Выбрасы радиоактивных веществ в атмосферу Газообразные выбросы АЭС Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу АЭС с реактором ВВЭР АЭС с быстрыми реакторами Химические свойства радиоактивных элементов
Рентгеновское излучение Ускорители элементарных частиц и ионов Реактор БИГР Атомные батареи в космосе Лекции по радиобиологии Загрязнение окружающей среды в результате ядерных взрывов

Химические свойства радиоактивных элементов

ТОРИЙ

В 1828 году, анализируя редкий минерал, найденный в Швеции, Иенс Якоб Берцелиус обнаружил в нем окись нового элемента. Этот элемент был назван торием в честь всемогущего скандинавского божества Тора. Получить чистый металлический торий Берцелиусу не удалось. Чистый препарат тория был получен лишь в 1882 году другим шведским химиком - первооткрывателем скандия - Ларсом Нильсоном. Радиоактивность тория открыта в 1898 году независимо друг от друга одновременно Марией Склодовской-Кюри и Гербертом Шмидтом.

Торий, Th, - химический элемент III группы периодической системы, первый член группы актинидов; п.н. 90, ат.в. 232.038. Торий - природный радиоактивный элемент, родоначальник семейства тория (Рис.2). Радиоактивен. Известны 12 изотопов, однако природный торий практически состоит из одного изотопа 232Th (T1/2=1,4*1010 лет, а-распад). Его удельная радиоактивность 0.109 микрокюри/г. Распад тория приводит к образованию радиоактивного газа - торона (радон-220), который представляет опасность при вдыхании. С 232Th в равновесии находится в незначительном количестве 238Th (Т1/2=1,91 лет). Четыре изотопа тория образуются в процессах распада 238U и 235U. Это 227Th (период полураспада 18.72 дней), 230Th (75.380 лет), 231Th (1.063 дня) и 234Th (24.1 дня). Для практических применений, единственными изотопами, присутствующими в заметных количествах в очищенном тории - 228Th и 230Th, т. к. остальные имеют очень короткий период полураспада, и 228Th распадается после нескольких лет хранения. Искусственные изотопы тория большей частью короткоживущие; из них большой период полураспада имеет только 229Th (Т1/2=7340 лет), принадлежащий к искусственному радиоактивному семейству нептуния.

Как и всякий четно-четный изотоп (четное число протонов и нейтронов), торий-232 не способен делиться тепловыми нейтронами. Тем не менее торий является источником вторичного ядерного горючего (233U), получаемого по ядерной реакции на тепловых нейтронах:

23920Th (n,rh 23930Th—-Pa —233U

U - отличное ядерное горючее, поддерживающее цепное деление и имеющее некоторое преимущество перед 235U: при делении его ядра выделяется больше нейтронов. Каждый нейтрон, поглощенный ядром Pu или U, дает 2.03 - 2.08 новых нейтронов, а U - намного больше - 2.37.

С точки зрения ядерной индустрии, преимущество тория перед ураном заключается в высокой температуре плавления и отсутствии фазовых превращений до 1400оС. 233U отличается высоким значением коэффициента воспроизводства тепловых нейтронов, обеспечивающим высокую степень их использования в ядерных реакторах. К недостаткам тория относится необходимость добавления к нему делящихся материалов для осуществления ядерной реакции.


Космические ядерные аварии