Torio

Torio
90 Th
Ce ↑ Th ↓ (Uqb) Tabla periódica actinio ← torio → protactinium
Apariencia
plateado, a menudo con empañar negro
Propiedades generales
Nombre, símbolo, número	torio, Th, 90
Pronunciación	/ θ ɔər yo ə m / THOHR -ee-əm
Categoría Elemento	actínidos
Grupo, período, bloque	n / a, 7, F
Peso atómico estándar	232.03806
Configuración electrónica	[ Rn ] 6d 2 7s 2 2, 8, 18, 32, 18, 10, 2
Historia
Descubrimiento	Jöns Jakob Berzelius (1829)
Propiedades físicas
Fase	sólido
Densidad (cerca rt)	11,7 g · cm -3
Punto de fusion	2115 K , 1842 ° C, 3348 ° F
Punto de ebullicion	5061 K, 4788 ° C, 8650 ° F
Calor de fusión	13.81 kJ · mol -1
El calor de vaporización	514 kJ · mol -1
Capacidad calorífica molar	26.230 J · mol -1 · K -1
Presión del vapor
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k en T (K) 2633 2907 3248 3683 4259 5055
Propiedades atómicas
Estados de oxidación	4, 3, 2, 1 (Débilmente óxido básico)
Electronegatividad	1,3 (escala de Pauling)
Energías de ionización	Primero: 587 kJ · mol -1
	Segundo: 1110 kJ · mol -1
	Tercero: 1930 kJ · mol -1
Radio atómico	179 pm
Radio covalente	206 ± 18:00
Miscelánea
Estructura cristalina	cara cúbica centrada
Ordenamiento magnético	paramagnético
La resistividad eléctrica	(0 ° C) 147 nΩ · m
Conductividad térmica	54,0 W · m -1 · K -1
Expansión térmica	(25 ° C) 11,0 m · m -1 · K -1
Velocidad del sonido (varilla delgada)	(20 ° C) 2490 m · s -1
El módulo de Young	79 GPa
Módulo de corte	31 GPa
Módulo de volumen	54 GPa
Relación de Poisson	0.27
Dureza de Mohs	3.0
Dureza Vickers	350 MPa
Dureza Brinell	400 MPa
Número de registro del CAS	7440-29-1
La mayoría de los isótopos estables
Artículo principal: Los isótopos de torio
iso N / A media vida DM DE ( MeV) DP 228 Th rastro 1.9116 y α 5,520 224 Ra 229 Th rastro 7340 y α 5,168 225 Ra 230 Th rastro 75380 y α 4,770 226 Ra 231 Th rastro 25.5 h β - 0.39 231 Pa 232 Th 100% 1,405 × 10 10 y α 4,083 228 Ra 234 Th rastro 24.1 d β - 0.27 234 Pa

El torio es una de origen natural radiactivo elemento químico con el símbolo Th y número atómico 90. Fue descubierto en 1828 por el mineralogista noruego Morten Thrane Esmark e identificado por el químico sueco Jöns Jakob Berzelius y lleva el nombre de Thor , el Dios nórdico del trueno.

Torio produce un gas radioactivo, radón -220, como uno de sus productos de desintegración. Productos de desintegración secundarios de torio incluyen radio y actinio . En la naturaleza, la práctica totalidad de torio se encuentra como torio-232, que sufre desintegración alfa con una vida media de aproximadamente 14,05 mil millones de años. Otro isótopos de torio son intermedios de corta duración en las cadenas de desintegración de elementos superiores, y sólo se encuentran en cantidades traza. El torio se estima en alrededor de tres a cuatro veces más abundante que el uranio en la corteza terrestre, y está principalmente refina a partir arenas de monacita como un subproducto de la extracción de metales de tierras raras.

Torio se utilizó una vez comúnmente como la fuente de luz en Manguitos de y como un material de aleación, pero estas aplicaciones han disminuido debido a la preocupación por su radiactividad. Torio también se utiliza como elemento de aleación en no consumibles TIG electrodos de soldadura.

