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'''釷'''{{按|'''Thorium'''}},舊譯作'''釖'''、'''鋀'''，[[金屬]][[化學元素|元素]]也。；[[原子序]]九十，[[化學符號|符號]]為'''Th'''，屬[[錒系元素]]，具[[放射性]]。
其拉丁文名称來自北欧神话的雷神索尔（Thor）。
釷-232会通过吸收慢[[中子]]而变成可作核燃料之用的[[鈾]]-233。釷、鈾两种元素是核能发电厂最重要的燃料。
[[檔案:Decay_Chain_Thorium.svg|右|縮圖|463x463像素| 钍釷-232的4''n''衰变链, 俗称“ 钍釷系”。]] ▼纯 钍是釷色银白 色的[[金屬|金属]]， 在室温下在它常溫性稳 定，可 以数月保 持其金属光泽 数月。 它逐而後渐 氧化为灰色暗， 最后为終至黑色 ，蓋緩慢合氧，化二氧化釷故。 钍釷的物理特性与它含多少氧化物有关。一般纯的 钍釷含有百分之零点几的二氧化 钍釷。但是也可以制造极纯的 钍釷。纯 钍釷柔软，延展性能很好，可以冷压滚和拉长。 钍釷多态，有两个不同的晶态。在摄氏1400度以上它是面心立方的，在这个温度以下它是体心立方的。水对 钍釷的腐蚀作用很慢。在大多数以及在浓盐酸和它的溶解速度也很慢。在发烟硝酸和王水中它溶解迅速。粉状或者屑状的 钍釷在加温下很容易自燃。其火焰是白色、明亮的。 ▼
其[[拉丁語|拉丁]]名從北欧之雷神索尔{{按|Thor}}。公元一八二八年，[[瑞典]]化学家永斯·贝采利乌斯
== 歷史 ==
1828年，[[瑞典]]化学家永斯·贝采利乌斯在来自一个[[挪威]]岛屿的<span class="ilh-page">釷石</span>{{link-en|釷石|Thorite}}矿中发现了新一种元素，此后以北歐神話的雷神索尔命名。1898年，[[瑪麗居禮|玛丽亚·居里]]和<span class="ilh-page">格哈特·施密特</span>{{link-en|格哈特·施密特|Gerhard Carl Schmidt}}分别并同时发现了钍釷的放射性。发现90年后，化学家才首次得以分离纯的钍釷。
== 來源 ==
[[檔案:MonaziteUSGOV.jpg|左|縮圖|獨居石砂]]
钍釷化物往往可以在'''獨居石'''的找到（{{Lang|la|(Ce,La,Nd,Th)[PO<sub>4</sub>]}}，包含4-12%的二氧化钍釷，{{Lang|la|ThO<sub>2</sub>}}），其它矿物包括与鋯石同晶型的'''方釷石'''（{{Lang|la|(Th,U)O<sub>2</sub>}}）和釷石（{{Lang|la|ThSiO<sub>4</sub>}}）。榍石和锆石也含少量钍釷。
在地壳里平均每千克物质含7至13毫克钍釷，也就是说钍釷是铀的含量的两至三倍。由于钍釷亲土，因此在所有硅酸盐中均含少量钍釷。
[[澳大利亞|澳大利亚]]、[[挪威]]、[[斯里蘭卡|斯里兰卡]]、[[加拿大]]、[[美國|美国]]、[[印度]]、拉普兰和[[巴西]]开采钍釷。[[土耳其]]有约80亿吨未开采的矿藏。全世界年开采二氧化钍釷量估计为100万吨。人的骨骼中每千克骨骼质约含0.002至0.012毫克钍釷。每天通过食物和饮水一个人约进食0.05至3微克钍釷。<ref name="Emsley">Emsley J. ''The Elements'', '''1992''', Clarendon Press Oxford</ref>
=== 分布 ===
由于目前对于钍釷的需求不大，对于矿藏分布地區的勘探很少，因此钍釷资源的分布不是很清楚。<ref>{{引網|url=http://www.iaea.org/inis/aws/fnss/fulltext/0412_1.pdf|title=An Overview of World Thorium Resources, Incentives for Further Exploration and Forecast for Thorium Requirements in the Near Future|author=K.M.V. Jayaram}}</ref>一般认为澳大利亚和印度有尤其多的钍釷矿。
