توریم(2)

نقش بیولوژیکی

این عنصر هیچگونه نقش بیولوژیکی شناخته شده ای ندارد.

پیدایش

توریم در بیشتر سنگ ها و خاک ها در مقادیر بسیار کم وجود دارد و فراوانی آن سه برابر اورانیوم بوده و تقریباً به اندازه سرب متداول است. معمولاً خاک محتوی تقریباً ppm6 توریم است. این عنصر در کانی های زیادی وجود دارد که رایج ترین آن ها ماده معدنی فسفات توریم خاکی و کمیاب ( مونازیت ) است که حاوی تقریباً بیش از 12% اکسید توریم می باشد.

اندوخته های زیادی از این عنصر در چندین کشور وجود دارد. توریم 232 بسیار آهسته فروپاش می شود ( نیمه عمر آن تقریباً سه برابر عمر زمین است) ولی سایر ایزوتوپ های آن در زنجیره فرسایش خود و اورانیم وجود دارند. بیشتر این ایزوتوپ ها کم عمر هستند و لذا خیلی بیشتر از Th-232 رادیواکتیو می باشند اگرچه در مقیاس های زیاد کم اهمیت هستند.

توریم به عنوان یک سوخت اتمی

از توریم و اورانیم می توان به عنوان سوخت در رآکتور اتمی استفاده کرد. اگرچه خود توریم 232 شکافش پذیر نیست، برای تولید اورانیم 233 شکاف پذیر، نوترون های کم سرعت را جذب می کند. بنابراین مانند اورانیم 238 بارورکننده می باشد.

از یک جنبه مهم اورانیم 233 از اورانیم 235 و پلوتونیم 239 بهتر است و علت آن قدرت جذب بیشتر نوترون می باشد. بنابراین می توان با مواد شکاف پذیر دیگر ( اورانیم 235 یا پلوتونیم 239) یک چرخه زایا مشابه اورانیم 238 و پلوتونیم ( در رآکتورهای نوترون کم سرعت) اما بسیار کارآمدتر ایجاد نمود.

توریم 233 برای تبدیل به توریم 233 یک نوترون جذب می کند که معمولاً توریم 233 به صورت پروتاکتینیم 233 و بعد اورانیم 233 فروپاش می شود. سپس این سوخت ساطع شده می تواند از رآکتور تخلیه شود، اورانیم 233 از توریم جدا شده و به صورت بخشی از یک چرخه سوخت بسته وارد رآکتور دیگری می شود.

مشکلی که درمورد هزینه گران تولید سوخت وجود دارد تا حدی به علت رادیواکتیویته اورانیوم 233 است که همیشه به مقادیر کمی اورانیوم 232 آلوده است؛ مشکل مشابهی که در بازیافت توریم وجود دارد به سبب خاصیت رادیواکتیو زیاد توریم 228، خطر تکثیر اورانیم 233 بعضی سلاح ها و مشکلات فنی (هنوز هم به طور موثر حل نشده اند) در بازآفرینی می باشد. قبل از تبدیل چرخه سوخت توریم به صورت تجاری، تلاش های زیادی باید انجام پذیرند و ظاهراً انجام این تلاش ها تا زمانی که اورانیوم فراوان وجود دارد بعید به نظر می رسند.

با این وجود چرخه سوخت توریم، با توانایی خود برای تولید سوخت غنی شده بدون نیاز به رآکتورهای نوترون پر سرعت، پتانسیل دراز مدت قابل توجهی را در اختیار دارد. توریم به طرز چشمگیری فراوان تر از اورانیم است و این عامل بسیار مهمی در حفظ انرژی هسته ای به حساب می آید.

هند منابع عظیمی از توریم را در اختیار دارد و لذا با پایان دادن به اورانیوم به عنوان ماده ای ورودی، برنامه های اتمی خود را برای استفاده صرفاً توریم طراحی کرده است. این طرح دشوار مستلزم هر دو رآکتورهای بارور حرارتی و سرعتی می باشد.

ایزوتوپ ها

توریم به طور طبیعی دارای یک ایزوتوپ پایدارTh-232 و 25 رادیوایزوتوپ می باشد که فراوان ترین یا پایدارترین آن ها توریم 232 با نیمه عمر 05/14 میلیارد سال، توریم 230 با نیمه عمر 75380 سال، توریم 229 با نیمه عمر 7340 سال و توریم 228 با نیمه عمر 92/1 سال هستند.

مابقی ایزوتوپ های آن دارای نیمه عمری کمتر از 30 روز هستند که اکثر آن ها نیمه عمرشان کمتر از 10 دقیقه است. همچنین توریم دارای 1 حالت متا است. ایزوتوپ های توریم از نظر وزن اتمی بین amu 212 (توریم 212) و amu236(توریم 236) قرار دارند.

هشدارها

فلز توریم پودر شده اغلب آتش زا می باشد و باید با احتیاط با آن کار شود. توریم با تولید نهایی تورون که ایزوتوپی از رادون می باشد ( Ra-220) فروپاشیده می شود. گاز رادون خطر تابش دارد لذا تهویه مناسب مکانی که در آن توریم نگهداری یا با آن کار می شود ضروری است.

تماس با توریم درهوا خطر ابتلا به سرطان های ریه، پانکراس و خون را افزایش می دهد. تماس درونی با این عنصر خطر ابتلا به بیماری های کبدی را در پی دارد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - منبع: پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور

تنظیم: مریم فروزان کیا