Canadá , China, , Alemania , la India , el Países Bajos , el Reino Unido , y el de los Estados Unidos han experimentado con el uso de torio como combustible nuclear sustituto en los reactores nucleares. Cuando se compara con el uranio, hay un creciente interés en el desarrollo de un ciclo de combustible de torio debido a sus mayores beneficios de seguridad, ausencia de no isótopos fértiles, y su mayor incidencia y disponibilidad. Programa de energía nuclear de tres etapas de la India es posiblemente el más conocido y bien financiado de tales esfuerzos.

Características

Propiedades físicas

Torio puro es un metal blanco plateado que es estable al aire y conserva su brillo durante varios meses. Cuando contaminado con el óxido, torio empaña lentamente en el aire, convirtiéndose en gris y finalmente negro. Las propiedades físicas de torio están muy influenciadas por el grado de contaminación con el óxido.

Las muestras más puras contienen a menudo varias décimas de un porcentaje del óxido. Torio puro es suave, muy dúctil, y puede ser laminadas en frío, estampada, y dibujado. El torio es dimórfico, cambiando a 1360 ° C a partir de una cara cúbica centrada a una estructura cúbica centrada en el cuerpo; existe una forma de retículo tetragonal centrada en el cuerpo a alta presión con impurezas de conducción las temperaturas de transición exactas y presiones.

Torio metálico en polvo es a menudo pirofórico y requiere un manejo cuidadoso. Cuando calienta el aire, metal torio virutas encienden y arden brillantemente con una luz blanca. Torio tiene uno de los rangos de temperatura de líquido más grande de cualquier elemento, con 2.946 ° C entre el punto de fusión y punto de ebullición. El torio es de metal paramagnético con una estado fundamental de 6d ² 7s ^2.

Propiedades químicas

Torio es atacado lentamente por el agua, pero no se disuelve fácilmente en ácidos más comunes, excepto ácido clorhídrico . Se disuelve en ácido nítrico concentrado que contiene una pequeña cantidad de ion fluoruro catalítico.

Óxido de torio es _ThO2. Estado de oxidación más comon de torio es 4, como en THF _4, pero torio también tiene un estado de oxidación de 3, como en ThI _3. Torio se ha demostrado para activar enlaces carbono-hidrógeno, formando compuestos inusuales. Átomos de torio también pueden unirse a más átomos que cualquier otro elemento. Por ejemplo, en el compuesto torio bonos torio tetrakisaminodiborane a quince átomos de hidrógeno.

Compuestos

Compuestos de torio son estables en el estado de oxidación +4.

Dióxido de torio tiene el punto de fusión más elevado (3300 ° C) de todos los óxidos.

Torio (IV) y nitrato torio (IV) de fluoruro son conocidas en sus formas hidratadas: Th (NO _{3) 4} · 4H ₂ O y THF ₄ · 4H ₂ O, respectivamente. Torio (IV) de carbonato, Th (CO _{3) 2,} también se conoce.

Cuando se trata con fluoruro de potasio y ácido fluorhídrico, Th ⁴⁺ forma el anión complejo THF 2-
6, que precipita como una sal insoluble, K _{2 6} THF.

Torio (IV) de hidróxido, Th (OH) _4, es muy insoluble en agua, y no es anfótero. La peróxido de torio, ThO ₄ o Th (O _{2) 2,} es raro en ser un sólido insoluble. Esta propiedad se puede utilizar para separar torio de otros iones en solución.

En la presencia de aniones fosfato, formas Th ⁴⁺ precipitados de diversas composiciones, que son insolubles en agua y soluciones de ácido.

Monóxido de torio ha sido recientemente producido a través de la ablación con láser de torio en la presencia de oxígeno. Esta molécula altamente polar tiene el mayor campo eléctrico interno conocido.

Isótopos

Veintisiete radioisótopos se han caracterizado, con un rango de peso atómico de 210 u ⁽²¹⁰ Th) a 236 u ⁽²³⁶ Th). Las más estables isótopos son:

• ²³² Th con una vida media de 14050 millones años, que representa la totalidad, pero un rastro de origen natural torio.
• ²³⁰ Th con una vida media de 75.380 años. Se produce como producto hija de ²³⁸ U decadencia.
• ²²⁹ Th con una vida media de 7.340 años. Tiene un isómero nuclear (o estado metaestable) con una energía de excitación notablemente baja de 7,6 eV.
• ²²⁸ Th con una vida media de 1,92 años.

