Thorium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Thorium monster
Naam	Thorium
Latijn
Symbool	Th
Atoomnummer	90
Soort
Kleur	Zilverwit
Smeltpunt	1750 ^oC
Kookpunt	4788 ^oC

Thorium is een chemisch element met het symbool Th en atoomnummer 90 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een zacht, kneedbaar, zilverwit metaal dat langzaam verkleurt bij blootstelling aan lucht.

De actinoïde, ook wel actinide serie omvat de 15 metallische chemische elementen met atoomnummers 89-103, (actinium tot Lawrencium). De actinoïde serie kreeg zijn naam van het eerste element in de serie, actinium. Het (informele) chemische symbool An wordt gebruikt in algemene discussies over actinoïde chemie om te verwijzen naar een actinoïde.

Thorium is een typisch metaal. Het heeft een zilverachtige kleur (maar verkleuren in de lucht), een relatief hoge dichtheid en plasticiteit (kneedbaarheid). Het kan worden gesneden met een mes. Net als de andere actiniden is actinium radioactief en zal dus ook radioactief afval geven. Het is pyrofoor, vooral wanneer het fijn verdeeld is, dat wil zeggen dat het spontaan ontbrandt bij reactie met lucht bij kamertemperatuur.

Voorkomen

Vervalreeks van thorium

Op aarde zijn thorium en uranium de enige significant radioactieve elementen die van nature nog in grote hoeveelheden voorkomen als oerelementen vanuit de tijd van het ontstaan van de aarde. Ook in de mineralen vervalt thorium en geeft het hierbij energie af. Sinds het ontstaan van de aarde is ongeveer 15% vervallen.

Thorium wordt geschat dat het drie keer zo vaak voorkomt als uranium in de aardkorst, en wordt voornamelijk gehaald uit monazietzand als bijproduct van de winning van zeldzame aardmetalen (lanthaniden). Het is de beste bron van thorium, omdat het wereldwijd in grote afzettingen voorkomt, voornamelijk in India, Zuid-Afrika, Brazilië, Australië en Maleisië. Het bevat gemiddeld ongeveer 2,5% thorium, hoewel sommige afzettingen tot 20% kunnen bevatten.

Het is een van de meest voorkomende zware elementen, bijna net zo vaak als lood.

Net als uranium kent Thorium zogeheten isotopen die vervallen (afbreken met vrijkoming van radioactiviteit en energie) tot andere elementen.

Thorium reageert makkelijk met andere elementen.

Thorium in erts of mineraal

Monaziet
Allaniet
Thorianiet

Geschiedenis

Thorium werd in 1828 ontdekt door de Noorse amateur-mineroloog Morten Thrane Esmark en beschreven door de Zweedse chemicus Jöns Jacob Berzelius, die het vernoemde naar Thor, de Noorse god van de donder.

Thorium werd voor het eerst radioactief waargenomen in 1898, door de Duitse chemicus Gerhard Carl Schmidt en later dat jaar, onafhankelijk, door de Pools-Franse natuurkundige Marie Curie. Vanaf 1899 werkten de Nieuw-Zeelandse natuurkundige Ernest Rutherford en de Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur Robert Bowie Owens bestudeerde de straling van thorium.

Metaalachtig thorium werd in 1914 voor het eerst vrij gemaakt door de Nederlandse ondernemers Dirk Lely Jr. en Lodewijk Hamburger.

Gebruik

Thorium wordt nog steeds gebruikt als legeringselement in TIG-laselektroden, maar wordt in het werkveld langzaam vervangen door andere samenstellingen.

Het is voorgesteld als een vervanging voor uranium als splijtstof in kernreactoren en er zijn verschillende thoriumreactoren gebouwd.

Thorium wordt ook gebruikt bij het versterken van magnesium.

Ook wordt het gebruikt voor het coaten (bedekken) van wolfraam-draad in elektrische apparatuur, het regelen van de korrelgrootte van wolfraam in elektrische lampen, smeltkroezen voor hoge temperaturen en glazen, waaronder lenzen voor camera's en wetenschappelijke instrumenten. Andere toepassingen voor thorium zijn hittebestendig keramiek, vliegtuigmotoren en in gloeilampen. Ook werd het gebruikt in gasmantel of gaskousjes voor gaslampen. Later werd dat vervangen door het veiliger yttrium.

Thorium is ongeveer net zo hard als zacht staal, dus bij verhitting kan het tot platen worden gerold en tot draad worden getrokken.

Biologie

Thorium heeft geen bekende biologische rol.

De blootstelling aan een aerosol ("wolk") van thorium, zoals verontreinigde stof kan leiden tot een verhoogd risico op kanker van de longen, pancreas en bloed. Ook bestaat er een verhoogd risico op leverziekten als je thorium binnen krijgt.

De vervalproducten van het isotoop ²³² Th bevatten gevaarlijkere radionucliden zoals radium en radon (radioactief afval).

Thorium is geur- en smaakloos. De chemische giftigheid van thorium is laag omdat thorium en de meest voorkomende verbindingen (meestal de zuurstof verbinding, het dioxide) slecht oplosbaar zijn in water (en dus ook bloed). Sommige thoriumverbindingen zijn chemisch matig giftig.

Toch krijg je dagelijks thorium binnen. De gemiddelde mens bevat ongeveer 40 microgram thorium en verbruikt doorgaans drie microgram per dag. Maar deze zeer kleine hoeveelheden zijn niet schadelijk.