Articles

Toriumdioxid

Kärnbränsleredigera

Toriumdioxid (Toria) kan användas i kärnreaktorer som keramiska bränslepellets, vanligtvis i kärnbränslestavar klädda med zirkoniumlegeringar. Torium är inte klyvbart (men är ”fertilt”, avel klyvbart uran-233 under neutronbombardemang); därför måste det användas som ett kärnreaktorbränsle i samband med klyvbara isotoper av antingen uran eller plutonium. Detta kan uppnås genom att blanda torium med uran eller plutonium eller använda det i sin rena form tillsammans med separata bränslestavar som innehåller uran eller plutonium. Toriumdioxid erbjuder fördelar jämfört med konventionella urandioxidbränslepellets på grund av dess högre värmeledningsförmåga (lägre driftstemperatur), betydligt högre smältpunkt och kemisk stabilitet (oxiderar inte i närvaro av vatten/syre, till skillnad från urandioxid).

Toriumdioxid kan omvandlas till ett kärnbränsle genom att odla det till uran-233 (se nedan och hänvisa till artikeln om torium för mer information om detta). Den höga termiska stabiliteten hos toriumdioxid möjliggör tillämpningar vid flamsprutning och högtemperaturkeramik.

AlloysEdit

Toriumdioxid används som stabilisator i volframelektroder i TIG-svetsning, elektronrör och gasturbinmotorer för flygplan. Som en legering, torierad volframmetall är inte lätt deformeras eftersom den höga fusionsmaterial Toria förstärker hög temperatur mekaniska egenskaper, och torium hjälper till att stimulera utsläpp av elektroner (termioner). Det är det mest populära oxidadditivet på grund av dess låga kostnad, men fasas ut till förmån för icke-radioaktiva ämnen som cerium, lantan och zirkonium.

Thoria dispergerad nickel finner sina tillämpningar i olika högtemperaturoperationer som förbränningsmotorer eftersom det är ett bra krypbeständigt material. Det kan också användas för vätefångning.

CatalysisEdit

Toriumdioxid har nästan inget värde som en kommersiell katalysator, men sådana tillämpningar har undersökts väl. Det är en katalysator i Ruzicka stor ring syntes. Andra tillämpningar som har undersökts inkluderar petroleumkrackning, omvandling av ammoniak till salpetersyra och beredning av svavelsyra.

Radiokontrastmedelredigera

Toriumdioxid var den primära ingrediensen i Thorotrast, ett en gång vanligt radiokontrastmedel som används för cerebral angiografi, men det orsakar en sällsynt form av cancer (leverangiosarkom) många år efter administrering. Denna användning ersattes med injicerbar jod eller intagbar bariumsulfatsuspension som standard röntgenkontrastmedel.

Lampmantelredigera

Huvudartikel: Gasmantel

en annan viktig användning tidigare var i gasmantel av lyktor utvecklade av Carl Auer von Welsbach 1890, som består av 99 procent ThO2 och 1% cerium(IV) oxid. Redan så sent som på 1980-talet uppskattades att ungefär hälften av alla producerade ThO2 (flera hundra ton per år) användes för detta ändamål. Vissa mantlar använder fortfarande torium, men yttriumoxid (eller ibland zirkoniumoxid) används alltmer som ersättning.

glas manufactureEdit

tre linser från gulnat till transparent vänster till höger
gulnat toriumdioxidlins (vänster), en liknande lins delvis gulnad med ultraviolett strålning (mitt) och lins utan gulning (höger)

när toriumdioxid tillsätts till glas bidrar det till att öka dess brytningsindex och minska dispersionen. Sådant glas används i högkvalitativa linser för kameror och vetenskapliga instrument. Strålningen från dessa linser kan mörka dem och göra dem gula under en period av år och försämra filmen, men hälsoriskerna är minimala. Gulnade linser kan återställas till sitt ursprungliga färglösa tillstånd genom långvarig exponering för intensiv ultraviolett strålning. Toriumdioxid har sedan dess ersatts av sällsynta jordartsmetaller oxider såsom lantan oxid i nästan alla moderna hög index glasögon, eftersom de ger liknande effekter och är inte radioaktiva.