Todos los restantes isótopos radiactivos tienen vidas medias que son menos de treinta días y la mayoría de ellos tienen vidas medias que son menos de diez minutos.

Aplicaciones

Torio

El torio es un componente del magnesio de aleación de serie, llamada Mag-Thor, que se utiliza en los motores de los aviones y los cohetes y de impartir alta fuerza y resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas. Magnesio toriado se utilizó para construir el CIM-10 Bomarc misil, aunque las preocupaciones sobre la radiactividad se han traducido en varios misiles que se retira de la exhibición pública.

Torio también se utiliza en su forma de óxido (óxido de torio) en la soldadura por arco de tungsteno gas (GTAW) para aumentar la resistencia a alta temperatura de los electrodos de tungsteno y mejorar la estabilidad del arco. Los electrodos etiquetados EWTh-1 contienen 1% toria, mientras que el EWTh-2 contienen 2%. En los equipos electrónicos, recubrimiento torio de tungsteno de alambre mejora el electrón emisión de climatizada cátodos.

El torio es un muy eficaz escudo de radiación, aunque no se ha utilizado para este propósito tanto como el plomo o uranio empobrecido. El uranio-torio edad datación se ha utilizado hasta la fecha de homínidos fósiles , los fondos marinos, y las cadenas montañosas.

Las preocupaciones ambientales relacionadas con la radiactividad, provocaron una fuerte disminución de la demanda para usos no nucleares de torio en la década de 2000.

Compuestos de torio

Dióxido de torio (ThO ₂₎ y nitrato de torio (Th (NO _{3) 4)} fueron utilizados en mantos de luces de gas portátiles, incluidas las lámparas de gas natural, lámparas de aceite y las luces de camping. Estos mantos brillan con una luz blanca intensa (no relacionada con la radiactividad) cuando se calienta en una llama de gas, y su color se podrá pasar a amarillo por la adición de cerio.

Dióxido de torio es un material para resistente al calor cerámica, por ejemplo, para laboratorio de alta temperatura crisoles. Cuando se añade al cristal , que ayuda a aumentar la índice de refracción y disminución dispersión. Tal vidrio encuentra aplicación en alta calidad lentes para cámaras e instrumentos científicos. La radiación de estas lentes puede auto-oscurecer (amarillo) a lo largo de un período de años y degradar película, pero los riesgos para la salud son mínimos. Lentes amarillentas pueden ser restaurados a su estado incoloro original con la exposición prolongada a la intensa radiación UV de la luz.

Dióxido de torio se utiliza para controlar el tamaño de grano de tungsteno metal utilizado para espirales de lámparas eléctricas. Elementos de tungsteno toriado se encuentran en los filamentos de tubos de magnetrón. El torio es añadida a causa de su capacidad para emitir electrones a temperaturas relativamente bajas cuando se calienta en vacío. Esos tubos generan microonda frecuencias y se aplican en hornos de microondas y radares .

Dióxido de torio se ha utilizado como un catalizador en la conversión de amoníaco a ácido nítrico , en el petróleo agrietamiento y en la producción de ácido sulfúrico . Es el ingrediente activo de Thorotrast, que se utilizó como agente de contraste radiológico para Diagnósticos de rayos X. Este uso ha sido abandonado debido a su naturaleza carcinógena.

A pesar de su radiactividad, fluoruro de torio (THF ₄₎ se utiliza como un material antirreflectante en revestimientos ópticos multicapa. Tiene una excelente transparencia óptica en el intervalo de 0,35 a 12 m, y su radiación se debe principalmente a partículas alfa, que puede ser difícil de detener con una capa delgada cubierta de otro material. Fluoruro de torio también se utilizó en la fabricación lámparas de arco de carbono, que proporcionan una iluminación de alta intensidad para proyectores de cine y luces de búsqueda.

