| Symbool | Th |
|---|---|
| Atoomnummer | 90 |
| Atoommassa | 232,04 u |
| Categorie | Actinide |
| Groep | — (f-blok) |
| Periode | 7 |
| Blok | f-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1750 °C |
| Kookpunt | 4788 °C |
| Dichtheid | 11,7 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Rn] 6d2 7s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,3 |
| Oxidatiegetallen | +4 |
| Ontdekt | 1829 door Jöns Jacob Berzelius |
| Engelse naam | Thorium |
Eigenschappen van thorium
Thorium is een zacht, zilvergrijs metaal dat aan de lucht langzaam grijs en later zwart aanloopt door een oxidelaag. Fijn verdeeld thoriumpoeder kan spontaan ontbranden. In verbindingen komt thorium vrijwel alleen voor met oxidatiegetal +4. Thoriumdioxide (ThO2) heeft met ongeveer 3350 °C een van de hoogste smeltpunten van alle oxiden en straalt bij verhitting fel wit licht uit. Vrijwel al het natuurlijke thorium is thorium-232, een alfastraler met een halfwaardetijd van 14 miljard jaar, ongeveer de leeftijd van het heelal. Het is het begin van de thoriumvervalreeks, die eindigt bij lood-208. Thorium-232 is zelf niet splijtbaar met trage neutronen, maar het is 'vruchtbaar': na invangen van een neutron verandert het via een paar stappen in uranium-233, dat wel splijtbaar is. Daarop is het idee van de thoriumreactor gebaseerd.
Naam. Berzelius noemde het element naar Thor, de Noorse god van de donder.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Thorium staat in periode 7 van het periodiek systeem, in het f-blok.
Een neutraal atoom heeft 90 protonen in de kern en 90 elektronen, verdeeld over 7 schillen: 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2. Het periodenummer (7) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Actinium (Ac, 89); rechts/erna: Protactinium (Pa, 91).
De andere actiniden: Actinium, Protactinium, Uranium, Neptunium, Plutonium, Americium, Curium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium, Mendelevium, Nobelium, Lawrencium.
Voorkomen
De aardkorst bevat ongeveer 10 milligram thorium per kilogram, meer dan tin en ruim drie keer zoveel als uranium. Het belangrijkste erts is monaziet, een fosfaatmineraal dat ook zeldzame aarden bevat en geconcentreerd voorkomt in strandzanden van India, Brazilië en Australië. Ook thoriet (ThSiO4) is een bron. Thorium wordt vaak als bijproduct gewonnen bij de winning van zeldzame aarden. Het verval van thorium en uranium levert een flink deel van de warmte in het binnenste van de aarde.
Toepassingen
- Thorium wordt onderzocht als kernbrandstof, onder meer in gesmoltenzoutreactoren; India en China bouwen proefreactoren, en in Petten liep een Europees onderzoeksprogramma naar thoriumzouten.
- Gloeikousjes van gaslampen, zoals in kampeerlampen, bevatten vroeger thoriumoxide voor een fel wit licht; tegenwoordig wordt meestal yttriumoxide gebruikt.
- Gethorieerde wolfraamelektroden zijn populair bij TIG-lassen, omdat ze gemakkelijk een stabiele boog geven.
- Thoriumoxide werd gebruikt in lenzen van camera's en verrekijkers voor een hoge brekingsindex, en als vuurvast materiaal in kroezen.
- Thorium-uraniumdatering helpt bij het bepalen van de ouderdom van koralen en druipsteen.
Veelgestelde vragen
Wat is een thoriumreactor?
In een thoriumreactor wordt thorium-232 bestraald met neutronen, waardoor het verandert in splijtbaar uranium-233. Dat uranium levert vervolgens energie via kernsplijting. Voordelen zijn de grote voorraad thorium en minder langlevend afval. Wel is de techniek nog in ontwikkeling en zijn er nauwelijks werkende commerciële reactoren.
Is thorium gevaarlijk?
Thorium is maar zwak radioactief, omdat het zo langzaam vervalt. Een stukje thoriummetaal vasthouden is weinig riskant. Gevaarlijk wordt het als je thoriumstof inademt, want dan bestraalt het jarenlang de longen van binnenuit. Ook ontstaat bij het verval het radioactieve gas thoron, een radonisotoop.