Торий

Химический элемент, символ Th и атомный номер 90.

Торий — химический элемент . Он имеет символ Th и атомный номер 90. Торий представляет собой слаборадиоактивный светло -серебряный металл, который на воздухе тускнеет оливково-серого цвета, образуя диоксид тория ; он умеренно мягкий и податливый , имеет высокую температуру плавления . Торий — электроположительный актинид , в химическом составе которого преобладает степень окисления +4 ; он весьма реактивен и может воспламениться на воздухе, если его мелко раздробить.

Все известные изотопы тория нестабильны. Самый стабильный изотоп, ²³² Th , имеет период полураспада 14,05 миллиардов лет, или примерно столько же, сколько возраст Вселенной ; он очень медленно распадается посредством альфа-распада , начиная цепочку распада , называемую ториевой серией , которая заканчивается стабильным ²⁰⁸ Pb . На Земле торий и уран — единственные элементы, не имеющие стабильных или почти стабильных изотопов, которые до сих пор встречаются в природе в больших количествах в качестве первичных элементов . ^[a] По оценкам, тория в земной коре более чем в три раза больше, чем урана, и его в основном добывают из монацитовых песков как побочный продукт добычи редкоземельных металлов .

Торий был открыт в 1828 году норвежским минералогом-любителем Мортеном Трейном Эсмарком и идентифицирован шведским химиком Йонсом Якобом Берцелиусом , который назвал его в честь Тора , скандинавского бога грома. Первые его применения были разработаны в конце 19 века. Радиоактивность тория была широко признана в первые десятилетия 20 века. Во второй половине века торий был заменен во многих применениях из-за опасений по поводу его радиоактивности.

Торий до сих пор используется в качестве легирующего элемента в электродах для сварки TIG , но постепенно заменяется на местах другими составами. Он также использовался в высококачественной оптике и научных приборах, использовался в некоторых радиолампах вещания и в качестве источника света в газовых мантиях , но эти применения стали второстепенными. Он был предложен в качестве замены урана в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах , и было построено несколько ториевых реакторов . Торий также используется для укрепления магния , покрытия вольфрамовой проволоки в электрооборудовании, контроля размера зерна вольфрама в электрических лампах , высокотемпературных тиглях и очках, включая линзы фотоаппаратов и научных приборов. Другие области применения тория включают термостойкую керамику, авиационные двигатели и лампочки . Наука об океане использовала соотношение изотопов ²³¹ Па / ²³⁰ Th, чтобы понять древний океан. ^[8]

Массовые свойства

Торий — умеренно мягкий, парамагнитный , яркий серебристый радиоактивный металл-актинид, которому можно согнуть или придать ему определенную форму. В периодической таблице он лежит справа от актиния , слева от протактиния и ниже церия . Чистый торий очень пластичен и, как обычно для металлов, его можно подвергать холодной прокатке , обжимке и волочению . ^[9] При комнатной температуре металлический торий имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру; у него есть две другие формы: одна при высокой температуре (более 1360 ° C; объемноцентрированная кубическая) и одна при высоком давлении (около 100 ГПа; объемноцентрированная тетрагональная форма ). ^[9]

Металлический торий имеет модуль объемного сжатия (мера сопротивления сжатию материала) 54  ГПа , примерно такой же, как у олова (58,2 ГПа). Алюминий – 75,2 ГПа; у меди 137,8 ГПа; для мягкой стали — 160–169 ГПа. ^[10] Торий примерно такой же твердый, как мягкая сталь , поэтому при нагревании его можно раскатать в листы и натянуть на проволоку. ^[11]

Торий почти вдвое менее плотен, чем уран и плутоний , и тверже, чем оба. ^[11] Он становится сверхпроводящим при температуре ниже 1,4  К. ^[9] Температура плавления тория 1750 °C выше, чем у актиния (1227 °C) и протактиния (1568 °C). В начале периода 7 , от франция к торию, температуры плавления элементов увеличиваются (как и в другие периоды), поскольку количество делокализованных электронов, вносимых каждым атомом, увеличивается с одного во франции до четырех в тории, что приводит к большему притяжению между эти электроны и ионы металлов по мере увеличения их заряда с одного до четырех. После тория наблюдается новая тенденция снижения температуры плавления от тория к плутонию , где число f-электронов увеличивается примерно с 0,4 до примерно 6: эта тенденция обусловлена ​​усиливающейся гибридизацией 5f- и 6d-орбиталей и образованием направленных связи, что приводит к более сложным кристаллическим структурам и ослаблению металлических связей. ^{[11] [12]} (Количество f-электронов для металлического тория не является целым числом из-за перекрытия 5f–6d.) ^[12] Среди актинидов вплоть до калифорния , которые можно изучать по крайней мере в миллиграммовых количествах, торий имеет самые высокие температуры плавления и кипения и вторую по величине плотность; только актиний легче. Температура кипения тория 4788 ° C является пятой по величине среди всех элементов с известными температурами кипения. ^[б]

Свойства тория широко варьируются в зависимости от степени примесей в образце. Основной примесью обычно является диоксид тория ThO ₂ ); даже самые чистые образцы тория обычно содержат около десятой доли процента диоксида. ^[9] Экспериментальные измерения его плотности дают значения от 11,5 до 11,66 г/см ³ : это немного ниже теоретически ожидаемого значения 11,7 г/см ^{3 , рассчитанного на основе} параметров решетки тория , возможно, из-за микроскопических пустот, образующихся в металле при он литой. ^[9] Эти значения лежат между значениями его соседей актиния (10,1 г/см ³ ) и протактиния (15,4 г/см ³ ), что является частью тенденции среди ранних актинидов. ^[9]

Торий может образовывать сплавы со многими другими металлами. Добавление небольших количеств тория улучшает механическую прочность магния , а сплавы тория и алюминия рассматривались как способ хранения тория в предлагаемых будущих ториевых ядерных реакторах. Торий образует эвтектические смеси с хромом и ураном и полностью смешивается как в твердом, так и в жидком состояниях со своим более легким родственным церием. ^[9]

изотопы

Все элементы, кроме двух, вплоть до висмута (элемент 83), имеют изотоп, который практически стабилен для всех целей («классически стабильный»), за исключением технеция и прометия (элементы 43 и 61). Все элементы, начиная с полония (элемент 84) и далее, в значительной степени радиоактивны . ²³² Th — один из двух нуклидов, помимо висмута (второй — ²³⁸ U ), период полураспада которых измеряется миллиардами лет; период его полураспада составляет 14,05 миллиардов лет, что примерно в три раза превышает возраст Земли и немного больше возраста Вселенной . Четыре пятых тория, присутствовавшего при формировании Земли, сохранились до наших дней. ^{[14] [15] [16] 232} Th — единственный изотоп тория, встречающийся в большом количестве в природе. ^[14] Его стабильность объясняется закрытой ядерной подоболочкой со 142 нейтронами. ^{[17] [18]} Торий имеет характерный земной изотопный состав с атомным весом 232,0377 ± 0,0004 . ^[2] Это один из четырех радиоактивных элементов (наряду с висмутом, протактинием и ураном), которые встречаются на Земле в достаточно больших количествах, чтобы можно было определить стандартный атомный вес. ^[2]

Ядра тория подвержены альфа-распаду , поскольку сильное ядерное взаимодействие не может преодолеть электромагнитное отталкивание между их протонами. ^[19] Альфа-распад ²³² Th инициирует цепочку распада 4 n , в которую входят изотопы с массовым числом , кратным 4 (отсюда и название; его также называют ториевой серией по имени его прародителя). Эта цепочка последовательных альфа- и бета-распадов начинается с распада ²³² Th до ²²⁸ Ra и заканчивается на ²⁰⁸ Pb. ^[14] Любой образец тория или его соединений содержит следы этих дочерних элементов, которые представляют собой изотопы таллия , свинца , висмута, полония, радона , радия и актиния. ^[14] Образцы природного тория можно подвергнуть химической очистке для извлечения полезных дочерних нуклидов, таких как ²¹² Pb, который используется в ядерной медицине для лечения рака . ^{[20] [21] 227} Th (альфа-излучатель с периодом полураспада 18,68 дней) также можно использовать в лечении рака, например, в таргетной альфа-терапии . ^{[22] [23] [24] 232} Th также очень редко подвергается спонтанному делению , а не альфа-распаду, и оставил доказательства этого в своих минералах (в виде захваченного газа ксенона , образующегося в качестве продукта деления), но частичный период полураспада Этот процесс очень велик и длится более 10 ²¹  года, и преобладает альфа-распад. ^{[25] [26]}

Цепочка распада 4 n 232 Th, обычно называемая «ториевой серией» ^.

Всего охарактеризовано 32 радиоизотопа , массовое число которых колеблется от 207 ^[27] до 238. ^[25] После ²³² Th наиболее стабильными из них (с соответствующими периодами полураспада) являются ²³⁰ Th (75 380 лет), ²²⁹ Th (7917 лет), ²²⁸ Th (1,92 года), ²³⁴ Th (24,10 дня) и ²²⁷ Th (18,68 дня). Все эти изотопы встречаются в природе в виде следовых радиоизотопов из-за их присутствия в цепочках распада ²³² Th, ²³⁵ U, ²³⁸ U и ²³⁷ Np : последний из них давно вымер в природе из-за своего короткого периода полураспада (2,14 миллионов лет), но постоянно образуется в виде мельчайших следов захвата нейтронов в урановых рудах. Период полураспада всех остальных изотопов тория составляет менее тридцати дней, а период полураспада большинства из них составляет менее десяти минут. ^{[14] 233} Th (период полураспада 22 минуты) возникает в природе в результате нейтронной активации природного ²³² Th. ^[28]

В глубоководных водах изотоп ²³⁰ Th составляет до0,02% природного тория. ^[6] Это связано с тем, что его родительский ²³⁸ U растворим в воде, а ²³⁰ Th нерастворим и выпадает в осадок. Урановые руды с низким содержанием тория можно очистить для получения образцов тория размером в грамм, из которых более четверти составляет изотоп ²³⁰ Th, поскольку ²³⁰ Th является одним из дочерних элементов ²³⁸ U. ^[25] Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) реклассифицировал торий как бинуклидный элемент в 2013 году; раньше его считали мононуклидным элементом . ^[29]

Торий имеет три известных ядерных изомера (или метастабильных состояния): ^216m1 Th, ^216m2 Th и ^229m Th. ^229m Th имеет самую низкую известную энергию возбуждения среди всех изомеров, ^[30] измеренную как7,6 ± 0,5 эВ . Это настолько низкое значение, что при изомерном переходе испускаемое гамма-излучение находится в ультрафиолетовом диапазоне. ^{[31] [32] [c]} Ядерный переход от ²²⁹ Th к ^229m Th исследуется с помощью ядерных часов . ^[32]

Различные изотопы тория химически идентичны, но имеют несколько различающиеся физические свойства: например, ожидается, что плотность чистых ²²⁸ Th, ²²⁹ Th, ²³⁰ Th и ²³² Th составит соответственно 11,5, 11,6, 11,6 и 11,7 г/см. ³ . ^[34] Ожидается, что изотоп ²²⁹ Th будет расщепляющимся с чистой критической массой 2839 кг, хотя при использовании стальных отражателей это значение может упасть до 994 кг. ^{[34] [d] 232} Th не расщепляется, но является воспроизводящим, поскольку его можно превратить в делящийся ²³³ U путем захвата нейтронов и последующего бета-распада. ^{[34] [35]}

Радиометрическое датирование

Два радиометрических метода датирования используют изотопы тория: датирование уран-тория , основанное на распаде ²³⁴ U до ²³⁰ Th, и датирование иония-тория , которое измеряет соотношение ²³² Th к ²³⁰ Th. ^[e] Они основаны на том факте, что ²³² Th является первичным радиоизотопом, но ²³⁰ Th встречается только как промежуточный продукт распада в цепочке распада ²³⁸ U. ^[36] Датирование урана и тория является относительно короткодействующим процессом из-за короткие периоды полураспада ²³⁴ U и ²³⁰ Th относительно возраста Земли: он также сопровождается сестринским процессом, включающим альфа-распад ²³⁵ U на ²³¹ Th, который очень быстро становится более долгоживущим ²³¹ Па, и этот процесс часто используется для проверки результатов уран-ториевого датирования. Уран-ториевое датирование обычно используется для определения возраста материалов из карбоната кальция , таких как образования или кораллы , поскольку уран более растворим в воде, чем торий и протактиний, которые избирательно осаждаются в отложениях на дне океана , где их соотношение измеряется. Схема имеет диапазон в несколько сотен тысяч лет. ^{[36] [37]} Ионий-ториевое датирование - это родственный процесс, в котором используется нерастворимость тория (как ²³² Th, так и ²³⁰ Th) и, следовательно, его присутствие в океанских отложениях для датирования этих отложений путем измерения соотношения ²³² Th и ²³⁰ Th . . ^{[38] [39]} Оба этих метода датирования предполагают, что соотношение ²³⁰ Th и ²³² Th является постоянным в течение периода формирования слоя осадка, что осадок еще не содержал торий до появления вкладов от распада урана, и что торий не может мигрировать внутри слоя осадка. ^{[38] [39]}

Химия

Атом тория имеет 90 электронов, из которых четыре валентные . Теоретически доступны четыре атомные орбитали , которые могут занять валентные электроны: 5f, 6d, 7s и 7p. ^[40] Несмотря на положение тория в f-блоке таблицы Менделеева, он имеет аномальную электронную конфигурацию [Rn]6d ² 7s ² в основном состоянии, поскольку подоболочки 5f и 6d в ранних актинидах очень близки по энергии, даже в большей степени, чем подоболочки 4f и 5d лантаноидов: подоболочки 6d тория имеют меньшую энергию, чем подоболочки 5f, поскольку его подоболочки 5f плохо экранированы заполненными подоболочками 6s и 6p и дестабилизированы. Это связано с релятивистскими эффектами , которые становятся сильнее в нижней части таблицы Менделеева, в частности, с релятивистским спин-орбитальным взаимодействием . Близость энергетических уровней 5f, 6d и 7s энергетических уровней тория приводит к тому, что торий почти всегда теряет все четыре валентных электрона и находится в максимально возможной степени окисления +4. Это отличается от церия, родственного ему лантаноида, в котором +4 также является наивысшим возможным состоянием, но +3 играет важную роль и является более стабильным. Торий гораздо больше похож на переходные металлы цирконий и гафний, чем на церий по энергии ионизации и окислительно-восстановительному потенциалу, а, следовательно, и по своему химическому составу: такое поведение переходных металлов является нормой для первой половины ряда актинидов, начиная с актиний в америций. ^{[41] [42] [43]}