Torio como combustible nuclear

Beneficios y retos

El isótopo natural torio-232 es una material fértil, y con una fuente de neutrones adecuado puede ser utilizado como combustible nuclear en reactores nucleares, incluidos reactores reproductores. En 1997, el Departamento de Energía de Estados Unidos financió la investigación de combustible de torio, y la investigación también se inició en 1996 por el Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), para estudiar el uso de reactores de torio. Científico nuclear Alvin Radkowsky de La Universidad de Tel Aviv en Israel fundó un consorcio para desarrollar reactores de torio, que incluían otras empresas: Raytheon Nuclear Inc., Laboratorio Nacional de Brookhaven, y la Instituto Kurchatov de Moscú.

Radkowsky fue jefe científico en los EE.UU. programa de submarinos nucleares dirigida por Almirante Hyman Rickover y más tarde se dirigieron al equipo de diseño que construyó primero civil de los EE.UU. planta de energía nuclear en Shippingport, Pennsylvania, que era una versión ampliada de la primera reactor naval. El tercer núcleo Shippingport, iniciado en 1977, criado torio. Incluso antes Existen ejemplos de reactores que utilizan combustible con torio, incluyendo el primer núcleo de la Centro de Energía Indian Point en 1962.

Algunos países, como la India , están invirtiendo en la investigación para construir reactores nucleares a base de torio. Un informe de 2005 de la Agencia Internacional de Energía Atómica analiza los beneficios potenciales a lo largo de los retos de los reactores de torio. La India también ha hecho reactores nucleares a base de torio en una prioridad, con su enfoque en el desarrollo tecnología reproductor rápido.

Algunos de los beneficios de combustible de torio cuando se compara con el uranio se resumen como sigue:

• Material fisionable para armas nucleares ⁽²³³ U) es más difícil de recuperar de forma segura y de manera clandestina desde un reactor de torio;
• Torio produce residuos radiactivos de 10 a 10.000 veces menos longevos;
• La minería de torio produce un solo isótopo puro, mientras que la mezcla de isótopos de uranio natural debe ser enriquecido para funcionar en diseños más comunes de reactores. El mismo ciclo también podría utilizar el componente fisionable U-238 del uranio natural, y también contenida en el combustible del reactor agotado;
• Torio no puede sostener un reacción nuclear en cadena sin imprimación, por lo que la fisión se detiene de forma predeterminada en un reactor de aceleración impulsada.

Cuando se utiliza en un reactor de criador como, sin embargo, a diferencia de los reactores de agua ligera a base de uranio, torio requiere irradiación y reprocesamiento antes de las ventajas de torio-232 mencionadas anteriormente se puede realizar, que inicialmente hace que los combustibles sólidos de torio más caro que los combustibles de uranio. Pero los expertos señalan que "el segundo reactor de torio puede activar un tercer reactor de torio. Esto podría continuar en una cadena de reactores durante un milenio si así lo decidimos." Añaden que, debido a la abundancia de torio, que no se agota en 1.000 años.

La Torio Energy Alliance (TEA), una organización de apoyo educativo, hace hincapié en que "hay suficiente torio en los Estados Unidos solamente para alimentar el país en su nivel actual de energía por más de 10.000 años."

Ciclo del combustible de la energía torio

Como ²³⁸ U, ²³² Th no es fisionables sí mismo, pero es fértil: absorberá neutrones lentos para producir, después de dos desintegraciones beta, ²³³ U, que es fisionable. Además, la preparación de combustible de torio no requiere la separación isotópica.

La crea ciclo de combustible de torio ²³³ U, que, si se separa del combustible del reactor, con cierta dificultad podría ser utilizado para la fabricación de armas nucleares. Esta es una de las razones por las que un ciclo de combustible líquido (por ejemplo, Reactor de sales fundidas o MSR) se prefiere - sólo una cantidad limitada de ²³³ U siempre existe en el sus sistemas de transferencia de calor del reactor y, impidiendo cualquier acceso a material para armas; Sin embargo, los neutrones producidos por el reactor pueden ser absorbidos por una manta de torio o uranio fisionable y ²³³ U o ²³⁹ Pu produjo. Además, el ²³³ U podría ser continuamente extraída del combustible fundido como el reactor está en funcionamiento. Los neutrones de la desintegración del uranio-233 se pueden alimentar de nuevo en el ciclo del combustible para iniciar el ciclo de nuevo.