* 以下数据是美国地质调查局1997年至2006年调查报告中的数据：<ref>{{引網|url=http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/thorium/index.html#mcs|title=U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries - Thorium}}</ref><ref>{{引網|url=http://www.world-nuclear.org/info/inf62.htm|title=Information and Issue Briefs - Thorium}}</ref>
{| class="" border="0"
! 国家
! 钍釷储藏（吨）
! 钍釷储藏基础（吨）
|-
|澳大利亚
|}
这两组数据中对巴西、土耳其和澳大利亚的估计的差距比较大。
== 特征 ==
▲[[檔案:Decay_Chain_Thorium.svg|右|縮圖|463x463像素|钍-232的4''n''衰变链, 俗称“钍系”。]]
▲纯钍是银白色的[[金屬|金属]]，在室温下在它稳定，可以数月保持其金属光泽。它逐渐氧化为灰色，最后为黑色。钍的物理特性与它含多少氧化物有关。一般纯的钍含有百分之零点几的二氧化钍。但是也可以制造极纯的钍。纯钍柔软，延展性能很好，可以冷压滚和拉长。钍多态，有两个不同的晶态。在摄氏1400度以上它是面心立方的，在这个温度以下它是体心立方的。水对钍的腐蚀作用很慢。在大多数以及在浓盐酸和它的溶解速度也很慢。在发烟硝酸和王水中它溶解迅速。粉状或者屑状的钍在加温下很容易自燃。其火焰是白色、明亮的。
== 提取 ==
钍釷是从氧化钍釷中提取出来的。在[[氬|氩]]空气中或者在真空中氧化钍釷被[[鈣|钙]]在高温下还原。由于钍釷会与[[氫|氢]]组成化合物因此无法使用氢来还原。还原后使用氟化氢冲洗，然后钍釷被过滤出来。
== 同位素和裂变序列 ==
在自然界中钍釷只有一种同位素{{Lang|la|<sup>232</sup>Th}}，它是所有同位素中半衰期最长的。人们以为以下这个衰变系列是从钍釷{{Lang|la|<sup>232</sup>Th}}开始的，因此它也被称为钍釷衰变系列：
* [[鐳|镭]]{{Lang|la|Ra-228}}（半衰期5.75年）
* [[錒|锕]]{{Lang|la|Ac-228}}（6.15小时）
* 钍釷{{Lang|la|Th-228}}（1.9116年）
* 镭{{Lang|la|Ra-224}}（3.66日）
* [[氡]]{{Lang|la|Rn-220}}（55.6秒）
== 应用 ==
钍釷的[[氧化物]]被用来制作白炽罩。这样的白炽罩是将布料浸在99%的硝酸钍釷和1%的硝酸铈溶液中然后点燃制成的。在炙热中硝酸钍釷分裂为氧化钍釷和氧化氮。由于钍釷的放射性现在已经不再使用钍釷来做白炽罩了。
=== 原子工业 ===
在球床反應堆如{{Lang|en|[[THTR-300]]}}中钍釷可以用来制作铀同位素{{Lang|la|<sup>233</sup>U}}：通过中子射击钍釷{{Lang|la|<sup>232</sup>Th}}可以变成{{Lang|la|<sup>233</sup>Th}}，后者通过镤{{Lang|la|<sup>233</sup>Pa}}衰变为铀{{Lang|la|<sup>233</sup>U}}。铀的这个同位素可以裂变，当作核电站的燃料使用。由于钍釷比铀常见得多，因此假如未来铀矿逐渐消耗的话钍釷可能成为重要的能源来源。今天要经济地使用这个工艺还需要解决许多技术和安全问题。
<math>\mathrm{{}^{232}Th\ + n \longrightarrow {}^{233}Th \stackrel{\beta^- 22,3 min} \longrightarrow\ {}^{233}Pa \stackrel{\beta^- 26,967 d} \longrightarrow\ {}^{233}U}</math>
的时间数据是半衰期
比起铀{{Lang|la|<sup>235</sup>U}}和[[鈽|钚]]{{Lang|la|<sup>239</sup>Pu}}钍釷有一个重要的优点：它每吸收一个中子的产量高。它的生产效率比目前使用的{{Lang|la|<sup>238</sup>U}}和{{Lang|la|<sup>239</sup>Pu}}還要高。