Диоксид тория имеет кристаллическую структуру флюорита . Th ⁴⁺ : __   /   O ²⁻ : __

Несмотря на аномальную электронную конфигурацию атомов газообразного тория, металлический торий демонстрирует значительное участие 5f. Гипотетическое металлическое состояние тория, имеющее конфигурацию [Rn]6d ² 7s ² с 5f-орбиталями выше уровня Ферми , должно быть гексагональной плотной упаковкой, как элементы 4-й группы титан, цирконий и гафний, а не гранецентрированной кубической, как это на самом деле есть. Фактическую кристаллическую структуру можно объяснить только с использованием состояний 5f, что доказывает, что торий с металлургической точки зрения является настоящим актинидом. ^[12]

Соединения четырехвалентного тория обычно бесцветны или желты, как соединения серебра или свинца, поскольку ион Th ⁴⁺ не имеет электронов 5f или 6d. ^[11] Таким образом, химия тория в значительной степени представляет собой электроположительный металл, образующий один диамагнитный ион со стабильной конфигурацией благородного газа, что указывает на сходство между торием и элементами основной группы s-блока. ^{[44] [f]} Торий и уран являются наиболее изученными радиоактивными элементами, поскольку их радиоактивность достаточно низка, чтобы не требовать специального обращения в лаборатории. ^[45]

Реактивность

Торий — высокореактивный и электроположительный металл. При стандартном восстановительном потенциале -1,90 В для пары Th4 ⁺ /Th она несколько более электроположительна, чем цирконий или алюминий. ^[46] Мелкодисперсный металлический торий может проявлять пирофорность , самопроизвольно воспламеняясь на воздухе. ^[9] При нагревании на воздухе стружки тория воспламеняются и горят ярким белым светом, образуя диоксид. В массе реакция чистого тория с воздухом протекает медленно, хотя через несколько месяцев может возникнуть коррозия; большинство образцов тория загрязнены диоксидом разной степени, что значительно ускоряет коррозию. ^[9] Такие образцы медленно тускнеют, становясь серыми и, наконец, черными на поверхности. ^[9]

При стандартной температуре и давлении торий медленно подвергается воздействию воды, но плохо растворяется в большинстве распространенных кислот, за исключением соляной кислоты , в которой он растворяется, оставляя черный нерастворимый остаток ThO(OH,Cl)H. ^{[9] [47]} Он растворяется в концентрированной азотной кислоте , содержащей небольшое количество каталитических фторидных или фторсиликатных ионов; ^{[9] [48]} если их нет, может произойти пассивация нитратом, как в случае с ураном и плутонием. ^{[9] [49] [50]}

Кристаллическая структура тетрафторида тория Th ⁴⁺ : __   /   F ⁻ : __

Неорганические соединения

Большинство бинарных соединений тория с неметаллами можно получить путем нагревания элементов вместе. ^[51] На воздухе торий сгорает с образованием ThO ₂ , имеющего структуру флюорита . ^[52] Диоксид тория — тугоплавкий материал с самой высокой температурой плавления (3390 °C) среди всех известных оксидов. ^[53] Он несколько гигроскопичен и легко реагирует с водой и многими газами; ^[54] он легко растворяется в концентрированной азотной кислоте в присутствии фторида. ^[55]

При нагревании на воздухе диоксид тория излучает интенсивный синий свет; свет становится белым, когда ThO ₂ смешивается с его более легким гомологом диоксидом церия ( CeO ₂ , церий): это основа его ранее распространенного применения в газовых мантиях . ^[54] Для этого эффекта не требуется пламя: в 1901 году было обнаружено, что горячая газовая мантия Вельсбаха (с использованием ThO ₂ с 1% CeO ₂ ) оставалась «полным свечением» при воздействии холодной незажженной смеси горючего газа. ^{[ который? ]} и воздух. ^[56] Свет, излучаемый диоксидом тория, имеет большую длину волны, чем излучение черного тела, ожидаемое от накаливания при той же температуре. Этот эффект называется кандолюминесценцией . Это происходит потому, что ThO ₂  : Ce действует как катализатор рекомбинации свободных радикалов , возникающих в пламени в высокой концентрации, при девозбуждении которых выделяется большое количество энергии. Добавление 1% диоксида церия, как и в газовых мантиях, усиливает эффект за счет увеличения излучательной способности в видимой области спектра; но поскольку церий, в отличие от тория, может находиться в нескольких степенях окисления, его заряд и, следовательно, видимая излучательная способность будут зависеть от области пламени, в которой он находится (поскольку такие области различаются по своему химическому составу и, следовательно, насколько они окисляют или восстанавливают) . ^[56]

Известны также несколько бинарных халькогенидов и оксихалькогенидов тория с серой , селеном и теллуром . ^[57]

Известны все четыре тетрагалогенида тория, а также некоторые низковалентные бромиды и иодиды: ^[58] все тетрагалогениды представляют собой 8-координированные гигроскопические соединения, которые легко растворяются в полярных растворителях, таких как вода. ^[59] Также известны многие родственные полигалогенид-ионы. ^[58] Тетрафторид тория имеет моноклинную кристаллическую структуру, подобную структурам тетрафторида циркония и тетрафторида гафния , где ионы Th ⁴⁺ координируются с ионами F ^- в несколько искаженных квадратных антипризмах . ^[58] Другие тетрагалогениды вместо этого имеют додекаэдрическую геометрию. ^[59] Низшие иодиды ThI ₃ (черный) и ThI ₂ (золотой) также могут быть получены восстановлением тетраиодида металлическим торием: они не содержат Th(III) и Th(II), но вместо этого содержат Th ⁴⁺ и их можно было бы более четко сформулировать как электридные соединения. ^[58] Многие полинарные галогениды щелочных металлов, бария , таллия и аммония известны как фториды, хлориды и бромиды тория. ^[58] Например, при обработке фторидом калия и плавиковой кислотой Th 4+ ^{образует} комплексный анион [ThF ₆ ] ^2- (гексафторторат(IV)), который выпадает в осадок в виде нерастворимой соли K ₂ [ThF ₆ ] (калия гексафторторат(IV)). ^[48]

Бориды, карбиды, силициды и нитриды тория являются тугоплавкими материалами, как и уран и плутоний, и поэтому привлекли внимание в качестве возможного ядерного топлива . ^[51] Все четыре более тяжелых пниктогена ( фосфор , мышьяк , сурьма и висмут) также образуют бинарные соединения тория. Известны также германиды тория. ^[60] Торий реагирует с водородом с образованием гидридов тория ThH ₂ и Th ₄ H ₁₅ , последний из которых является сверхпроводящим при температуре ниже 7,5–8 К; при стандартной температуре и давлении он проводит электричество, как металл. ^[61] Гидриды термически нестабильны и легко разлагаются под воздействием воздуха или влаги. ^[62]

Сэндвич-структура молекулы тооцена

Координационные соединения

В кислом водном растворе торий встречается в виде тетраположительного акваиона [Th(H ₂ O) ₉ ] ⁴⁺ , ​​который имеет трехглавую тригонально-призматическую молекулярную геометрию : ^{[63] [64]} при pH < 3 растворы солей тория являются преобладает этот катион. ^[63] Ион Th ⁴⁺ является крупнейшим из тетраположительных ионов актинида и в зависимости от координационного числа может иметь радиус от 0,95 до 1,14 Å. ^[63] Из-за высокого заряда он довольно кислый, немного сильнее сернистой кислоты : поэтому он склонен подвергаться гидролизу и полимеризации (хотя и в меньшей степени, чем Fe ³⁺ ), преимущественно до [Th ₂ (OH) ₂ ] ^{6 +} в растворах с pH 3 или ниже, но в более щелочных растворах полимеризация продолжается до тех пор, пока не образуется студенистый гидроксид Th(OH) ₄ и не выпадает в осадок (хотя для достижения равновесия могут потребоваться недели, поскольку полимеризация обычно замедляется перед выпадением осадка). ^[65] Будучи жесткой кислотой Льюиса , Th ⁴⁺ предпочитает жесткие лиганды с атомами кислорода в качестве доноров: комплексы с атомами серы в качестве доноров менее стабильны и более склонны к гидролизу. ^[41]

Высокие координационные числа являются правилом для тория из-за его большого размера. Пентагидрат нитрата тория был первым известным примером координационного числа 11, тетрагидрат оксалата имеет координационное число 10, а боргидрид (впервые полученный в рамках Манхэттенского проекта ) имеет координационное число 14. ^[65] Эти соли тория известны своей высокой растворимостью в вода и полярные органические растворители. ^[11]

Известны многие другие неорганические соединения тория с многоатомными анионами, такие как перхлораты , сульфаты , сульфиты , нитраты, карбонаты, фосфаты , ванадаты , молибдаты и хроматы , а также их гидратированные формы. ^[66] Они важны для очистки тория и утилизации ядерных отходов, но большинство из них еще не полностью охарактеризовано, особенно в отношении их структурных свойств. ^[66] Например, нитрат тория получают путем реакции гидроксида тория с азотной кислотой: он растворим в воде и спиртах и ​​является важным промежуточным продуктом при очистке тория и его соединений. ^[66] Комплексы тория с органическими лигандами, такими как оксалат , цитрат и ЭДТА , гораздо более стабильны. В природных торийсодержащих водах органические комплексы тория обычно встречаются в концентрациях, на порядки превышающих концентрации неорганических, даже если концентрации неорганических лигандов значительно превышают концентрации органических лигандов. ^[63]

Молекулярная структура пианино-табурета ( η ⁸ -C ₈ H ₈ )ThCl ₂ (THF) ₂

В январе 2021 года ароматичность наблюдалась в большом металлическом кластерном анионе, состоящем из 12 атомов висмута, стабилизированных центральным катионом тория. ^[67] Было показано, что это соединение удивительно стабильно, в отличие от многих ранее известных кластеров ароматических металлов .

Торийорганические соединения

Большая часть работ по торийорганическим соединениям сосредоточена на циклопентадиенильных комплексах и циклооктатетраенилах . Как и многие ранние и средние актиниды (вплоть до америция , а также ожидается кюрий ), торий образует циклооктатетраенидный комплекс: желтый Th(C ₈ H ₈ ) ₂ , тороцен . Он изотипен более известному аналогу соединения урана ураноцену . ^[68] Его можно получить путем взаимодействия K 2 C 8 H 8 с тетрахлоридом тория в тетрагидрофуране (ТГФ) при температуре сухого льда или путем взаимодействия тетрафторида тория с MgC ₈ H ₈ . ^[68] Он нестабилен на воздухе и разлагается в воде или при 190 °C. ^[68] Также известны полусэндвичевые соединения , такие как (η ⁸ -C ₈ H ₈ )ThCl ₂ (THF) ₂ , которое имеет структуру рояльного стула и получается путем реакции тооцена с тетрахлоридом тория в тетрагидрофуране. ^[41]

Простейшими из циклопентадиенилов являются Th(C ₅ H ₅ ) ₃ и Th(C ₅ H ₅ ) ₄ : известно множество производных. Первый (имеющий две формы: фиолетовую и зеленую) представляет собой редкий пример тория в формальной степени окисления +3; ^{[68] [69]} в производном возникает формальная степень окисления +2. ^[70] Хлоридное производное [Th(C ₅ H ₅ ) ₃ Cl] получают нагреванием тетрахлорида тория с ограничением использования KC ₅ H ₅ (также можно использовать циклопентадиенилы других одновалентных металлов). Алкильные и арильные производные получают из хлоридного производного и используют для изучения природы сигма - связи Th – C. ^[69]

Другие торийорганические соединения изучены недостаточно. Тетрабензилторий Th(CH ₂ C ₆ H ₅ ) ₄ и тетрааллилторий Th(CH ₂ CH=CH ₂ ) ₄ известны, но их структура не установлена. Они медленно разлагаются при комнатной температуре. Торий образует моноблокированный тригонально-призматический анион [Th(CH ₃ ) ₇ ] ^3- , гептаметилторат(IV), который образует соль [Li(tmeda)] ₃ [Th(CH ₃ ) ₇ ] (tmeda = (CH ₃ ) ₂ NCH _​​2 CH ₂ N(CH ₃ ) ₂ ). Хотя одна метильная группа присоединена только к атому тория (расстояние Th–C 257,1 пм), а остальные шесть соединяют атомы лития и тория (расстояния Th–C 265,5–276,5 пм), в растворе они ведут себя одинаково. Тетраметилторий Th(CH ₃ ) ₄ неизвестен, но его аддукты стабилизированы фосфиновыми лигандами. ^[41]

Вхождение

Формирование

²³² Th — первичный нуклид, существующий в своей нынешней форме более десяти миллиардов лет; оно образовалось в ходе r-процесса , который, вероятно, происходит при слиянии сверхновых и нейтронных звезд . Эти жестокие события разбросали его по всей галактике. ^{[71] [72]} Буква «r» означает «быстрый захват нейтронов» и встречается в сверхновых с коллапсом ядра, где тяжелые затравочные ядра, такие как ⁵⁶ Fe , быстро захватывают нейтроны, наталкиваясь на линию капель нейтронов , как это делают нейтроны. захватываются гораздо быстрее, чем образующиеся нуклиды могут обратно бета-распасться до стабильности. Захват нейтронов — единственный способ для звезд синтезировать элементы помимо железа из-за увеличенных кулоновских барьеров , которые затрудняют взаимодействие между заряженными частицами при высоких атомных номерах, а также того факта, что синтез за пределами ⁵⁶ Fe является эндотермическим . ^[73] Из-за резкой потери стабильности после ²⁰⁹ Bi r-процесс является единственным процессом звездного нуклеосинтеза, который может создавать торий и уран; все остальные процессы протекают слишком медленно, и промежуточные ядра альфа-распадаются прежде, чем захватят достаточное количество нейтронов, чтобы достичь этих элементов. ^{[71] [74] [75]}

Относительное содержание 83 первичных элементов в Солнечной системе по числу атомов, построенное в логарифмическом масштабе и нормированное до 10 ⁶ для кремния . Торий с атомным номером 90 является одним из самых редких элементов. ^[71]