El flujo de neutrones de fisión espontánea de ²³³ U es insignificante. ²³³ U por lo tanto se puede utilizar fácilmente en un sencillo de tipo cañón diseño de una bomba nuclear. En 1977, un reactor de agua ligera en el Central nuclear de Shippingport se utilizó para establecer un ciclo de combustible ²³² E- ²³³ U. El reactor trabajó hasta su cierre definitivo en 1982. El torio puede ser y ha sido usado para alimentar plantas de energía nuclear que utilizan tanto la modificados tradicional Diseño de reactores de Generación III y prototipo Diseños de reactores IV Generación. El uso de torio como combustible alternativo es una innovación siendo explorado por el Proyecto internacional sobre reactores nucleares innovadores y ciclos del combustible (INPRO), realizada por el Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA).

A diferencia de su uso en Reactores de sales fundidas, al usar el torio sólido en modificadas reactor de agua ligera (LWR) problemas incluyen: la tecnología no desarrollada para la fabricación de combustible; en el tradicional, de un solo paso LWR diseña posibles problemas en el torio reciclaje debido a la alta radiactividad ²²⁸ Th; cierto riesgo de proliferación de armas debido a la producción de ²³³ U; y los problemas técnicos (todavía no resueltos satisfactoriamente) en el reprocesamiento. Mucho trabajo de desarrollo todavía se requiere antes de que el ciclo de combustible de torio puede ser comercializado para su uso en LWR. El esfuerzo requerido no ha parecido digno de él mientras abundante uranio está disponible.

Estación de energía nuclear comercial

India 's Kakrapar-1 reactor es primero reactor del mundo que utiliza torio en lugar de uranio empobrecido para alcanzar el poder aplanar a través del núcleo del reactor. India, que tiene cerca de 25% de las reservas de torio del mundo, está desarrollando un prototipo de 300 MW de una basada torio- Avanzada reactores de agua pesada (AHWR). Se espera que el prototipo esté plenamente operativo en 2013, después de lo cual se construirán cinco reactores más. El reactor es una reactor reproductor rápido y utiliza un núcleo de plutonio en lugar de un acelerador para producir neutrones. Como los sistemas basadas en aceleradores pueden operar a subcriticidad que podrían desarrollarse también, pero eso requeriría más investigación. India actualmente tiene previsto reunirse el 30% de su demanda de electricidad a través de reactores a base de torio en 2050.

Existente proyectos de energía torio

El Alemán THTR-300 fue la primera central comercial impulsado casi en su totalidad con el torio. 300 MWe de la India AHWR (reactor de agua pesada a presión) del reactor comenzó a construirse en 2011. El diseño contempla una puesta en marcha con plutonio para uso en reactores que criar T-233 de Th-232. Después de que la entrada sólo será torio para el resto de la vida de diseño del reactor.

El combustible primario de la HT ³ R Proyecto cerca Odessa, Texas, EE.UU. será cuentas torio con recubrimiento cerámico. La fecha más temprana del reactor entrará en funcionamiento en 2015.

Los mejores resultados se producen con reactores de sales fundidas (MSR), tales como ORNL de líquido del reactor de torio fluoruro (LFTR), que han incorporado en las tasas de reacción retroalimentación negativa debido a la expansión de sal y por lo tanto el límite de reactor a través de la carga. Esta es una gran ventaja de seguridad, ya que no se necesita ningún sistema de refrigeración de emergencia, que es a la vez caro y añade ineficiencia térmica. De hecho, un MSR fue elegido como el diseño de la base de la década de 1960 del Departamento de Defensa aviones nuclear en gran parte debido a sus grandes ventajas de seguridad, incluso en las maniobras de aeronaves. En el diseño básico, un MSR genera calor a temperaturas más altas, de forma continua, y sin repostar paradas, lo que puede proporcionar aire caliente a una más eficiente ( Brayton Cycle) de la turbina. Un plazo MSR de esta manera es de aproximadamente 30% mejor en la eficiencia térmica que las plantas térmicas comunes, ya sea nuclear de combustible sólido comburente o tradicional.