这个技术价格高的原因之一是因为产生的{{Lang|la|<sup>233</sup>U}}中掺有半衰期很短的{{Lang|la|<sup>232</sup>U}}，使得它的放射性非常高。此外在回收钍釷的时候也有类似的毛病，因为其中掺有放射性高的{{Lang|la|<sup>228</sup>Th}}。除此之外生产{{Lang|la|<sup>233</sup>U}}有导致核武器扩散的危险。
1960美国橡树岭国家实验室是最早试验钍釷循环的实验室之一。他们制造了一座熔盐反应堆来试验这个技术的可行性。由于缺少经费这个项目于1976年停止。
印度拥有大量的钍釷矿，因此计划在未来完全仅依靠钍釷作为其核燃料，将铀完全排挤掉。这个雄心勃勃的计划包括快中子和热中子增殖反应堆。
2007年挪威考虑是否将精力集中在钍釷循环上。
=== 钍釷造影剂 ===
从1931年至1940年代末一种稳定的、胶质的二氧化钍釷混悬剂在血管攝影被作为放射性对比剂使用。但是这个用剂会聚集在微血管中，导致局部放射性过高和癌症。胆癌明显与钍釷造影剂有关，钍釷造影剂还能引发一般非常少见的恶性肝脏癌症肝血管肉瘤。此外还有钍釷造影剂导致鼻腔癌的纪录。一般病发发生在使用30至35年后。今天人们使用硫酸钡和改善的、有香味的碘化合物取代钍釷造影剂。
=== 其它应用 ===
为了改善钨惰性气体焊接电极产生火花的性能其电极掺入1至4%的氧化钍釷。为了降低电子功函数放电灯的钨丝掺有1-3%的二氧化钍釷。在造灯业中氧化钍釷还以薄膜或者薄片的形式作为收气剂。由于二氧化钍釷的折射率比较高，因此在高质量的光学透镜中也掺有钍釷。
== 安全 ==
钍釷的化学毒性估计非常小。它的危险性主要来自其放射性。钍釷毒性小的原因在于纯钍釷及其最常见的氧化物的水溶性非常小，在一升水中只能溶0.0001微克的纯钍釷。只有在酸性非常高、[[酸鹼度|pH值]]低于4的溶液中它的可溶性才提高。此外草酸也可以提高钍釷的水溶性。
=== 放射性 ===
钍釷同位素{{Lang|la|<sup>232</sup>Th}}的半衰期为140.5亿年，它的放射性比铀238还要低。原因是因为由于它的半衰期高，因此它每秒钟衰变的次数少，此外它衰变产物中半衰期比较低的也比较少。钍釷放射α粒子，因此它被吸入或者食入的话危险比较高。尤其粉状的金属和氧化物能够进入肺，非常危险，会致癌。此外在放置钍釷和它的化合物的时候要注意它的衰变产物亦可能有放射性，如<sup>208</sup>Tl可以放射出260万电子伏特的伽马射线。
== 化合物 ==
按照其在[[元素週期表|元素周期表]]中的位置钍釷在它的化合物中一般以正四价出现，正三价和正二价比较少见。而其盐的溶液中，'''只'''存在正四价的钍釷离子。一个特殊点是[[錒系元素|锕系元素]]没有固定整比的碳化合物。
二氧化钍釷（{{Lang|la|ThO<sub>2</sub>}}）是所有金属氧化物中熔点最高的，达3300摄氏度。只有少数金属如[[鎢|钨]]和少数化合物如碳化钽的熔点比它高。
硝酸钍釷（{{Lang|la|Th(NO<sub>3</sub>)<sub>4</sub>}}）是一种无色的、容易在水和酒精中溶解的化合物。硝酸钍釷是制造二氧化钍釷和金属钍釷过程中的一个重要环节，在制造白炽罩的过程中也有应用。
氮化钍釷（{{Lang|la|Th<sub>3</sub>N<sub>4</sub>}}）由炽热的钍釷与空气中的[[氮]]反应而成，有青铜光泽。在空气中它与水汽反应在数小时内分解。
碳化钍釷（{{Lang|la|ThC<sub>2</sub>}}）是黄色的晶体，其熔点为2655摄氏度。碳化钍釷在约9K时超导。碳化铀和碳化钍釷的混合物在高温反应堆中作为燃料。这种燃料是将钍釷和铀的氧化物与碳混合加温到1600至2000摄氏度制成的。
== 参考 ==
* [http://www.periodicvideos.com/videos/090.htm Thorium] at ''The Periodic Table of Videos'' (University of Nottingham)
* [http://pubs.usgs.gov/circ/1336/ Thorium Deposits of the United States—Energy Resources for the Future?] (USGS, 2009)
* [http://d.jixue.cn/jixue/2005/table/Thorium.htm 钍釷]
[[分類:化學元素]]
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