Во Вселенной торий является одним из самых редких из первичных элементов, поскольку это один из двух элементов, которые могут быть произведены только в r-процессе (вторым является уран), а также потому, что он медленно распадается вдали от Вселенной. момент его формирования. Единственными первичными элементами, более редкими, чем торий, являются тулий , лютеций , тантал и рений, элементы с нечетными номерами непосредственно перед третьим пиком содержания r-процесса вокруг тяжелых металлов платиновой группы, а также урана. ^{[71] [73] [g]} В далеком прошлом содержание тория и урана увеличивалось за счет распада изотопов плутония и кюрия, а торий обогащался по сравнению с ураном за счет распада ²³⁶ U до ²³² Th и естественного обеднения 235 U, но эти источники уже давно распались и больше не вносят вклада ^{. [76]}

В земной коре тория гораздо больше: с содержанием 8,1 г/ тонну он является одним из наиболее распространенных тяжелых элементов, почти таким же распространенным, как свинец (13 г/тонну), и более распространенным, чем олово (2,1 г/тонну). г/тонну). ^[77] Это связано с тем, что торий, вероятно, образует оксидные минералы, которые не погружаются в ядро; он классифицируется как литофил по классификации Гольдшмидта , что означает, что он обычно встречается в сочетании с кислородом. Обычные соединения тория также плохо растворимы в воде. Таким образом, хотя относительное содержание тугоплавких элементов на Земле такое же, как и в Солнечной системе в целом, доступного тория в земной коре больше, чем тяжелых металлов платиновой группы. ^[78]

Радиогенное тепло от распада ²³² Th (фиолетового цвета) вносит основной вклад во внутренний тепловой баланс Земли . Из четырех основных нуклидов, обеспечивающих это тепло, ²³² Th стал обеспечивать наибольшее количество тепла, поскольку остальные распадались быстрее, чем торий. ^{[79] [80] [81] [82]}

На земле

Торий — 41-й по распространенности элемент в земной коре. Природный торий обычно представляет собой почти чистый ²³² Th, который является самым долгоживущим и наиболее стабильным изотопом тория, период полураспада которого сравним с возрастом Вселенной. ^[25] Его радиоактивный распад является крупнейшим источником внутреннего тепла Земли ; Другими основными вкладчиками являются короткоживущие первичные радионуклиды, а именно ²³⁸ U, ⁴⁰ K и ²³⁵ U в порядке убывания их вклада. (Во время образования Земли вклад ⁴⁰ K и ²³⁵ U внес гораздо больший вклад из-за их короткого периода полураспада, но они распались быстрее, оставив преобладающим вклад ²³² Th и ²³⁸ U.) ^[83] Его распад объясняет постепенное уменьшение содержания тория на Земле: в настоящее время на планете имеется около 85% количества тория, присутствовавшего при формировании Земли. ^[53] Другие природные изотопы тория имеют гораздо более короткий срок жизни; из них обычно обнаруживается только ^{230 Th, который находится в} вековом равновесии с родительским ²³⁸ U и составляет не более 0,04% природного тория. ^{[25] [ч]}

Торий встречается лишь в качестве второстепенного компонента большинства минералов и по этой причине ранее считался редким. ^{[85] [86]} В природе торий встречается в степени окисления +4 вместе с ураном(IV), цирконием (IV), гафнием(IV) и церием(IV), а также со скандием , иттрием и трехвалентные лантаноиды, имеющие одинаковый ионный радиус . ^[85] Из-за радиоактивности тория минералы, содержащие его, часто являются метамиктными (аморфными), их кристаллическая структура повреждена альфа-излучением, производимым торием. ^[87] Крайним примером является эканит , (Ca,Fe,Pb) ₂ (Th,U)Si ₈ O ₂₀ , который почти никогда не встречается в неметамиктной форме из-за содержащегося в нем тория. ^[88]

Монацит (в основном фосфаты различных редкоземельных элементов) является наиболее важным коммерческим источником тория, поскольку он встречается в крупных месторождениях по всему миру, главным образом в Индии, Южной Африке, Бразилии, Австралии и Малайзии . В среднем он содержит около 2,5% тория, хотя в некоторых месторождениях его содержание может достигать 20%. ^{[85] [89]} Монацит — химически нереактивный минерал, встречающийся в виде желтого или коричневого песка; его низкая реакционная способность затрудняет извлечение из него тория. ^[85] Алланит (главным образом силикаты-гидроксиды различных металлов) может содержать 0,1–2% тория, а циркон (главным образом силикат циркония , ZrSiO ₄ ) до 0,4% тория. ^[85]

Диоксид тория встречается в виде редкого минерала торианита . Из-за того, что эти два распространенных диоксида актинидов изотипны диоксиду урана , они могут образовывать твердые растворы, а название минерала меняется в зависимости от содержания ThO ₂ . ^{[85] [i]} Торит (главным образом силикат тория, ThSiO ₄ ), также имеет высокое содержание тория и является минералом, в котором торий был впервые обнаружен. ^[85] В силикатных минералах тория Th ⁴⁺ и SiO 4-4ионы часто заменяются на M ³⁺ (где M = Sc, Y или Ln) и фосфат ( PO3-4) ионы соответственно. ^[85] Из-за высокой нерастворимости диоксида тория, торий обычно не распространяется быстро в окружающей среде при выбросе. Ион Th ⁴⁺ растворим, особенно в кислых почвах, и в таких условиях концентрация тория может быть выше. ^[53]

История

«Битва Тора с гигантами» (1872) Мортена Эскила Винге ; Тор , скандинавский бог грома, поднимает свой молот Мьёльнир в битве с гигантами . ^[90]

Ошибочный отчет

В 1815 году шведский химик Йонс Якоб Берцелиус проанализировал необычный образец гадолинита из медного рудника в Фалуне , центральная Швеция. Он заметил вкрапленные следы белого минерала, который он осторожно предположил за землю ( оксид в современной химической номенклатуре) неизвестного элемента. Берцелиус уже открыл два элемента, церий и селен , но однажды он допустил публичную ошибку, объявив о новом элементе, гании , который оказался оксидом цинка . ^[91] Берцелиус в частном порядке назвал предполагаемый элемент «торий» в 1817 году ^[92] и его предполагаемый оксид «торина» в честь Тора , скандинавского бога грома. ^[93] В 1824 году, после того, как были обнаружены новые месторождения того же минерала в Вест-Агдере , Норвегия, он отказался от своих выводов, поскольку минерал (позже названный ксенотимом ) оказался в основном ортофосфатом иттрия . ^{[35] [91] [94] [95]}

Открытие

В 1828 году Мортен Тран Эсмарк нашел черный минерал на острове Лёвойя , графство Телемарк , Норвегия. Он был норвежским священником и минералогом -любителем , изучавшим минералы в Телемарке, где служил викарием . Наиболее интересные образцы, такие как этот, он обычно отправлял своему отцу, Йенсу Эсмарку , известному минералогу и профессору минералогии и геологии в Королевском университете Фредерика в Христиании (ныне Осло ). ^[96] Эсмарк-старший определил, что это неизвестный минерал, и отправил образец Берцелиусу на исследование. Берцелиус определил, что он содержит новый элемент. ^[35] Он опубликовал свои открытия в 1829 году, выделив нечистый образец путем восстановления K[ThF ₅ ] (пентафторорат калия (IV)) металлическим калием . ^{[97] [98] [99]} Берцелиус повторно использовал название предыдущего предполагаемого открытия элемента ^{[97] [100]} и назвал исходный минерал торит. ^[35]

Йенс Якоб Берцелиус , который первым определил торий как новый элемент.

Берцелиус дал некоторые первоначальные характеристики нового металла и его химических соединений: он правильно определил, что массовое соотношение тория и кислорода в оксиде тория составляет 7,5 (его фактическое значение близко к этому - ~ 7,3), но он предположил, что новый элемент двухвалентный. а не четырехвалентный, и поэтому подсчитал, что атомная масса в 7,5 раз больше атомной массы кислорода (120 а.е.м. ); на самом деле он в 15 раз больше. ^[j] Он определил, что торий является очень электроположительным металлом, опережая церий и уступая цирконию по электроположительности. ^[101] Металлический торий был впервые выделен в 1914 году голландскими предпринимателями Дирком Лели-младшим и Лодевийком Гамбургером. ^[к]

Первоначальная химическая классификация

В периодической таблице, опубликованной Дмитрием Менделеевым в 1869 году, торий и редкоземельные элементы были помещены за пределами основной части таблицы, в конце каждого вертикального периода после щелочноземельных металлов . Это отражало тогдашнюю веру в то, что торий и редкоземельные металлы двухвалентны. С более поздним признанием того, что редкие земли в основном трехвалентны, а торий четырехвалентен, Менделеев в 1871 году перевел церий и торий в группу IV, которая содержала также современную группу углерода (группа 14) и группу титана (группа 4), поскольку их максимальное окисление состояние было +4. ^{[104] [105]} Церий вскоре был удален из основной части таблицы и помещен в отдельный ряд лантаноидов; торий остался в группе 4, поскольку он имел свойства, аналогичные его предполагаемым более легким родственникам из этой группы, таким как титан и цирконий. ^{[106] [л]}

Первое использование

Газовая мантия из диоксида тория времен Второй мировой войны

Хотя торий был открыт в 1828 году, его первое применение датируется только 1885 годом, когда австрийский химик Карл Ауэр фон Вельсбах изобрел газовую мантию , портативный источник света, который производит свет за счет накаливания оксида тория при нагревании при сжигании газообразного топлива. ^[35] Впоследствии для тория и его соединений было найдено множество применений, в том числе в керамике, угольных дуговых лампах, термостойких тиглях и в качестве катализаторов промышленных химических реакций, таких как окисление аммиака до азотной кислоты. ^[107]

Радиоактивность

Радиоактивность тория впервые была обнаружена в 1898 году немецким химиком Герхардом Карлом Шмидтом , а позже в том же году независимо польско-французским физиком Марией Кюри . Это был второй элемент, радиоактивность которого была обнаружена после открытия в 1896 году радиоактивности урана французским физиком Анри Беккерелем . ^{[108] [109] [110]} Начиная с 1899 года, новозеландский физик Эрнест Резерфорд и американский инженер-электрик Роберт Боуи Оуэнс изучали излучение тория; первоначальные наблюдения показали, что она значительно различалась. Было установлено, что эти изменения произошли от недолговечной газообразной дочери тория, который, как они обнаружили, является новым элементом. Этот элемент теперь называется радоном , единственным из редких радиоэлементов, обнаруженных в природе как дочка тория, а не урана. ^[111]

После учета вклада радона Резерфорд, теперь работающий с британским физиком Фредериком Содди , в работе, датированной 1900–1903 годами, показал, как торий распадается с фиксированной скоростью с течением времени на ряд других элементов. Это наблюдение привело к идентификации период полураспада как один из результатов экспериментов с альфа-частицами , которые привели к теории распада радиоактивности . ^[112] Биологическое действие радиации было открыто в 1903 году. ^[113] Недавно открытое явление радиоактивности взволновало как ученых, так и широкую общественность. В 1920-х годах радиоактивность тория пропагандировалась как лекарство от ревматизма , диабета и полового бессилия . В 1932 году большинство этих видов использования были запрещены в Соединенных Штатах после федерального расследования воздействия радиоактивности на здоровье. ^[114] 10 000 человек в США получили инъекцию тория во время рентгенологической диагностики; Позже выяснилось, что у них есть проблемы со здоровьем, такие как лейкемия и аномальные хромосомы. ^[53] К концу 1930-х годов общественный интерес к радиоактивности снизился. ^[114]

Гленн Т. Сиборг , определивший местонахождение тория в f-блоке.

Дальнейшая классификация

Вплоть до конца XIX века химики единогласно соглашались, что торий и уран были самыми тяжелыми членами группы 4 и группы 6 соответственно; существование лантаноидов в шестом ряду считалось разовой случайностью. В 1892 году британский химик Генри Бассетт постулировал наличие второго очень длинного ряда таблицы Менделеева для размещения известных и неоткрытых элементов, считая торий и уран аналогами лантаноидов. В 1913 году датский физик Нильс Бор опубликовал теоретическую модель атома и его электронных орбиталей, которая вскоре получила широкое признание. Модель указывала, что седьмая строка таблицы Менделеева также должна иметь заполнение f-оболочек перед d-оболочками, которые были заполнены переходными элементами, как и шестая строка с лантанидами, предшествующими 5d-переходным металлам. ^[104] Существование второй внутренней переходной серии в форме актинидов не признавалось до тех пор, пока не было установлено сходство с электронной структурой лантаноидов; ^[115] Бор предположил, что заполнение 5f-орбиталей может задерживаться после урана. ^[104]

Только с открытием первых трансурановых элементов , которые, начиная с плутония, имеют доминирующие степени окисления +3 и +4, как и лантаноиды, стало понятно, что актиниды действительно заполняли f-орбитали, а не d-орбитали, причем химия ранних актинидов, подобная переходным металлам, является исключением, а не правилом. ^[116] В 1945 году, когда американский физик Гленн Т. Сиборг и его команда открыли трансурановые элементы америций и кюрий, он предложил концепцию актинидов , понимая, что торий был вторым членом актинидного ряда f-блока, аналогичного лантанидам, вместо того, чтобы быть более тяжелым родственником гафния в четвертом ряду d-блока. ^{[106] [м]}

Постепенный отказ от

В 1990-е годы большинство применений, не зависящих от радиоактивности тория, быстро сократились из-за проблем безопасности и окружающей среды, поскольку были найдены подходящие, более безопасные замены. ^{[35] [119]} Несмотря на свою радиоактивность, этот элемент по-прежнему используется для применений, где не удалось найти подходящие альтернативы. Исследование, проведенное в 1981 году Национальной лабораторией Ок-Ридж в США, показало, что использование ториевой газовой мантии каждые выходные было бы безопасно для человека, ^[119] но это не относится к дозе, получаемой людьми, производящими мантии, или к дозе, получаемой людьми, производящими мантии, или к дозе, получаемой людьми, производящими мантии. почвы вокруг некоторых заводских площадок. ^[120] Некоторые производители перешли на другие материалы, такие как иттрий. ^[121] Еще в 2007 году некоторые компании продолжали производить и продавать ториевые мантии, не предоставляя адекватной информации об их радиоактивности, а некоторые даже ложно заявляли, что они нерадиоактивны. ^{[119] [122]}

Атомная энергия

Энергетический центр Индиан-Пойнт ( Бьюкенен , Нью-Йорк , США), где находится первый в мире ториевый реактор.