En 2009, Estados Unidos congresista Joe Sestak intentó sin éxito obtener fondos para la investigación y el desarrollo de un destructor reactor a tama- utilizando combustible líquido a base de torio.

Reactores CANDU de Energía Atómica Canada Limited son capaces de usar el torio como combustible.

En la conferencia anual de 2011 de la Academia de Ciencias de China, se anunció que "China ha iniciado un proyecto de investigación y desarrollo en la tecnología de reactores de sales fundidas torio."

Proyectos que combinan de uranio y torio

Estación Generadora Fort St. Vrain, una demo HTGR en Colorado, EE.UU., que opera desde 1977 hasta 1992, el combustible de uranio enriquecido empleado que también contenía torio. Esto dio como resultado una alta eficiencia de combustible debido a que el torio se convirtió a uranio y luego quemado.

Historia

Torio de la Tierra se originó en el agonía de antiguas estrellas.

Morten Thrane Esmark encontró un mineral negro en Isla Løvøya, Noruega y dio una muestra de su padre Jens Esmark, señaló un mineralogista. El Esmark anciano no fue capaz de identificar y envió una muestra al químico sueco Jöns Jakob Berzelius para su examen en 1828. Berzelius determinó que contenía un nuevo elemento, que él nombró torio después de Thor , el dios nórdico del trueno. Publicó sus hallazgos en 1829. Berzelius reutilizar el nombre de un elemento de descubrimiento anterior de un mineral de la Falun que más tarde resultó ser un mineral de itrio. El metal no tenía usos prácticos hasta Carl Auer von Welsbach inventó el manto de gas en 1885.

El torio se observó primero en ser radiactivo en 1898, de forma independiente, por el físico polaco-francesa Marie Curie y químico alemán Gerhard Carl Schmidt. Entre 1900 y 1903, Ernest Rutherford y Frederick Soddy demostró cómo torio decayó a una tasa fija con el tiempo en una serie de otros elementos. Esta observación llevó a la identificación de la vida media como uno de los resultados de la experimentos con partículas alfa que llevaron a su teoría de la desintegración de radiactividad.

La proceso de la barra de cristal (o "proceso de yoduro") fue descubierto por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer en 1925 para producir alta pureza torio metálico.

El nombre ionio se le dio temprano en el estudio de los elementos radiactivos a la Th ²³⁰ isótopo producido en el cadena de desintegración de ²³⁸ T antes de que se dio cuenta de que ionio y torio eran químicamente idénticos. El símbolo Io se utilizó para esta supuesta elemento.

Torio-232 es una nucleido primordial, de haber existido en su forma actual para más de 4,5 millones de años, anteriores a la formación de la Tierra ; se forjó en los núcleos de las estrellas moribundas a través de la r-proceso y dispersos por toda la galaxia por supernovas . Su la desintegración radiactiva produce una cantidad significativa de la calor interno de la tierra .

Aparición

Parcial mapa de América del Norte de las concentraciones de torio de la Estados Unidos Servicio Geológico. Mapas de lunar y marciana torio también se han preparado.

Monacita, un mineral de fosfato de tierra y torio rara, es la fuente primaria de torio del mundo.

El torio se encuentra en pequeñas cantidades en la mayoría de las rocas y los suelos ; que es tres veces más abundante que el estaño en la corteza terrestre y es casi tan común como el plomo . El suelo contiene normalmente un promedio de alrededor de 6 partes por millón (ppm) de torio. El torio se produce en varios minerales , incluyendo thorite (ThSiO _4), torianita _(ThO2 + UO ₂₎ y monacita. Torianita es un mineral raro y puede contener hasta aproximadamente 12% de óxido de torio. Monacita contiene 2,5% de torio, allanite tiene 0,1 a 2% de torio y circón puede tener un máximo de 0,4% de torio. Minerales que contienen torio se producen en todos los continentes. El torio es varias veces más abundante en la corteza terrestre que todos isótopos de uranio y torio combinaron-232 es varios cientos de veces más abundante que el uranio-235.

