Thorium

Nadat aan het einde van de 18e eeuw bekend werd dat thorium bruikbaar is voor gaskousjes in gaslampen, is de industriële toepasbaarheid gestaag toegenomen:

Voor het coaten van wolfraam draden in elektronische apparatuur.
In legeringen met magnesium zorgt voor verhoogde corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen.
Als toevoeging aan glas zorg thorium voor een hogere refractie index en zodoende toegepast in wetenschappelijke optische apparatuur.
Als katalysator is thoriumoxide geschikt voor de productie van salpeterzuur en zwavelzuur en bij de raffinage van petroleum.
Aan de hand van de uranium-thorium concentratie is de ouderdom van fossielen te bepalen.

Thorium is ook een geschikt element om nucleaire brandstof uit te produceren.

[bewerk] Opmerkelijke eigenschappen

Thorium zelf is een zacht, zilverwit metaal dat zich goed bewerken laat. Het is vrij stabiel aan de lucht. Het metaal zelf wordt niet veel toegepast. Van alle oxiden heeft ThO₂ het hoogste smeltpunt (3300°C). Bij een voldoende hoge temperatuur en aanwezigheid van zuurstof brandt thorium met een felle witte vlam.

Thorium kan ook in plaats van uranium gebruikt worden voor de opwekking van kernenergie. Er ligt zelfs meer energie opgeslagen in thorium dan in uranium. Er zijn thoriumreactoren, vooral van Canadese makelij, maar zij zijn nooit erg belangrijk geworden. Zij produceren geen splijtstoffen die in een bom gebruikt kunnen worden en dat blijkt in de praktijk een groot nadeel. Bij gebrek aan militair potentiëel is er namelijk veel minder geld beschikbaar voor wetenschappelijk en technologisch onderzoek. Omdat de hoeveelheid thorium op aarde ongeveer driemaal zo groot is als die van uranium, en er dus een zeer groot energiepotentieel beschikbaar is in de vorm van thorium, zal dit in de toekomst misschien nog wel eens veranderen.

Hoewel thorium tot de actiniden gerekend wordt, is de elektronenconfiguratie [Rn]6d²7s² en niet [Rn]5f¹7s²7p¹ Het is dus zeker gerechtvaardigd ook een verband te zien met elementen als zirkonium en hafnium. Toen de verdere (transurane) actiniden nog niet bekend waren werd het element ook meest onder Hf in de titaangroep geplaatst. Het meest voorkomende oxidatiegetal is dan ook +4 (als Th⁴⁺), hoewel lagere oxidatietoestanden ook voorkomen.

[bewerk] Verschijning

In lage concentraties wordt thorium in veel gesteenten aangetroffen. De totale hoeveelheid thorium op aarde is grofweg drie maal zo groot als de hoeveelheid uranium en is vergelijkbaar met die van lood. De belangrijkste thoriumbronnen voor commerciële winning zijn de mineralen thoriet, thorianiet en monaziet welke tot wel 12% thoriumoxide bevatten.

[bewerk] Isotopen

Meest stabiele isotopen
Iso	RA (%)	Halveringstijd	VV	VE (MeV)	VP
²²⁸Th	syn	1,9131 j	α	5,520	²²⁴Ra
²²⁹Th	syn	7880 j	α	5,168	²²⁵Ra
²³⁰Th	syn	7,538*10⁴ j	α	4,770	²²⁶Ra
²³²Th	100	1,405*10¹⁰ j	α	4,083	²²⁸Ra

Hoewel er van thorium geen stabiele isotopen bestaan, zijn er wel enkele met een dusdanige lange halfwaardetijd, dat ze als stabiel kunnen worden beschouwd. ²³²Th heeft bijvoorbeeld een halfwaardetijd van 1,405*10¹⁰ jaar (ongeveer drie maal de ouderdom van de aarde) en komt dus nog van nature voor.

[bewerk] Toxicologie en veiligheid

Hoewel thorium zelf niet erg radioactief is, zijn veel vervalproducten van thorium dat wel. Het vervalt in 6 alfa en 4 beta stappen tot ²⁰⁸Pb (de Thoriumreeks) en onderweg vormt het onder andere het edelgas ²²⁰Rn dat gevaar voor besmetting oplevert.