Торий использовался в качестве источника энергии в прототипе. Самый ранний реактор на основе тория был построен в Энергетическом центре Индиан-Пойнт, расположенном в Бьюкенене , штат Нью-Йорк, США , в 1962 году . ^[123] Китай может быть первым, кто попытается коммерциализировать эту технологию. ^[124] Страной с крупнейшими предполагаемыми запасами тория в мире является Индия , которая имеет скудные запасы урана. В 1950-х годах Индия стремилась достичь энергетической независимости с помощью своей трехэтапной программы ядерной энергетики . ^{[125] [126]} В большинстве стран урана было относительно много, а развитие реакторов на основе тория было медленным; в 20 веке три реактора были построены в Индии и двенадцать в других странах. ^[127] Масштабные исследования были начаты в 1996 году Международным агентством по атомной энергии по изучению использования ториевых реакторов; год спустя Министерство энергетики США начало свои исследования. Элвин Радковски из Тель-Авивского университета в Израиле был главным проектировщиком атомной электростанции Шиппорт в Пенсильвании, первого американского гражданского реактора, производящего торий. ^[128] Он основал консорциум по разработке ториевых реакторов, в который вошли другие лаборатории: Raytheon Nuclear Inc. и Брукхейвенская национальная лаборатория в США, а также Курчатовский институт в России. ^[129]

В 21 веке потенциал тория для сокращения распространения ядерного оружия и характеристики его отходов привели к возобновлению интереса к ториевому топливному циклу. ^{[130] [131] [132]} Индия планирует к 2050 году удовлетворить до 30% своих потребностей в электроэнергии за счет ядерной энергетики на основе тория. В феврале 2014 года Центр атомных исследований Бхабхи (BARC) в Мумбаи , Индия, представил свою новейшая разработка «ядерного реактора следующего поколения», в котором в качестве топлива используется торий, и названа усовершенствованным тяжеловодным реактором (AHWR). В 2009 году председатель Индийской комиссии по атомной энергии заявил, что у Индии есть «долгосрочная объективная цель - стать энергетически независимой на основе своих огромных ресурсов тория».

16 июня 2023 года Национальное управление ядерной безопасности Китая выдало Шанхайскому институту прикладной физики (SINAP) Китайской академии наук лицензию на начало эксплуатации экспериментального реактора на расплавленной соли на жидком топливе TMSR-LF1 мощностью 2 МВт, строительство которого было завершено. в августе 2021 года. ^[133] Считается, что Китай обладает одними из крупнейших запасов тория в мире. Точный размер этих запасов публично не разглашается, но, по оценкам, их будет достаточно для удовлетворения общих энергетических потребностей страны на протяжении более 20 000 лет. ^[134]

Ядерное оружие

Когда в рамках Манхэттенского проекта впервые были произведены граммовые количества плутония , было обнаружено, что второстепенный изотоп ( 240 Pu ) претерпел значительное спонтанное деление , что поставило под сомнение жизнеспособность ядерного оружия пушечного типа, питаемого плутонием . В то время как команда из Лос-Аламоса начала работу над оружием имплозивного типа , чтобы обойти эту проблему, команда из Чикаго обсуждала решения по конструкции реактора. Юджин Вигнер предложил использовать плутоний, загрязненный ²⁴⁰ Pu, для преобразования тория в ²³³ U в специальном реакторе-конвертере. Была выдвинута гипотеза, что ²³³ U затем можно будет использовать в оружии артиллерийского типа, хотя были высказаны опасения по поводу загрязнения ^{232 U.} Прогресс в создании имплозивного оружия был достаточным, и этот преобразователь не получил дальнейшего развития, но его конструкция оказала огромное влияние на развитие ядерной энергетики. Это было первое подробное описание высокообогащенного водоохлаждаемого реактора с водяным замедлителем, аналогичного будущим военно-морским и коммерческим энергетическим реакторам. ^[135]

Во время холодной войны Соединенные Штаты изучали возможность использования ²³² Th в качестве источника ²³³ U для использования в ядерной бомбе ; они запустили испытательную бомбу в 1955 году. ^[136] Они пришли к выводу, что бомба, запускаемая U- ^233, будет очень мощным оружием, но у нее мало устойчивых «технических преимуществ» по ​​сравнению с современными уран-плутониевыми бомбами, ^[137] особенно после ^{233 года} . U трудно получить в изотопно чистой форме. ^[136]

Металлический торий использовался в случае радиации по крайней мере в одной конструкции ядерного оружия, развернутой Соединенными Штатами (W71 ) . ^[138]

Производство

Низкий спрос делает эксплуатацию рудников по добыче только тория нерентабельной, и почти всегда его добывают вместе с редкоземельными элементами, которые сами по себе могут быть побочными продуктами добычи других полезных ископаемых. ^[139] Текущая зависимость от монацита в производстве обусловлена ​​тем, что торий в основном производится как побочный продукт; другие источники, такие как торит, содержат больше тория и могут быть легко использованы для производства, если спрос вырастет. ^[140] В настоящее время знания о распределении ресурсов тория скудны, поскольку низкий спрос привел к тому, что усилия по разведке были относительно небольшими. ^[141] В 2014 году мировое производство монацитового концентрата, из которого будет извлекаться торий, составило 2700 тонн. ^[142]

Обычный путь производства тория представляет собой концентрацию минералов тория; извлечение тория из концентрата; очистка тория; и (необязательно) преобразование в соединения, такие как диоксид тория. ^[143]

Концентрация

Существует две категории ториевых минералов для добычи тория: первичные и вторичные. Первичные месторождения залегают в кислых гранитных магмах и пегматитах. Они концентрированы, но небольшого размера. Вторичные отложения встречаются в устьях рек гранитных горных районов. В этих месторождениях торий обогащен наряду с другими тяжелыми минералами. ^[46] Начальная концентрация варьируется в зависимости от типа месторождения. ^[143]

На коренных месторождениях исходные пегматиты, которые обычно добываются горным путем, разделяются на мелкие части и затем подвергаются флотации . Карбонаты щелочноземельных металлов можно удалить после реакции с хлористым водородом ; затем следуют сгущение , фильтрация и прокаливание. В результате получается концентрат с содержанием редкоземельных элементов до 90%. ^[143] Вторичные материалы (такие как прибрежные пески) подвергаются гравитационному разделению. Далее следует магнитная сепарация с использованием серии магнитов возрастающей силы. Монацит, полученный этим методом, может иметь чистоту до 98%. ^[143]

Промышленное производство в ХХ веке основывалось на обработке горячей концентрированной серной кислотой в чугунных сосудах с последующим избирательным осаждением путем разбавления водой, как и на последующих этапах. Этот метод основывался на специфике технологии и размере зерен концентрата; Было предложено множество альтернатив, но только один оказался экономически эффективным: щелочное разложение горячим раствором гидроксида натрия. Это дороже, чем оригинальный метод, но дает более высокую чистоту тория; в частности, он удаляет из концентрата фосфаты. ^[143]

Кислотное пищеварение

Кислотное разложение представляет собой двухстадийный процесс, включающий использование до 93% серной кислоты при температуре 210–230 °C. Сначала добавляют серную кислоту в количестве, превышающем 60% от массы песка, загущая реакционную смесь по мере образования продуктов. Затем добавляют дымящую серную кислоту и выдерживают смесь при той же температуре еще пять часов для уменьшения объема раствора, оставшегося после разбавления. Концентрацию серной кислоты выбирают исходя из скорости реакции и вязкости, которые увеличиваются с концентрацией, хотя вязкость замедляет реакцию. Повышение температуры также ускоряет реакцию, но следует избегать температур 300 ° C и выше, поскольку они вызывают образование нерастворимого пирофосфата тория. Поскольку растворение очень экзотермично, монацитовый песок нельзя добавлять в кислоту слишком быстро. И наоборот, при температуре ниже 200 ° C реакция протекает недостаточно быстро, чтобы процесс был практически осуществим. Чтобы гарантировать, что никакие осадки не блокируют реакционноспособную поверхность монацита, масса используемой кислоты должна быть вдвое больше массы песка, а не 60%, как можно было бы ожидать по стехиометрии. Затем смесь охлаждают до 70 °C и разбавляют холодной водой, в десять раз превышающей ее объем, так что весь оставшийся монацит опускается на дно, а редкоземельные элементы и торий остаются в растворе. Затем торий можно отделить, осаждая его в виде фосфата при pH 1,3, поскольку редкоземельные элементы не выпадают в осадок до pH 2. ^[143]

Щелочное пищеварение

Щелочное разложение проводят в 30–45%-ном растворе гидроксида натрия при температуре около 140 °С в течение около трех часов. Слишком высокая температура приводит к образованию малорастворимого оксида тория и избытку урана в фильтрате, а слишком низкая концентрация щелочи приводит к очень медленной реакции. Эти условия реакции достаточно мягкие и требуют монацитового песка с размером частиц менее 45 мкм. После фильтрации осадок на фильтре включает торий и редкоземельные элементы в виде их гидроксидов, уран в виде диураната натрия и фосфат в виде тринатрийфосфата . При охлаждении ниже 60 ° C кристаллизуется декагидрат тринатрийфосфата; примеси урана в этом продукте увеличиваются с увеличением количества диоксида кремния в реакционной смеси, что приводит к необходимости перекристаллизации перед коммерческим использованием. Гидроксиды растворяют при 80°С в 37%-ной соляной кислоте. Фильтрация оставшихся осадков с последующим добавлением 47% гидроксида натрия приводит к осаждению тория и урана при pH примерно 5,8. Полного высыхания осадка следует избегать, так как воздух может окислить церий со степени окисления +3 до +4, а образовавшийся церий(IV) может высвободить свободный хлор из соляной кислоты. Редкоземельные элементы снова выпадают в осадок при более высоком pH. Осадки нейтрализуются исходным раствором гидроксида натрия, хотя большую часть фосфата необходимо сначала удалить, чтобы избежать осаждения фосфатов редкоземельных элементов. Экстракцию растворителем также можно использовать для отделения тория и урана путем растворения полученной фильтрационной корки в азотной кислоте. Присутствие гидроксида титана вредно, поскольку он связывает торий и препятствует его полному растворению. ^[143]

Очистка

Высокие концентрации тория необходимы в ядерных приложениях. В частности, концентрации атомов с высокими сечениями захвата нейтронов должны быть очень низкими (например, концентрации гадолиния должны быть ниже одной части на миллион по весу). Ранее для достижения высокой чистоты использовали повторное растворение и перекристаллизацию. Сегодня используются процедуры экстракции жидкими растворителями , включающие селективное комплексообразование Th ^{4+ .} Например, после щелочного расщепления и удаления фосфата образующиеся нитратокомплексы тория, урана и редкоземельных элементов можно разделить экстракцией трибутилфосфатом в керосине . ^[143]

Современные приложения

Использование тория, не связанное с радиоактивностью, сокращается с 1950-х годов ^[144] из-за экологических проблем, в основном связанных с радиоактивностью тория и продуктов его распада. ^{[35] [119]}

В большинстве применений тория используется его диоксид (иногда называемый в промышленности «тория»), а не металл. Это соединение имеет температуру плавления 3300 ° C (6000 ° F), самую высокую из всех известных оксидов; лишь немногие вещества имеют более высокие температуры плавления. ^[53] Это помогает соединению оставаться твердым в пламени и значительно увеличивает яркость пламени; Это основная причина, по которой торий используется в корпусах газовых ламп . ^[145] Все вещества излучают энергию (свечение) при высоких температурах, но свет, излучаемый торием, почти полностью находится в видимом спектре , отсюда и яркость ториевой мантии. ^[56]

Энергия, часть которой находится в форме видимого света, излучается, когда торий подвергается воздействию самого источника энергии, такого как катодный луч, тепло или ультрафиолетовый свет . Этот эффект свойственен диоксиду церия, который более эффективно преобразует ультрафиолетовый свет в видимый свет, но диоксид тория дает более высокую температуру пламени, излучая меньше инфракрасного света . ^[145] Торий в мантиях, хотя и по-прежнему распространен, с конца 1990-х годов постепенно заменялся иттрием. ^[146] Согласно обзору 2005 года, проведенному Национальным советом по радиологической защите Соединенного Королевства , «хотя [торированные газовые мантии] были широко доступны несколько лет назад, их больше нет». ^[147] Торий также используется для изготовления дешевых постоянных генераторов отрицательных ионов , например, в псевдонаучных браслетах здоровья. ^[148]

При производстве нитей накаливания рекристаллизация вольфрама значительно снижается за счет добавления небольших количеств диоксида тория к вольфрамовому спекающему порошку перед вытяжкой нитей. ^[144] Небольшая добавка тория в вольфрамовые термокатоды значительно снижает работу выхода электронов; в результате электроны испускаются при значительно более низких температурах. ^[35] Торий образует слой толщиной в один атом на поверхности вольфрама. Работа выхода с поверхности тория снижается, возможно, из-за электрического поля на границе тория и вольфрама, образующегося из-за большей электроположительности тория. ^[149] С 1920-х годов торированные вольфрамовые проволоки использовались в электронных лампах, а также в катодах и антикатодах рентгеновских трубок и выпрямителей. Благодаря реакционной способности тория с атмосферным кислородом и азотом, торий также действует как поглотитель примесей в вакуумированных трубках. Появление транзисторов в 1950-х годах значительно уменьшило это использование, но не полностью. ^[144] Диоксид тория используется при газовой вольфрамовой дуговой сварке (GTAW) для повышения жаропрочности вольфрамовых электродов и улучшения стабильности дуги. ^[35] Оксид тория при этом заменяется другими оксидами, такими как цирконий, церий и лантан . ^{[150] [151]}

Диоксид тория встречается в огнеупорной керамике, такой как высокотемпературные лабораторные тигли , ^[35] либо в качестве основного ингредиента, либо в качестве добавки к диоксиду циркония . Сплав 90% платины и 10% тория является эффективным катализатором окисления аммиака до оксидов азота, но он был заменен сплавом 95% платины и 5% родия из-за его лучших механических свойств и большей долговечности. ^[144]

Пожелтевшая линза из диоксида тория (слева), аналогичная линза, частично обесцвеченная ультрафиолетовым излучением (в центре), и линза без пожелтения (справа)

Добавление в стекло диоксида тория помогает увеличить его показатель преломления и уменьшить дисперсию . Такое стекло находит применение в высококачественных линзах для фотоаппаратов и научных приборов. ^[47] Излучение этих линз может затемнить их и сделать желтыми в течение многих лет, а также разрушать пленку, но риск для здоровья минимален. ^[152] Пожелтевшие линзы можно вернуть в исходное бесцветное состояние путем длительного воздействия интенсивного ультрафиолетового излучения. Диоксид тория с тех пор был заменен в этом применении оксидами редкоземельных элементов, такими как лантан , поскольку они обеспечивают аналогичные эффекты и не являются радиоактивными. ^[144]

Тетрафторид тория используется в качестве просветляющего материала в многослойных оптических покрытиях. Он прозрачен для электромагнитных волн с длиной волны в диапазоне 0,350–12 мкм, в диапазоне, который включает ближний ультрафиолет, видимый и средний инфракрасный свет. Его излучение происходит в первую очередь за счет альфа-частиц, которые легко остановить тонким покровным слоем другого материала. ^[153] С 2010-х годов разрабатываются заменители тетрафторида тория, ^[154] которые включают трифторид лантана .