²³² Th decae muy lentamente (su media vida es comparable a la edad del universo), pero otros torio isótopos se producen en las cadenas de desintegración torio y uranio. La mayoría de estos son de corta duración y por lo tanto mucho más radiactivo que el ²³² Th, aunque sobre una base de masas que son insignificantes.

Extracción de torio

Torio se ha extraído principalmente de monacita través de un proceso multi-etapa compleja. La arena monacita se disuelve en concentrado caliente de ácido sulfúrico (H ₂ SO _4). Torio se extrae como un residuo insoluble en una fase orgánica que contiene una amina. A continuación se separa o despojado usando un ion tal como nitrato, cloruro, hidróxido, o carbonato, devolviendo el torio a una fase acuosa. Por último, el torio se precipita y se recoge.

Hay varios métodos disponibles para la producción de torio de metal: se puede obtener mediante la reducción de óxido de torio con calcio, por electrólisis de cloruro de torio anhidro en una mezcla fundida de cloruros de sodio y potasio, de calcio por reducción de tetracloruro de torio mezclado con cloruro de zinc anhidro, y por reducción de tetracloruro de torio con un metal alcalino.

Las estimaciones de reservas

El conocimiento actual de la distribución de los recursos de torio es pobre debido a los esfuerzos de exploración relativamente de bajo perfil que se deriven de la demanda insignificante. Hay dos conjuntos de estimaciones que definen las reservas mundiales de torio, un juego por el US Geological Survey (USGS) y el otro con el apoyo de los informes de la OCDE y la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA). Bajo la estimación USGS, EE.UU. , Australia y la India tienen particularmente grandes reservas de torio.

Tanto el OIEA y la OCDE parecen concluir que la India puede poseer la mayor parte de los depósitos de torio del mundo. El Gobierno de la última estimación de la India, compartido en el Parlamento del país en agosto de 2011, pone la reserva recuperable en 846.477 toneladas.

India y Australia se cree que poseen alrededor de 300.000 toneladas cada uno; es decir, cada país que posee 25% de las reservas de torio del mundo. En los informes de la OCDE, sin embargo, las estimaciones de reservas razonablemente asegurados de Australia (RAR) de torio indican sólo 19.000 toneladas y 300.000 toneladas no según lo indicado por el USGS. Las dos fuentes varían ampliamente en países como Brasil, Turquía y Australia, sin embargo, ambos informes parecen mostrar cierta coherencia con respecto a las cifras de reservas de torio de la India, con 290.000 toneladas (USGS) y 319.000 toneladas (OCDE / OIEA).

Informe de 2005 del OIEA estima que las reservas razonablemente asegurados de la India de torio en 319.000 toneladas, pero menciona informes recientes de reservas de la India en 650.000 toneladas.

La estimación predominante de las reservas de torio económicamente disponibles proviene de los EE.UU. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries (1996-2010):

Nota: El informe de la OCDE / NEA observa que las estimaciones (que las cifras se basan en australianos) son subjetivos, debido a la variabilidad en la calidad de los datos, muchos de los cuales es viejo e incompleta. Agregando a la confusión son acciones subjetivas hechas por el gobierno de Australia (en 2009, a través de su departamento de Ciencias de la Tierra) que combinan las reservas razonablemente asegurados (RAR) estima con datos "inferidos" (es decir conjeturas subjetivas). Esta cifra combinada extraña de RAR y "adivinado" reservas rinde una figura, publicado por el gobierno australiano, de 489.000 toneladas, sin embargo, con los mismos criterios para Brasil o la India arrojaría cifras de reservas de entre 600.000 y 1,3 millones de toneladas para Brasil y entre 300.000 a 600.000 toneladas para la India. Independientemente de reclamaciones aisladas por el gobierno australiano, los informes de terceros y multilaterales más creíbles, los de la OCDE / OIEA y el USGS, reportan consistentemente altas reservas de torio para la India, mientras que no hacer lo mismo para Australia.

