spre deosebire de dioxidul de uraniu).

dioxidul de toriu poate fi transformat într-un combustibil nuclear prin reproducerea acestuia în uraniu-233 (a se vedea mai jos și consultați articolul despre toriu pentru mai multe informații despre acest lucru). Stabilitatea termică ridicată a dioxidului de toriu permite aplicații în pulverizare cu flacără și ceramică la temperaturi ridicate.

Aliajedit

dioxidul de toriu este utilizat ca stabilizator în electrozii de tungsten din sudarea TIG, tuburile electronice și motoarele cu turbină cu gaz pentru aeronave. Ca aliaj, metalul tungsten toriat nu este ușor deformat, deoarece materialul cu fuziune ridicată thoria mărește proprietățile mecanice la temperaturi ridicate, iar toriul ajută la stimularea emisiei de electroni (termioni). Este cel mai popular aditiv de oxid din cauza costului său scăzut, dar este eliminat treptat în favoarea elementelor non-radioactive, cum ar fi ceriu, lantan și zirconiu.

nichelul dispersat Thoria își găsește aplicațiile în diferite operații la temperaturi ridicate, cum ar fi motoarele cu combustie, deoarece este un material rezistent la fluaj. Poate fi folosit și pentru captarea hidrogenului.

CatalysisEdit

dioxidul de toriu nu are aproape nici o valoare ca un catalizator comercial, dar astfel de aplicații au fost bine investigate. Este un catalizator în sinteza inelului mare Ruzicka. Alte aplicații care au fost explorate includ cracarea petrolului, conversia amoniacului în acid azotic și prepararea acidului sulfuric.

agenți de Radiocontrastedit

dioxidul de toriu a fost ingredientul principal în Thorotrast, un agent de radiocontrast folosit pentru Angiografia cerebrală, cu toate acestea, provoacă o formă rară de cancer (angiosarcom hepatic) la mulți ani după administrare. Această utilizare a fost înlocuită cu iod injectabil sau suspensie ingestabilă de sulfat de bariu ca agenți de contrast cu raze X standard.

lamp mantlesEdit

Articol principal: O altă utilizare majoră în trecut a fost în mantaua de gaz a felinarelor dezvoltată de Carl Auer von Welsbach în 1890, care sunt compuse din 99% ThO2 și 1% oxid de ceriu(IV). Chiar și în anii 1980, s-a estimat că aproximativ jumătate din totalul ThO2 produs (câteva sute de tone pe an) a fost utilizat în acest scop. Unele mantale folosesc încă toriu, dar oxidul de ytriu (sau uneori oxidul de zirconiu) este folosit din ce în ce mai mult ca înlocuitor.

fabricarea sticlei

trei lentile de la galben la transparent de la stânga la dreapta
lentilă îngălbenită cu dioxid de toriu (stânga), o lentilă similară parțial îngălbenită cu radiații ultraviolete (centru) și lentilă fără îngălbenire (dreapta)

când este adăugat la sticlă, dioxidul de toriu ajută la creșterea indicelui său de refracție și la scăderea dispersiei. O astfel de sticlă se găsește în lentile de înaltă calitate pentru camere și instrumente științifice. Radiațiile de la aceste lentile le pot întuneca și le pot îngălbeni pe o perioadă de ani și pot degrada filmul, dar riscurile pentru sănătate sunt minime. Lentilele îngălbenite pot fi readuse la starea lor incoloră inițială prin expunerea îndelungată la radiații ultraviolete intense. Dioxidul de toriu a fost înlocuit de atunci cu oxizi de pământuri rare, cum ar fi oxidul de lantan, în aproape toate paharele moderne cu indice ridicat, deoarece oferă efecte similare și nu sunt radioactive.