Сплавы Mag-Thor (также называемые торированным магнием) нашли применение в некоторых аэрокосмических приложениях, хотя их использование было прекращено из-за опасений по поводу радиоактивности.

Потенциальное использование ядерной энергии

Основным источником ядерной энергии в реакторе является деление нуклида, вызванное нейтронами; синтетические делящиеся ядра ^{[d] 233} U и ²³⁹ Pu могут быть получены в результате захвата нейтронов встречающимися в природе нуклидами ²³² Th и ²³⁸ U. ²³⁵ U встречается в природе и также является делящимся. ^{[155] [156] [n]} В ториевом топливном цикле воспроизводящий изотоп ²³² Th бомбардируется медленными нейтронами , подвергаясь захвату нейтронов и превращаясь в ²³³ Th, который претерпевает два последовательных бета-распада, превращаясь сначала в ²³³ Па , а затем в делящийся ²³³ . У: ^[35]

${\displaystyle {\ce {{^{232}_{90}Th}->[{\text{(n,}}\gamma {\text{)}}]{^{233}_{90}Th}->[\beta ^{-}][{\text{21.8 min}}]{^{233}_{91}Pa}->[\beta ^{-}][{\text{27 days}}]{^{233}_{92}U}\ (->[\alpha ][1.60\times 10^{5}{\text{years}}])}}}$

²³³ U делится и может использоваться в качестве ядерного топлива так же, как ²³⁵ U или ²³⁹ Pu . Когда ²³³ U подвергается ядерному делению, испускаемые нейтроны могут поражать другие ядра ²³² Th, продолжая цикл. ^[35] Это аналогично урановому топливному циклу в реакторах-размножителях на быстрых нейтронах , где ²³⁸ U подвергается захвату нейтронов и превращается в ²³⁹ U, бета-распад сначала до ²³⁹ Np, а затем до делящегося ²³⁹ Pu. ^[157]

Расщепление²³³
₉₂ты
в среднем производит 2,48 нейтрона. ^[158] Для продолжения реакции деления необходим один нейтрон. Для автономного непрерывного цикла воспроизводства необходим еще один нейтрон для воспроизводства нового²³³
₉₂ты
атом из плодородного ²³²
₉₀че
. Это оставляет запас в 0,45 нейтронов (или 18% нейтронного потока) на потери.

Преимущества

Торий более распространен, чем уран, и может дольше удовлетворять мировые потребности в энергии. ^[159] Он особенно пригоден для использования в качестве воспроизводящего материала в реакторах с расплавленными солями .

²³² Th поглощает нейтроны легче, чем ²³⁸ U, а ²³³ U имеет более высокую вероятность деления при захвате нейтронов (92,0%), чем ²³⁵ U (85,5 %) или ²³⁹ Pu (73,5 %). ^[160] Он также в среднем выделяет больше нейтронов при делении. ^[159] Одиночный захват нейтрона ²³⁸ U производит трансурановые отходы вместе с делящимся ²³⁹ Pu, но ²³² Th производит эти отходы только после пяти захватов, образуя ²³⁷ Np. Такого количества захватов не происходит для 98–99% ядер ²³² Th, поскольку промежуточные продукты ²³³ U или ²³⁵ U подвергаются делению и образуется меньше долгоживущих трансуранов. По этой причине торий является потенциально привлекательной альтернативой урану в составе смешанного оксидного топлива , позволяющей минимизировать образование трансурановых соединений и максимизировать разрушение плутония . ^[161]

Ториевое топливо обеспечивает более безопасную и эффективную активную зону реактора ^[35] , поскольку диоксид тория имеет более высокую температуру плавления, более высокую теплопроводность и более низкий коэффициент теплового расширения . Он химически более стабилен, чем ныне распространенный диоксид урана, поскольку последний окисляется до оксида триурана ( U ₃ O ₈ ), становясь существенно менее плотным. ^[162]

Недостатки

Отработанное топливо трудно и опасно перерабатывать, поскольку многие дочерние элементы ²³² Th и ²³³ U являются сильными гамма-излучателями. ^[159] Все методы производства ²³³ U приводят к образованию примесей ²³² U либо в результате паразитных реакций выбивания (n,2n) на ²³² Th, ²³³ Па или ²³³ U, которые приводят к потере нейтрона, либо в результате двойных нейтронов. захват ²³⁰ Th, примеси в природном ²³² Th: ^[163]

²³⁰
₉₀че
+ н →²³¹
₉₀че
+ γ β ^-→25,5 ч. ²³¹
₉₁Па
(α→3,28 × 10⁴
й ²²⁷
₈₉переменный ток
)

²³¹
₉₁Па
+ н →²³²
₉₁Па
+ γ β ^-→1,3 дня ²³²
₉₂ты
α→69 лет

²³² U сам по себе не особенно вреден, но быстро распадается с образованием сильного гамма-излучателя ²⁰⁸ Tl . ( ²³² Th следует той же цепочке распада, но его гораздо более длительный период полураспада означает, что количества образующегося ²⁰⁸ Tl незначительны.) ^[164] Эти примеси ²³² U делают ²³³ U легким для обнаружения и опасным для работы, а непрактичность их разделения ограничивает возможности ядерного распространения с использованием ²³³ U в качестве делящегося материала. ^{[163] 233} Па имеет относительно длительный период полураспада (27 дней) и высокое сечение захвата нейтронов. Таким образом, это нейтронный яд : вместо быстрого распада до полезного ²³³ U, значительное количество ²³³ Па превращается в ²³⁴ U и поглощает нейтроны, снижая эффективность реактора . Чтобы избежать этого, ²³³ Па извлекается из активной зоны ториевых расплавленосолевых реакторов во время их работы, чтобы он не имел возможности захватить нейтрон и распадался только до ²³³ U. ^[165]

Прежде чем эти преимущества смогут быть реализованы, необходимо освоить облучение ^{232 Th нейтронами с последующей его обработкой, а это требует более передовых технологий, чем урановый и плутониевый топливный цикл; [35]} исследования в этой области продолжаются. Другие ссылаются на низкую коммерческую жизнеспособность ториевого топливного цикла: ^{[166] [167] [168]} Международное агентство по ядерной энергии предсказывает, что ториевый цикл никогда не будет коммерчески жизнеспособным, пока уран доступен в изобилии - ситуация, которая может сохраняться «в ближайшие десятилетия». ^[169] Изотопы, производимые в ториевом топливном цикле, в основном не являются трансурановыми, но некоторые из них все еще очень опасны, например, ²³¹ Па, период полураспада которого составляет 32 760 лет и который является основным фактором долгосрочной радиотоксичности . отработанного ядерного топлива. ^[165]

Опасности и последствия для здоровья

Опыт по влиянию радиации (от несгоревшей ториевой газовой мантии) на прорастание и рост семян тимофеевки травы.

радиологический

Природный торий распадается очень медленно по сравнению со многими другими радиоактивными материалами, а испускаемое альфа-излучение не может проникнуть через кожу человека. В результате обращение с небольшими количествами тория, например, с газами в газовых мантиях, считается безопасным, хотя использование таких предметов может представлять определенный риск. ^[170] Воздействие аэрозоля тория, такого как загрязненная пыль, может привести к повышенному риску рака легких , поджелудочной железы и крови , поскольку альфа - излучение может проникнуть в легкие и другие внутренние органы. ^[170] Внутреннее воздействие тория приводит к повышенному риску заболеваний печени . ^[171]

В состав продуктов распада ²³² Th входят более опасные радионуклиды, такие как радий и радон. Хотя в результате медленного распада тория образуется относительно небольшое количество этих продуктов, правильная оценка радиологической токсичности ²³² Th должна учитывать вклад его дочерних элементов, некоторые из которых являются опасными гамма- излучателями ^[172] и которые быстро накапливался после первоначального распада ²³² Th из-за отсутствия долгоживущих нуклидов в цепочке распада. ^[173] Поскольку опасные дочерние элементы тория имеют гораздо более низкие температуры плавления, чем диоксид тория, они улетучиваются каждый раз, когда мантия нагревается для использования. В первый час использования высвобождаются большие фракции дочерних элементов тория ²²⁴ Ra, ²²⁸ Ra, ²¹² Pb и ^{212 Bi. [174]} Большая часть дозы радиации обычного пользователя возникает в результате вдыхания радия, в результате чего доза радиации достигает 0,2  миллизиверта за одно использование, что составляет около трети дозы, полученной во время маммографии . ^[175]

Некоторые агентства по ядерной безопасности дают рекомендации по использованию ториевых оболочек и выражают обеспокоенность по поводу безопасности их производства и утилизации; доза радиации от одной мантии не является серьезной проблемой, но доза от многих мантий, собранных вместе на заводах или свалках, представляет собой серьезную проблему. ^[171]

Биологический

Торий не имеет запаха и вкуса. ^[176] Химическая токсичность тория низкая, поскольку торий и его наиболее распространенные соединения (в основном диоксид) плохо растворимы в воде, ^[177] выпадают в осадок перед попаданием в организм в виде гидроксида. ^[178] Некоторые соединения тория химически умеренно токсичны , особенно в присутствии сильных комплексообразующих ионов, таких как цитрат, которые переносят торий в организм в растворимой форме. ^[173] Если предмет, содержащий торий, жевать или сосать, он теряет 0,4% тория и 90% его опасных дочерних элементов. ^[122] Три четверти проникшего в организм тория накапливается в скелете . Всасывание через кожу возможно, но не является вероятным средством воздействия. ^[170] Низкая растворимость тория в воде также означает, что выведение тория почками и калом происходит довольно медленно. ^[173]

Тесты на поглощение тория рабочими, участвующими в переработке монацита, показали, что уровни тория в их организме превышают рекомендуемые пределы, но при этих умеренно низких концентрациях не было обнаружено никакого вредного воздействия на здоровье. Никакой химической токсичности в трахеобронхиальном тракте и легких в результате воздействия тория пока не наблюдалось . ^[178] Люди, работающие с соединениями тория, подвергаются риску возникновения дерматита . После приема тория может пройти до тридцати лет, прежде чем симптомы проявятся. ^[53] Торий не имеет известной биологической роли. ^[53]

Химическая

Порошок металлического тория пирофорен: он самовоспламеняется на воздухе. ^[9] В 1964 году Министерство внутренних дел США внесло торий в список «опасных» веществ в таблице, озаглавленной «Воспламенение и взрывоопасность металлических порошков». Температура его воспламенения составила 270 ° C (520 ° F) для пылевых облаков и 280 ° C (535 ° F) для слоев. Его минимальная взрывоопасная концентрация составляла 0,075 унций/куб футов (0,075 кг/м ³ ); минимальная энергия воспламенения (несубмикронной) пыли составляла 5  мДж . ^[179]

В 1956 году взрыв компании Sylvania Electric Products произошел во время переработки и сжигания ториевого шлама в Нью-Йорке , США. Девять человек получили ранения; один умер от осложнений, вызванных ожогами третьей степени . ^{[180] [181] [182]}

Пути воздействия

Торий существует в очень небольших количествах повсюду на Земле, хотя в некоторых частях Земли его больше: средний человек содержит около 40  микрограммов тория и обычно потребляет три микрограмма в день. ^[53] Большая часть воздействия тория происходит при вдыхании пыли; некоторое количество тория поступает с пищей и водой, но из-за его низкой растворимости это воздействие незначительно. ^[173]

Воздействие повышено для людей, живущих вблизи месторождений тория или мест захоронения радиоактивных отходов, тех, кто живет рядом или работает на заводах по переработке урана, фосфатов или олова, а также для тех, кто работает в производстве газовой мантии. ^[183] ​​Торий особенно распространен в прибрежных районах штата Тамил Наду в Индии, где жители могут подвергнуться воздействию естественной дозы радиации, в десять раз превышающей среднемировой показатель. ^[184] Это также распространено в северных прибрежных районах Бразилии , от южной Баии до Гуарапари , города с радиоактивными песчаными пляжами из монацита, с уровнями радиации, до 50 раз превышающими средний мировой фоновый уровень радиации. ^[185]

Другим возможным источником воздействия является ториевая пыль, образующаяся на полигонах для испытаний оружия, поскольку торий используется в системах наведения некоторых ракет. Это считается причиной высокой заболеваемости врожденными дефектами и раком в Сальто-ди-Квирра на итальянском острове Сардиния . ^[186]