Otra estimación de las reservas razonablemente asegurados (RAR) y estima que las reservas adicionales (EAR) de torio proviene de la AEN / OCDE, Energía nuclear, "Tendencias en el ciclo del combustible nuclear", París, Francia (2001):

Las cifras de las reservas anteriores se refieren a la cantidad de torio en los depósitos de alta concentración inventariados hasta el momento y se prevé que estén extraíble a precios corrientes de mercado; Existen millones de veces más plena en la corteza 3 * 10 ¹⁹ toneladas de la Tierra, alrededor de 120 billones de toneladas de torio, y en menor pero existen grandes cantidades de torio en concentraciones intermedias. Las reservas probadas son "un mal indicador de la oferta total de un recurso mineral futuro."

La Lemhi Pass, a lo largo del Idaho- Frontera Montana, tiene uno de los mayores depósitos de torio de alta calidad conocidos del mundo. Torio Energy, Inc. tiene la los derechos mineros a aproximadamente 1360 acres (5,5 kilómetros cuadrados) de él y afirma que han demostrado reservas de óxido de torio de 600 mil toneladas y reservas probables de un adicional de 1,8 millones de toneladas dentro de su reclamación.

En caso de una ciclo de combustible de torio, Granito Conway con 56 (± 6) partes por millón torio podría proporcionar un importante recurso de bajo grado; un kilómetro 307 metros cuadrados (795 kilómetros cuadrados) "masa principal" en New Hampshire se estima que contiene más de tres millones de toneladas métricas por cada 100 pies (30 m) de profundidad ( es decir, 1 kg de torio en ocho metros cúbicos de roca), de los cuales dos tercios es "fácilmente lixiviable ". Incluso roca de granito común con la concentración de 13 PPM de torio (sólo dos veces el promedio de la corteza, junto con 4 ppm de uranio) contiene potencial de energía nuclear equivalente a 50 veces la masa de toda la roca en carbón, aunque no hay incentivo para recurrir a tales muy depósitos de baja ley, siempre y cuando tanto los depósitos de mayor grado permanecen disponibles y más barato de extraer. El torio se ha producido por encima de la demanda de la refinación del elementos de tierras raras.

Los peligros y las funciones biológicas

Torio metálico en polvo es pyrophoric ya menudo inflamarse espontáneamente en el aire. Torio natural decae muy lentamente en comparación con muchos otros materiales radiactivos, y el radiación alfa emitida no puede penetrar la piel humana poseer significado y gastos de pequeñas cantidades de torio, tales como una manto de gas, se considera segura. La exposición a un aerosol de torio, sin embargo, puede conducir a aumento del riesgo de cánceres de la pulmón, el páncreas y la sangre , como los pulmones y otros órganos internos puede ser penetrado por radiación alfa. La exposición a torio lleva internamente al aumento del riesgo de enfermedades del hígado. El torio es radiactivo y produce un gas radioactivo, radón -220, como uno de sus productos de desintegración. Productos de desintegración secundarios de torio incluyen radio y actinio . Debido a esto, hay preocupaciones sobre la seguridad de los mantos de torio. Algunos agencias de seguridad nuclear hacen recomendaciones sobre su uso. La producción de manguitos de ha dado lugar a algunas preocupaciones de seguridad durante fabricar.

El elemento no ha conocido papel biológico. Los seres humanos suelen consumir tres microgramos por día de torio. De esta cantidad, 99,98% no permanece en el cuerpo. Fuera de la torio que no permanece en el cuerpo, tres cuartas partes de la misma se acumula en las esqueleto. Un número de compuestos de torio son químicamente moderadamente tóxico. Las personas que trabajan con compuestos de torio están en un riesgo de dermatitis. La exposición al torio durante un largo tiempo puede causar cáncer . Puede tomar hasta treinta años después de la ingestión de torio para que los síntomas se manifiestan.