Смотрите также

• Ториевый энергетический альянс

Заметки с пояснениями

1. Висмут очень малорадиоактивен, но период его полураспада (1,9 × 10¹⁹ лет) настолько длителен, что его распад незначителен даже в течение геологического периода времени.
2. За осмием , танталом , вольфрамом и рением ; ^[9] предполагают, что более высокие температуры кипения обнаружены в 6d-переходных металлах, но они не производятся в достаточно больших количествах, чтобы проверить это предсказание. ^[13]
3. Гамма-лучи различаются по происхождению в ядре, а не по длине волны; следовательно, не существует нижнего предела гамма-энергии, получаемой в результате радиоактивного распада. ^[33]
4. Делящийся нуклид способен делиться (даже с малой вероятностью) после захвата нейтрона высокой энергии. Некоторые из этих нуклидов с высокой вероятностью могут быть вызваны делением тепловыми нейтронами низкой энергии; их называют делящимися . Воспроизводящий нуклид — это тот , который можно бомбардировать нейтронами с образованием делящегося нуклида. Критическая масса — это масса шарика материала, который может подвергнуться длительной цепной ядерной реакции .
5. Название ионий для ²³⁰ Th является пережитком периода, когда разные изотопы не считались одним и тем же элементом и получали разные названия.
6. В отличие от предыдущего сходства между актинидами и переходными металлами, сходство основной группы в основном заканчивается у тория, а затем возобновляется во второй половине ряда актинидов из-за растущего вклада 5f-орбиталей в ковалентную связь. Единственный другой часто встречающийся актинид, уран, сохраняет некоторые отголоски поведения основной группы. Химия урана сложнее, чем у тория, но двумя наиболее распространенными степенями окисления урана являются уран (VI) и уран (IV); это две отдельные единицы окисления, причем более высокая степень окисления соответствует формальной потере всех валентных электронов, что аналогично поведению тяжелых элементов основной группы в p -блоке . ^[44]
7. Четное количество протонов или нейтронов обычно увеличивает ядерную стабильность изотопов по сравнению с изотопами с нечетными числами. Элементы с нечетными атомными номерами имеют не более двух стабильных изотопов; элементы с четными номерами имеют несколько стабильных изотопов, причем олово (элемент 50) имеет десять. ^[14]
8. Другие изотопы могут встречаться наряду с ²³² Th, но только в следовых количествах. Если источник не содержит урана, единственным другим присутствующим изотопом тория будет ²²⁸ Th, который встречается в цепочке распада ²³² Th ( ряд тория ): отношение ²²⁸ Th к ²³² Th будет ниже 10 ^-10 . ^[25] Если присутствует уран, также будут присутствовать крошечные следы нескольких других изотопов: ²³¹ Th и ²²⁷ Th из цепочки распада ²³⁵ U ( ряд актиния ), а также немного более крупные, но все же крошечные следы ²³⁴ Th и ²³⁰ Th . из цепочки распада ²³⁸ U ( урановый ряд ). ^{[25] 229} Th также образуется в цепочке распада ²³⁷ Np ( нептуниевый ряд ): весь первичный ²³⁷ Np вымер , но он все еще образуется в результате ядерных реакций в урановых рудах. ^{[84] 229 Th в} основном производится как дочерний продукт искусственного ²³³ U, полученного нейтронным облучением 232 Th, и крайне редко встречается в природе. ^[25]
9. Торианит относится к минералам с 75–100 мол%  ThO ₂ ; ураноторианит – 25–75 мол%  ThO ₂ ; ториановый уранинит, 15–25 мол%  ThO ₂ ; уранинит , 0–15 мол%  ThO ₂ . ^[85]
10. В то время считалось, что редкоземельные элементы , среди которых был обнаружен торий и с которыми он тесно связан в природе, были двухвалентными; редкоземельным элементам были присвоены значения атомного веса, составляющие две трети их фактических значений, а торию и урану — значения, составляющие половину фактических.
11. Основная трудность выделения тория заключается не в его химической электроположительности, а в тесной связи тория в природе с редкоземельными элементами и ураном, которые в совокупности трудно отделить друг от друга. Шведский химик Ларс Фредрик Нильсон , первооткрыватель скандия, ранее предпринял попытку выделить металлический торий в 1882 году, но ему не удалось достичь высокой степени чистоты. ^[102] Лели и Гамбургер получили металлический торий с чистотой 99% путем восстановления хлорида тория металлическим натрием. ^[103] Более простой метод, ведущий к еще большей чистоте, был открыт в 1927 году американскими инженерами Джоном Марденом и Харви Рентшлером и включал восстановление оксида тория кальцием в присутствии хлорида кальция. ^[103]
12. Торий также фигурирует в таблице британского химика Джона Ньюлендса 1864 года как последний и самый тяжелый элемент, поскольку первоначально считалось, что уран - трехвалентный элемент с атомным весом около 120: это половина его фактической стоимости, поскольку уран преимущественно шестивалентные. Он также фигурирует как самый тяжелый элемент в таблице британского химика Уильяма Одлинга 1864 года среди титана, циркония и тантала . Он не появляется в периодических системах, опубликованных французским геологом Александром-Эмилем Бегуйером де Шанкуртуа в 1862 году, немецко-американским музыкантом Густавом Хинриксом в 1867 году или немецким химиком Юлиусом Лотаром Мейером в 1870 году, причем все они исключают редкоземельные элементы и торий. ^[104]
13. Заполнение подоболочки 5f с начала ряда актинидов было подтверждено, когда в 1960-х годах были достигнуты элементы 6d, что доказывает, что серии 4f и 5f имеют одинаковую длину. Лоренсий имеет только +3 в качестве степени окисления, что противоречит тенденции поздних актинидов к состоянию +2; таким образом, он подходит как более тяжелый родственник лютеция . Что еще более важно, было обнаружено, что следующий элемент, резерфордий , ведет себя как гафний и показывает только состояние +4. ^{[43] [117]} Сегодня сходство тория с гафнием все еще иногда признают, называя его «элементом псевдогруппы 4». ^[118]
14. Тринадцать делящихся изотопов актинидов с периодом полураспада более года: ²²⁹ Th, ²³³ U, ²³⁵ U, ²³⁶ Np , ²³⁹ Pu, ²⁴¹ Pu , ^242m Am , ²⁴³ Cm , ²⁴⁵ Cm , ^​​247 Cm , ²⁴⁹ Cf , ²⁵¹ Cf , и ²⁵² Эс . Из них только ²³⁵ U встречается в природе, и только ²³³ U и ²³⁹ Pu могут быть получены из природных ядер с помощью однократного захвата нейтрона. ^[156]

Цитаты

1. «Стандартный атомный вес: торий». ЦИАВ . 2013.
2. Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; и другие. (4 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
3. Th(-I) и U(-I) обнаружены в газовой фазе в виде октакарбонильных анионов; см. Чаосянь, Чи; Судип, Пан; Джиай, Джин; Луян, Мэн; Минбяо, Ло; Лили, Чжао; Минфэй, Чжоу; Гернот, Френкинг (2019). «Октакарбонильные ионные комплексы актинидов [An (CO) 8] +/- (An = Th, U) и роль f-орбиталей в связи металл-лиганд». Химия (Вайнхайм-ан-дер-Бергштрассе, Германия). 25 (50): 11772–11784 . 25 (50): 11772–11784. doi : 10.1002/chem.201902625. ISSN  0947-6539. ПМК 6772027 . ПМИД  31276242. 
4. Лиде, Д.Р., изд. (2005). «Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений». Справочник CRC по химии и физике (PDF) (86-е изд.). ЦРК Пресс. стр. 4–135. ISBN 978-0-8493-0486-6.
5. Уэст, Р. (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Издательство компании Chemical Rubber Company. п. Е110. ISBN 978-0-8493-0464-4.
6. Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
7. Варга, З.; Николл, А.; Майер, К. (2014). «Определение периода полураспада ^{229- й».} Физический обзор C . 89 (6): 064310. doi :10.1103/PhysRevC.89.064310.
8. Негре, Сезар и др. «Обратный поток глубоководных вод Атлантики во время последнего ледникового максимума». Природа , вып. 468,7320 (2010): 84-8. дои: 10.1038/nature09508
9. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 61–63.
10. Гейл, WF; Тотемейер, TC (2003). Справочник Smithells Metals . Баттерворт-Хайнеманн . стр. 15-2–15-3. ISBN 978-0-08-048096-1.
11. Третьяков, Ю. Д., изд. (2007). Неорганическая химия в трех томах . Химия переходных элементов. Том. 3. Академия. ISBN 978-5-7695-2533-9.
12. Йоханссон, Б.; Абуджа, Р.; Эрикссон, О.; и другие. (1995). «Аномальная ГЦК-кристаллическая структура металлического тория». Письма о физических отзывах . 75 (2): 280–283. Бибкод : 1995PhRvL..75..280J. doi : 10.1103/PhysRevLett.75.280. ПМИД  10059654.
13. Фрике, Буркхард (1975). «Сверхтяжелые элементы: предсказание их химических и физических свойств». Недавнее влияние физики на неорганическую химию . Структура и связь. 21 : 89–144. дои : 10.1007/BFb0116498. ISBN 978-3-540-07109-9. Проверено 4 октября 2013 г.
14. Audi, Г.; Берсильон, О.; Блашо, Дж.; Вапстра, АХ (декабрь 2003 г.). «Оценка ядерных свойств и свойств распада Nubase» (PDF) . Ядерная физика А . 729 (1): 3–128. Бибкод : 2003NuPhA.729....3A. doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
15. де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёлке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пейзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип Д.П. (2003). «Атомные массы элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. дои : 10.1351/pac200375060683 .
16. Визер, Мэн (1 января 2006 г.). «Атомные массы элементов 2005 г. (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. дои : 10.1351/pac200678112051 . S2CID  94552853.
17. Надь, С. (2009). Радиохимия и ядерная химия . Том. 2. Публикации EOLSS. п. 374. ИСБН 978-1-84826-127-3.
18. Гриффин, ХК (2010). «Цепочки естественного радиоактивного распада». Ин Вертес, А.; Надь, С.; Кленчар, З.; и другие. (ред.). Справочник по ядерной химии . Springer Science+Business Media . п. 668. ИСБН 978-1-4419-0719-6.
19. Бейзер, А. (2003). «Ядерные трансформации» (PDF) . Концепции современной физики (6-е изд.). Макгроу-Хилл Образование . стр. 432–434. ISBN 978-0-07-244848-1. Архивировано из оригинала (PDF) 4 октября 2016 года . Проверено 4 июля 2016 г.
20. «AREVA Med запускает производство свинца-212 на новом предприятии» (пресс-релиз). Арева . 2013 . Проверено 1 января 2017 г.
21. «Ежегодник минералов 2012» (PDF) . Геологическая служба США . Проверено 30 сентября 2017 г.
22. Рамдал, Томас; Бонге-Хансен, Ханне Т.; Райан, Олав Б.; Ларсен, Осмунд; Херстад, Гуннар; Сандберг, Марсель; Бьерке, Роджер М.; Грант, Дерек; Бревик, Эллен М.; Катбертсон, Алан С. (сентябрь 2016 г.). «Эффективный хелатор комплексообразования тория-227». Письма по биоорганической и медицинской химии . 26 (17): 4318–4321. дои : 10.1016/j.bmcl.2016.07.034 . ПМИД  27476138.
23. Деблонд, Готье Ж.-П.; Лори, Тревор Д.; Бут, Корвин Х.; Картер, Кори П.; Паркер, Бернард Ф.; Ларсен, Осмунд; Смитс, Роджер; Райан, Олав Б.; Катбертсон, Алан С.; Абергель, Ребекка Дж. (19 ноября 2018 г.). «Термодинамика раствора и кинетика комплексообразования металлов с хелатором гидроксипиридинона, разработанным для направленной альфа-терапии торием-227». Неорганическая химия . 57 (22): 14337–14346. doi : 10.1021/acs.inorgchem.8b02430. OSTI  1510758. PMID  30372069. S2CID  53115264.
24. Капитан Илья; Деблонд, Готье Ж.-П.; Руперт, Питер Б.; Ан, Далия Д.; Или, Мари-Клер; Ростан, Эмелин; Ралстон, Кори Ю.; Стронг, Роланд К.; Абергель, Ребекка Дж. (21 ноября 2016 г.). «Инженерное распознавание четырехвалентного циркония и тория с помощью систем хелатор-белок: на пути к гибкой лучевой терапии и платформам визуализации». Неорганическая химия . 55 (22): 11930–11936. doi : 10.1021/acs.inorgchem.6b02041. ОСТИ  1458481. ПМИД  27802058.
25. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 53–55.
26. Бонетти, Р.; Кьеза, К.; Гульельметти, А.; и другие. (1995). «Первое наблюдение спонтанного деления и поиск кластерного распада ²³² Th». Физический обзор C . 51 (5): 2530–2533. Бибкод : 1995PhRvC..51.2530B. doi : 10.1103/PhysRevC.51.2530. ПМИД  9970335.
27. Ян, HB; и другие. (2022). «Новый изотоп ²⁰⁷ Th и нечетно-четное колебание энергий α-распада для ядер с Z  > 82 и N  < 126». Физический обзор C . 105 (Л051302). Бибкод : 2022PhRvC.105e1302Y. doi :10.1103/PhysRevC.105.L051302. S2CID  248935764.
28. Пеппард, Д.Ф.; Мейсон, GW; Грей, PR; Мех, Дж. Ф. (1952). «Возникновение ряда (4n + 1) в природе» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. дои : 10.1021/ja01143a074. Архивировано (PDF) из оригинала 29 апреля 2019 года.
29. «Стандартный атомный вес: торий». ЦИАВ . 2013.
30. Ручовска, Э.; Плоценник, Вашингтон; Жилич, Дж.; и другие. (2006). «Ядерная структура 229Th». Физический обзор C . 73 (4): 044326. Бибкод : 2006PhRvC..73d4326R. doi : 10.1103/PhysRevC.73.044326. hdl : 10261/12130 .
31. Бек, БР; Беккер, Дж.А.; Байерсдорфер, П.; и другие. (2007). «Энергетическое расщепление в дублете основного состояния ядра 229Th». Письма о физических отзывах . 98 (14): 142501. Бибкод : 2007PhRvL..98n2501B. doi : 10.1103/PhysRevLett.98.142501. ПМИД  17501268.
32. фон дер Венсе, Л.; Зайферле, Б.; Лаатиауи, М.; и другие. (2016). «Прямое обнаружение перехода ядерных часов ²²⁹ Th». Природа . 533 (7601): 47–51. arXiv : 1710.11398 . Бибкод : 2016Natur.533...47V. дои : 10.1038/nature17669. PMID  27147026. S2CID  205248786.
33. Фейнман, Р .; Лейтон, Р.; Сэндс, М. (1963). Фейнмановские лекции по физике. Том. 1. Аддисон-Уэсли . стр. 2–5. ISBN 978-0-201-02116-5. Проверено 13 января 2018 г.
34. «Оценка данных о безопасности ядерной критичности и пределов содержания актинидов при транспортировке» (PDF) . Институт радиационной защиты и ядерной безопасности . п. 15. Архивировано из оригинала (PDF) 10 июля 2007 года . Проверено 20 декабря 2010 г.
35. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 52–53.
36. «3–6: Датирование урана и тория» (PDF) . Институт структурной и ядерной астрофизики Университета Нотр-Дам . Архивировано из оригинала (PDF) 21 апреля 2021 года . Проверено 7 октября 2017 г.
37. Дэвис, О. «Датирование урана и тория». Департамент геонаук, Университет Аризоны . Архивировано из оригинала 28 марта 2017 года . Проверено 7 октября 2017 г.
38. Rafferty, JP (2010), Геохронология, датировка и докембрийское время: начало мира, каким мы его знаем , Геологическая история Земли, Rosen Publishing , стр. 150, ISBN 978-1-61530-125-6
39. Вертес, А. (2010), Надь, С.; Кленчар, З.; Ловас, Р.Г.; и другие. (ред.), Справочник по ядерной химии , вып. 5 (2-е изд.), Springer Science+Business Media, с. 800, ISBN 978-1-4419-0719-6
40. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 59–60.
41. Коттон, С. (2006). Химия лантаноидов и актинидов . Джон Уайли и сыновья .
42. Мартин, WC; Хаган, Люси; Читатель, Джозеф; Шугар, Джек (июль 1974 г.). «Уровни земли и потенциалы ионизации для атомов и ионов лантаноидов и актинидов». Журнал физических и химических справочных данных . 3 (3): 771–780. Бибкод : 1974JPCRD...3..771M. дои : 10.1063/1.3253147.
43. Джонсон, Дэвид (1984). Периодический закон (PDF) . Королевское химическое общество. ISBN 0-85186-428-7.
44. Кинг, Р. Брюс (1995). Неорганическая химия элементов главных групп . Вайли-ВЧ . ISBN 978-0-471-18602-1.
45. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 1262.
46. Столл 2005, с. 6.
47. Хаммонд, CR (2004). Элементы в Справочнике по химии и физике (81-е изд.). ЦРК Пресс . ISBN 978-0-8493-0485-9.
48. Хайд, EK (1960). Радиохимия тория (PDF) . Национальная академия наук . Проверено 29 сентября 2017 г.
49. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 1264.
50. Мур, Роберт Ли; Гудолл, Калифорния; Хепворт, Дж.Л.; Уоттс, Р. А. (май 1957 г.). «Азотнокислотное растворение тория. Кинетика реакции, катализируемой фторидом». Промышленная и инженерная химия . 49 (5): 885–887. дои : 10.1021/ie50569a035.
51. Greenwood & Earnshaw 1997, стр. 1267.
52. Ямасита, Тосиюки; Нитани, Норико; Цудзи, Тошихидэ; Инагаки, Хироницу (1997). «Термическое расширение NpO ₂ и некоторых других диоксидов актинидов». Дж. Нукл. Мэтр . 245 (1): 72–78. Бибкод : 1997JNuM..245...72Y. дои : 10.1016/S0022-3115(96)00750-7.
53. Эмсли, Дж. (2011). Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от А до Я. Издательство Оксфордского университета . стр. 544–548. ISBN 978-0-19-960563-7.
54. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 70–77.
55. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 1269.
56. Айви, HF (1974). «Кандолюминесценция и радикально-возбужденная люминесценция». Журнал люминесценции . 8 (4): 271–307. Бибкод : 1974JLum....8..271I. дои : 10.1016/0022-2313(74)90001-5.
57. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 95–97.
58. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 78–94.
59. Greenwood & Earnshaw 1997, стр. 1271.
60. Викледер, Форест и Дорхаут, 2006, стр. 97–101.
61. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 64–66.
62. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 127.
63. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 117–134.
64. Перссон, И. (2010). «Гидратные ионы металлов в водном растворе: насколько регулярна их структура?». Чистая и прикладная химия . 82 (10): 1901–1917. doi : 10.1351/PAC-CON-09-10-22 .
65. Greenwood & Earnshaw 1997, стр. 1275–1277.
66. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 101–115.
67. Кремер2021-01-04T14:40:00+00:00, Катрина. «Кластер тяжелых металлов устанавливает рекорд размера по ароматичности металлов». Химический мир . Проверено 2 июля 2022 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
68. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 116–117.
69. Greenwood & Earnshaw 1997, стр. 1278–1280.
70. Лангеслей, Райан Р.; Физер, Меган Э.; Циллер, Джозеф В.; Фурче, Филип; Эванс, Уильям Дж. (2015). «Синтез, строение и реакционная способность кристаллических молекулярных комплексов аниона {[C5H3(SiMe3)2]3Th}1-, содержащих торий в формальной степени окисления +2». Химическая наука . 6 (6): 517–521. дои : 10.1039/C4SC03033H. ПМК 5811171 . ПМИД  29560172. 
71. Кэмерон, AGW (сентябрь 1973 г.). «Распространенность элементов в Солнечной системе». Обзоры космической науки . 15 (1): 121. Бибкод :1973ССРв...15..121С. дои : 10.1007/BF00172440. S2CID  120201972.
72. Фребель, Анна; Бирс, Тимоти К. (январь 2018 г.). «Образование тяжелейших элементов». Физика сегодня . 71 (1): 30–37. arXiv : 1801.01190 . Бибкод : 2018PhT....71a..30F. дои : 10.1063/pt.3.3815. S2CID  4295865.
73. Рёдерер, АйЮ; Крац, К.-Л.; Фребель, А.; и другие. (2009). «Конец нуклеосинтеза: производство свинца и тория в ранней галактике». Астрофизический журнал . 698 (2): 1963–1980. arXiv : 0904.3105 . Бибкод : 2009ApJ...698.1963R. дои : 10.1088/0004-637X/698/2/1963. S2CID  14814446.
74. Бербидж, Э. Маргарет; Бербидж, Греция; Фаулер, Уильям А.; Хойл, Ф. (1 октября 1957 г.). «Синтез элементов в звездах». Обзоры современной физики . 29 (4): 547–650. Бибкод : 1957РвМП...29..547Б. дои : 10.1103/RevModPhys.29.547 .
75. Клейтон, Д.Д. (1968). Принципы звездной эволюции и нуклеосинтеза . Макгроу-Хилл Образование. стр. 577–591. ISBN 978-0-226-10953-4.
76. Столл 2005, с. 2.
77. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 1294.
78. Альбаред, Ф. (2003). Геохимия: введение . Издательство Кембриджского университета . п. 17. ISBN 978-0-521-89148-6.
79. Тренн, ТиДжей (1978). «Торураний (U-236) как вымерший природный родитель тория: преждевременная фальсификация по существу правильной теории». Анналы науки . 35 (6): 581–597. дои : 10.1080/00033797800200441.
80. Даймонд, Х.; Фридман, AM; Гиндлер, Дж. Э.; и другие. (1956). «Возможное существование Cm ²⁴⁷ или его дочерей в природе». Физический обзор . 105 (2): 679–680. Бибкод : 1957PhRv..105..679D. дои : 10.1103/PhysRev.105.679.
81. Рао, Миннесота; Гопалан, К. (1973). «Кюрий-248 в ранней Солнечной системе». Природа . 245 (5424): 304–307. Бибкод : 1973Natur.245..304R. дои : 10.1038/245304a0. S2CID  4226393.
82. Розенблатт, DB (1953). «Эффекты первобытного дара U ²³⁶ ». Физический обзор . 91 (6): 1474–1475. Бибкод : 1953PhRv...91.1474R. doi : 10.1103/PhysRev.91.1474.
83. Гандо, А.; Гандо, Ю.; Ичимура, К.; Икеда, Х.; Иноуэ, К.; Кибе, Ю.; Кисимото, Ю.; Кога, М.; Минекава, Ю.; Мицуи, Т.; Морикава, Т.; Нагай, Н.; Накадзима, К.; Накамура, К.; Нарита, К.; Симидзу, И.; Симидзу, Ю.; Шираи, Дж.; Суекане, Ф.; Сузуки, А.; Такахаши, Х.; Такахаши, Н.; Такемото, Ю.; Тамаэ, К.; Ватанабэ, Х.; Сюй, Б.Д.; Ябумото, Х.; Ёсида, Х.; Ёсида, С.; Эномото, С.; Козлов А.; Мураяма, Х.; Грант, К.; Кифер, Г.; Пиепке, А.; Бэнкс, ТИ; Блоксэм, Т.; Детвайлер, Дж.А.; Фридман, С.Дж.; Фудзикава, Британская Колумбия; Хан, К.; Кадель, Р.; О'Доннелл, Т.; Штайнер, Х.М.; Дуайер, округ Колумбия; Маккеун, доктор медицинских наук; Чжан, К.; Бергер, Бельгия; Лейн, CE; Маричич, Дж.; Милетич, Т.; Батыгов М.; Узнал, Дж.Г.; Мацуно, С.; Сакаи, М.; Хортон-Смит, Джорджия; Даунум, Кентукки; Гратта, Г.; Толич, К.; Ефременко Ю.; Перевозчиков О.; Карвовский, HJ; Марков, Д.М.; Торноу, В.; Хигер, К.М.; Дековский, член парламента (сентябрь 2011 г.). «Частичная радиогенная тепловая модель Земли, выявленная с помощью измерений геонейтрино». Природа Геонауки . 4 (9): 647–651. Бибкод : 2011NatGe...4..647K. дои : 10.1038/ngeo1205. Архивировано из оригинала 17 апреля 2023 года . Проверено 3 февраля 2019 г.
84. Пеппард, Д.Ф.; Мейсон, GW; Грей, PR; и другие. (1952). «Возникновение серии (4n + 1) в природе». Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. дои : 10.1021/ja01143a074.
85. Wickleder, Fourest & Dorhout 2006, стр. 55–56.
86. Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (2016). Торий (PDF) (Отчет) . Проверено 30 сентября 2017 г.
87. Вудхед, Джеймс А.; Россман, Джордж Р.; Сильвер, Леон Т. (1 февраля 1991 г.). «Метамиктизация циркона: структурные характеристики, зависящие от дозы радиации». Американский минералог . 76 (1–2): 74–82.
88. Шимански, JT; Оуэнс, доктор медицинских наук; Робертс, AC; Анселл, ХГ; Чао, Джордж Ю. (1 февраля 1982 г.). «Минералогическое исследование и определение кристаллической структуры неметамиктового эканита ThCa2Si8O20». Канадский минералог . 20 (1): 65–75.
89. Гринвуд и Эрншоу 1997, стр. 1255.
90. «Битва Тора с гигантами». Google Искусство и культура . Проверено 26 июня 2016 г.
91. Фонтани, М.; Коста, М.; Орна, В. (2014). Утраченные элементы: теневая сторона периодической таблицы . Издательство Оксфордского университета. п. 73. ИСБН 978-0-19-938334-4.
92. Рябчиков, Д.И.; Гольбрайх, ЭК (2013). Аналитическая химия тория: Международная серия монографий по аналитической химии . Эльзевир . п. 1. ISBN 978-1-4831-5659-0.
93. Томсон, Т. (1831). Система химии неорганических тел . Том. 1. Болдуин и Крэдок и Уильям Блэквуд . п. 475.
94. Берцелиус, JJ (1824). «Undersökning af några Mineralier. 1. Phosphorsyrad Ytterjord» [Исследование некоторых минералов. 1-й фосфорный иттрий.]. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar (на шведском языке). 2 : 334–338.
95. "Ксенотим-(Y)" . База данных Миндат . Проверено 7 октября 2017 г.
96. Сельбекк, RS (2007). «Мортен Трейн Эсмарк». Магазин норвежского лексикона (на норвежском языке). Kunnskapsforlaget . Проверено 16 мая 2009 г.
97. Weeks, ME (1932). «Открытие элементов. XI. Некоторые элементы, выделенные с помощью калия и натрия: цирконий, титан, церий и торий». Журнал химического образования . 9 (7): 1231. Бибкод : 1932JChEd...9.1231W. дои : 10.1021/ed009p1231.
98. Берцелиус, JJ (1829). «Untersuruchung eines neues Minerals und einer darin erhalten zuvor unbekannten Erde» [Исследование нового минерала и ранее неизвестной земли, содержащейся в нем]. Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 16 (7): 385–415. Бибкод : 1829АнП....92..385Б. дои : 10.1002/andp.18290920702.(современное цитирование: Annalen der Physik , т. 92, № 7, стр. 385–415).
99. Берцелиус, JJ (1829). «Undersökning af ett nytt Mineral (Thorit), som innehåller en förut obekant jord» [Исследование нового минерала (тората), содержащегося в ранее неизвестной земле]. Kungliga Svenska Vetenskaps Akademiens Handlingar (на шведском языке): 1–30.
100. Шиллинг, Дж. (1902). «Die eigentlichen Thorit-Mineralien (Thorit und Orangit)» [Настоящие торитовые минералы (торит и орангит)]. Zeitschrift für Angewandte Chemie (на немецком языке). 15 (37): 921–929. Бибкод : 1902AngCh..15..921S. дои : 10.1002/ange.19020153703.
101. Лич, М.Р. «Интернет-база данных периодических таблиц: таблица электроотрицательности Берцелиуса» . Проверено 16 июля 2016 г.
102. Нильсон, LF (1882). «Über Metallisches Thorium» [О металлическом тории]. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (на немецком языке). 15 (2): 2537–2547. дои : 10.1002/cber.188201502213.
103. Мейстер, Г. (1948). Производство редких металлов (PDF) (Отчет). Комиссия по атомной энергии США . Проверено 22 сентября 2017 г.
104. Лич, MR «Интернет-база данных периодических таблиц» . Проверено 14 мая 2012 г.
105. Дженсен, Уильям Б. (август 2003 г.). «Место цинка, кадмия и ртути в таблице Менделеева». Журнал химического образования . 80 (8): 952. Бибкод : 2003JChEd..80..952J. дои : 10.1021/ed080p952.
106. Мастертон, WL; Херли, Китай; Нет, Э.Дж. (2011). Химия: Принципы и реакции (7-е изд.). Cengage Обучение . п. 173. ИСБН 978-1-111-42710-8.
107. Викледер, Форест и Дорхаут 2006, стр. 52.
108. Кюри, М. (1898). «Лучи, испускаемые соединениями урана и тория». Comptes Rendus (на французском языке). 126 : 1101–1103. ОЛ  24166254М.
109. Шмидт, GC (1898). «Über die vom Thorium und den Thoriumverbindungen ausgehende Strahlung» [О излучении тория и его соединений]. Verhandlungen der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin (на немецком языке). 17 :14–16.
110. Шмидт, GC (1898). «Über die von den Thorverbindungen und einigen anderen Substanzen ausgehende Strahlung» [О излучении, испускаемом соединениями тория и некоторыми другими веществами]. Annalen der Physik und Chemie (на немецком языке). 65 (5): 141–151. Бибкод : 1898АнП...301..141С. дои : 10.1002/andp.18983010512.(современное цитирование: Annalen der Physik , т. 301, стр. 141–151 (1898)).
111. Резерфорд, Э .; Оуэнс, РБ (1899). «Торий и урановое излучение». Пер. Р. Сок. Может . 2 : 9–12.: «Излучение оксида тория не было постоянным, а изменялось самым причудливым образом», тогда как «Все соединения урана дают излучение, которое удивительно постоянно».
112. Симмонс, JG (1996). The Scientific 100: рейтинг самых влиятельных учёных прошлого и настоящего . Кэрол. п. 19. ISBN 978-0-8065-2139-8.
113. Фреман, Н. (1996). «Мария и Пьер Кюри и открытие полония и радия». nobelprize.org . Нобель Медиа АБ . Проверено 11 мая 2017 г.
114. Бернс, М. (1987). Регулирование низкоактивных радиоактивных отходов – наука, политика и страх . ЦРК Пресс. стр. 24–25. ISBN 978-0-87371-026-8.
115. ван Спронсен, JW (1969). Периодическая система химических элементов . Эльзевир. стр. 315–316. ISBN 978-0-444-40776-4..
116. Родос, Р. (2012). Создание атомной бомбы (изд., посвященному 25-летию). Саймон и Шустер . стр. 221–222, 349. ISBN. 978-1-4516-7761-4.
117. Тюрлер, А.; Букланов Г.В.; Эйхлер, Б.; и другие. (1998). «Доказательства релятивистских эффектов в химии элемента 104». Журнал сплавов и соединений . 271–273: 287. doi : 10.1016/S0925-8388(98)00072-3.
118. Крац, СП; Нагаме, Ю. (2014). «Жидкофазная химия сверхтяжелых элементов». Ин Шедель, М.; Шонесси, Д. (ред.). Химия сверхтяжелых элементов (2-е изд.). Спрингер-Верлаг. п. 335. дои : 10.1007/978-3-642-37466-1. ISBN 978-3-642-37465-4. S2CID  122675117.
119. Фурута, Э.; Ёсидзава, Ю.; Абурай, Т. (2000). «Сравнение радиоактивных и нерадиоактивных газовых фонарей». Дж. Радиол. Прот . 20 (4): 423–431. Бибкод : 2000JRP....20..423F. дои : 10.1088/0952-4746/20/4/305. PMID  11140713. S2CID  7368077.
120. Департамент здравоохранения Нью-Джерси (1996). «Здоровье и опасные отходы» (PDF) . Руководство для практикующего врача по воздействию окружающей среды на пациентов . 1 (3): 1–8. Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2016 года.
121. Топкер, Терренс П. (1996). «Торий и иттрий в оболочках газовых фонарей». Американский журнал физики . 64 (2): 109. Бибкод : 1996AmJPh..64..109T. дои : 10.1119/1.18463 .
122. Полянц, К.; Штайнхаузер, Г.; Стерба, Дж. Х.; и другие. (2007). «За пределами низкой активности: о «нерадиоактивной» газовой мантии». Наука об общей окружающей среде . 374 (1): 36–42. Бибкод : 2007ScTEn.374...36P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2006.11.024. ПМИД  17270253.
123. Казими, М. (2003). «Ториевое топливо для атомной энергетики». Американский учёный . Архивировано из оригинала 1 января 2017 года . Проверено 29 сентября 2017 г.
124. Маллапати, Смрити (9 сентября 2021 г.). «Китай готовится к испытанию ядерного реактора на ториевом топливе». Природа . 597 (7876): 311–312. Бибкод : 2021Natur.597..311M. doi : 10.1038/d41586-021-02459-w. PMID  34504330. S2CID  237471852.
125. Маджумдар, С.; Пурушотхам, DSC (1999). «Опыт разработки ториевого топлива в Индии». Использование ториевого топлива: варианты и тенденции (PDF) (Отчет). Международное агентство по атомной энергии . Проверено 7 октября 2017 г.
126. «Атомная энергетика в Индии». Всемирная ядерная ассоциация. 2017 . Проверено 29 сентября 2017 г.
127. «IAEA-TECDOC-1450 Ториевый топливный цикл – потенциальные преимущества и проблемы» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. 2005 . Проверено 23 марта 2009 г.
128. Атомная электростанция Шиппорта. «Признано историческое достижение: атомная электростанция в Шиппорте, историческая достопримечательность страны» (PDF) . п. 4. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2015 года . Проверено 24 июня 2006 г.
129. Фридман, Джон С. (сентябрь 1997 г.). «Больше энергии для тория?». Бюллетень ученых-атомщиков . 53 (5): 19–20. Бибкод : 1997BuAtS..53e..19F. дои : 10.1080/00963402.1997.11456765.
130. «IAEA-TECDOC-1349 Потенциал топливных циклов на основе тория для ограничения количества плутония и снижения токсичности долгоживущих отходов» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. 2002 . Проверено 24 марта 2009 г.
131. Эванс, Б. (2006). «Ученый призывает перейти на торий». Новости АВС . Архивировано из оригинала 28 марта 2010 года . Проверено 17 сентября 2011 г.
132. Мартин, Р. (2009). «Уран - это прошлый век - введите Торий, новое зеленое ядерное оружие». Проводной . Проверено 19 июня 2010 г.
133. Доктор Альфредо Карпинети (16 июня 2023 г.) Экспериментальный ядерный реактор на расплавленной соли получает добро в Китае
134. «Китай дает зеленый свет своему первому ядерному реактору на ториевом двигателе» . Южно-Китайская Морнинг Пост . 15 июня 2023 г.
135. Вайнберг, Элвин (1994). Первая ядерная эра: жизнь и времена технологического наладчика . Нью-Йорк: AIP Press. стр. 36–38. ISBN 978-1-56396-358-2.
136. "Торий". Всемирная ядерная ассоциация . 2017 . Проверено 21 июня 2017 г.
137. Вудс, WK (1966). Интерес LRL к U-233 (PDF) (Отчет). Мемориальный институт Баттель . дои : 10.2172/79078. ОСТИ  79078.
138. «Классификационный бюллетень WNP-118» (PDF) . Министерство энергетики США. 12 марта 2008 г.
139. Столл 2005, с. 7.
140. Геологическая служба США (2012). «Торий» (PDF) . Проверено 12 мая 2017 г. .
141. Джаярам, ​​KMV (1987). Обзор мировых ресурсов тория, стимулы для дальнейших исследований и прогноз потребности в тории в ближайшем будущем (PDF) (отчет). Департамент атомной энергии . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июня 2011 года.
142. Торий. Статистика и информация (Отчет). Геологическая служба США . 2017 . Проверено 6 января 2018 года .
143. Столл 2005, стр. 8.
144. Столл 2005, с. 32.
145. Столл 2005, с. 31.
146. Мэтсон, Тим (2011). Книга неэлектрического освещения: классическое руководство по безопасному использованию свечей, топливных ламп, фонарей, газовых фонарей и каминных печей . Земляк Пресс . п. 60. ИСБН 978-1-58157-829-4.
147. Шоу, Дж.; Дандердейл, Дж.; Пейнтер, РА (9 июня 2005 г.). «Обзор потребительских товаров, содержащих радиоактивные вещества, в Европейском Союзе» (PDF) . Департамент профессиональной службы НРПБ .
148. «Технология отрицательных ионов - что вам следует знать» . Комиссия по ядерному регулированию США . 28 июля 2014 г.
149. Придэм, GJ (2016). Электронные устройства и схемы . Библиотека Содружества и Международная библиотека: Отдел электротехники. Эльзевир. п. 105. ИСБН 978-1-4831-3979-1.
150. Уттрачи, Дж. (2015). Сварите как профессионал: от начала до продвинутых методов . CarTech Inc. с. 42. ИСБН 978-1-61325-221-5.
151. Джеффус, Л. (2016). Сварка: принципы и применение . Cengage Обучение. п. 393. ИСБН 978-1-305-49469-5.
152. "Торированный объектив камеры (ок. 1970-е)" . Ассоциированные университеты Ок-Риджа. 2021 . Проверено 11 октября 2021 г.
153. Ранкурт, JD (1996). Оптические тонкие пленки . Руководство пользователя. СПИ Пресс . п. 196. ИСБН 978-0-8194-2285-9.
154. Кайзер, Н.; Пулкер, Гонконг (2013). Оптические интерференционные покрытия . Спрингер. п. 111. ИСБН 978-3-540-36386-6.
155. Ронен, Игаль (март 2006 г.). «Правило определения делящихся изотопов». Ядерная наука и инженерия . 152 (3): 334–335. Бибкод : 2006NSE...152..334R. doi : 10.13182/nse06-a2588. S2CID  116039197.
156. Ронен, Ю. (2010). «Некоторые замечания о делящихся изотопах». Летопись атомной энергетики . 37 (12): 1783–1784. doi :10.1016/j.anucene.2010.07.006.
157. «Плутоний». Всемирная ядерная ассоциация. 2017 . Проверено 29 сентября 2017 г.
158. "Деление урана-233". Атомная энергия. 2023 . Проверено 28 апреля 2023 г.
159. Greenwood & Earnshaw 1997, стр. 1259.
160. «Интерактивная карта нуклидов». Брукхейвенская национальная лаборатория . Архивировано из оригинала 24 января 2017 года . Проверено 12 августа 2013 г.
161. «Начинается испытание тория» . Мировые ядерные новости. 2013 . Проверено 21 июля 2013 г.
162. «IAEA-TECDOC-1450 Ториевый топливный цикл – потенциальные преимущества и проблемы» (PDF) . Международное агентство по атомной энергии. 2005 . Проверено 23 марта 2009 г.
163. Лэнгфорд, RE (2004). Введение в оружие массового поражения: радиологическое, химическое и биологическое . Джон Уайли и сыновья. п. 85. ИСБН 978-0-471-46560-7.
164. Столл 2005, с. 30.
165. Накадзима, Ц.; Гроулт, Х. (2005). Фторированные материалы для преобразования энергии . Эльзевир. стр. 562–565. ISBN 978-0-08-044472-7.
166. Рис, Э. (2011). «Не верьте, что идея тория является более экологичным ядерным вариантом». Хранитель . Проверено 29 сентября 2017 г.
167. Совакул, БК; Валентин, СВ (2012). Национальная политика ядерной энергетики: экономика, безопасность и управление . Рутледж . п. 226. ИСБН 978-1-136-29437-2.
168. «Часто задаваемые вопросы по ядерной энергетике» (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория . 2014 . Проверено 13 января 2018 г.
169. Финдли, Т. (2011). Ядерная энергетика и глобальное управление: обеспечение безопасности, защищенности и нераспространения . Рутледж. п. 9. ISBN 978-1-136-84993-0.
170. «Торий: радиационная защита». Агентство по охране окружающей среды США. Архивировано из оригинала 1 октября 2006 года . Проверено 27 февраля 2016 г.
171. «Радиоактивность в фонарях». Австралийское агентство радиационной защиты и ядерной безопасности . Архивировано из оригинала 14 октября 2007 года . Проверено 29 сентября 2017 г.
172. «Серия естественного распада: уран, радий и торий» (PDF) . Аргоннская национальная лаборатория. 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 17 августа 2016 года . Проверено 30 сентября 2017 г.
173. Столл 2005, стр. 35.
174. Лютцельшваб, JW; Гугинс, SW (1984). «Радиоактивность, выделяющаяся при горении оболочек газовых фонарей». Здоровье Физ . 46 (4): 873–881. дои : 10.1097/00004032-198404000-00013. ПМИД  6706595.
175. Хайскенс, CJ; Хемелаар, Джей Ти; Кикен, Пи Джей (1985). «Оценки дозы радиоактивного облучения в газовых мантиях». наук. Тотальная среда . 45 : 157–164. Бибкод : 1985ScTEn..45..157H. дои : 10.1016/0048-9697(85)90216-5. PMID  4081711. S2CID  39901914.
176. «Токсикологический профиль тория» (PDF) . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний Служба общественного здравоохранения США. 1990. с. 4.
177. Меркель, Б.; Дудель, Г.; и другие. (1988). Untersuruchungen zur Radiologischen Emission des Uran-Tailings Schneckenstein (PDF) (Отчет) (на немецком языке). Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landesentwicklung. Архивировано из оригинала (PDF) 8 января 2013 года.
178. Столл 2005, с. 34.
179. Джейкобсон, М.; Купер, Арканзас; Надь, Дж. (1964). Взрывоопасность металлических порошков (PDF) (Отчет). Министерство внутренних дел США . Архивировано (PDF) из оригинала 3 августа 2016 года . Проверено 29 сентября 2017 г.
180. «Девять раненых в результате взрыва в атомной лаборатории» . Питтсбург Пост-Газетт . Ассошиэйтед Пресс. 1956. с. 2 . Проверено 29 сентября 2017 г.
181. «При взрыве в лаборатории А радиационной угрозы не обнаружено» . «Санкт-Петербург Таймс» . Ассошиэйтед Пресс. 1956. с. 2 . Проверено 29 сентября 2017 г.
182. Харрингтон, М. (2003). «Печальные воспоминания о взрыве в Сильвании 1956 года». Нью-Йорк Ньюсдей . Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 года . Проверено 29 сентября 2017 г.
183. "Часто задаваемые вопросы по Thorium Tox" (PDF) . Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний . Проверено 29 сентября 2017 г.
184. «Сборник политических и законодательных положений, касающихся разработки полезных ископаемых пляжного песка» . Департамент атомной энергии. Архивировано из оригинала 4 декабря 2008 года . Проверено 19 декабря 2008 г.
185. Пфайффер, WC; Пенна-Франка, Э.; Рибейро, CC; Ногейра, Арканзас; Лондон, Х.; Оливейра, А.Е. (1981). «Измерения мощности дозы радиационного воздействия на окружающую среду на отдельных объектах в Бразилии». Ан. акад. Бюстгальтеры. Сиенк . 53 (4): 683–691. ПМИД  7345962.
186. Альберичи, Эмма (29 января 2019 г.). «Суд над итальянскими военными вызывает подозрения о связи между испытаниями оружия и врожденными дефектами на Сардинии». Новости АВС . Австралийская радиовещательная корпорация . Проверено 29 января 2019 г.

Общая библиография

• Гринвуд, Нью-Йорк ; Эрншоу, А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Столл, В. (2005). «Торий и ториевые соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/14356007.a27_001. ISBN 978-3-527-31097-5.
• Викледер, Матиас С.; Фурест, Бландин; Дорхаут, Питер К. (2006). «Торий». Химия актинидных и трансактинидных элементов . стр. 52–160. дои : 10.1007/1-4020-3598-5_3. ISBN 978-1-4020-3555-5.

дальнейшее чтение

• Джордан, BW; Эггерт, Р.; Диксон, Б.; и другие. (2014). «Торий: ведет ли изобилие земной коры к экономической доступности?» (PDF) . Колорадская горная школа . Архивировано из оригинала (PDF) 30 июня 2017 года . Проверено 29 сентября 2017 г.
• Международное агентство по атомной энергии (2005 г.). Ториевый топливный цикл – потенциальные преимущества и проблемы

Внешние ссылки

• Словарное определение тория в Викисловаре
• СМИ, связанные с Торием, на Викискладе?