home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Info-Mac 3 / Info_Mac_1994-01.iso / Science / MacChemlab 2.1b / MacChemtab 2.1b2 / MacChemtab 2.1b2.rsrc / TEXT_217_thorium.txt < prev    next >
Text File  |  1993-09-26  |  5KB  |  2 lines

  1. From the CRC handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Cleveland,  55th ed., 1974-75 "The Elements" by C.R. Hammond. page B-33,34
  2. THORIUM (Thor, Scandinavian god of war), Th; at. wt. 232.0381; at. no.  90; m.p. 1750 C; b.p. ~4790 C; sp.gr. 11.72; valence +2(?),+3(?),+4.   Discovered by Berzelius in 1828.  Thorium occurs in thorite (ThSiO4) and in thorianite (ThO2 + UO2).  Large deposits of thorium minerals have been  reported in New England and elsewhere, but hese have not yet been exploited. Thorium is now thought to be about three times as abundant as uranium and about as abundant as lead or molybdenum.  The metal is a source of nuclear power. There is probably more energy available for use from thorium in the minerals of the earth's crust than from both uranium and fossil fues.  Any sizable demand for thorium as a nuclear fuel is still a decade or more in the future; however work is progressing with several thorium cycle converter-reactor systems. Several prototypes, including the HTGR (High-temperature gas-cooled reactor) and MSRE (Molten salt converter reactor experiment), have operated successfully. Thorium is recovered commercially from the mineral monazite, which contains from 3 to 9% ThO2 along with most rare-earth minerals.  Much of the internal heat of the earth has been attributed to thorium and uranium.  Several methods are available for producing thorium metal; it can be obtained by reducing thorium oxide with calcium; by electrolysis of anhydrous thorium chloride in a fused mixture of sodium and potassium chlorides; by calcium reduction of thorium thetrachloride mixed with anhydrous zinc chloride; and by reduction of thorium tetrachloride with alkali metal.  Thorium was originally assigned a position in Group IV of the periodic table. Because of its atomic weight, valence, etc., it is now considered to be the second member of the actinide series of elements.  When pure, thorium is a  silvery-white metal wihich is air-stable and retains its luster for several months.  When comtaminated with the oxide, thorium slowly tarnishes in air, becoming gray and finally black.  The physical properties of thorium are greatly influenced by the degree of contamination with the oxide.  The purest specimens often contain several tenths of a per cent of the oxide.  High purity thorium has been made.  Pure thorium is soft, very ductile, and can be cold-rolled, swaged, and drawn.  Thorium is dimorphic, changing at 1400 C from a cubic to a body-centered cubic structure.  Thorium oxide has a melting point of 3300 C, which is the highest of all oxides.  Only a few elements, such as tungsten, and a few compounds, such as tantalum carbide, have higher melting points.  Thorium is slowly attacked by water, but does not dissolve readily in most common acids, except hydrochloric.  Powdered thorium metal is often pyrophoric and should be carefully handled.  When heated in air,  thorium turnings ignite and burn brilliantly with a white light.  The princpal use of thorium has been in the preparation of the Welsbach mantle, used for portable gas lights.  These mantles, consisting of thorium oxide with  about 1% cerium oxide and other ingredients, glow with a a dazzling light when heated in a ggas flame.  Thorium is an important alloying element in magnesium, imparting high strength and creep resistance at elevated  temperatures.  Because thorium has a low work-function and high electron  emission, it is used to coat tungsten wire used in electronic equipment.   The oxide is also used to control the grain size of tungsten used for  electric lamps; it is also used for high-temperature laboratory crucibles.   Glasses containing thorium oxide have a high refractive index and low  dispersion.  Consequently, they find application in high quality lenses  for cameras and scientific instruments.  Thorium oxide has also found  use as a catalyst in the conversion of ammonia to nitric acid, in petroleum  cracking, and in producing sulfuric acid.  Tweleve isotopes of thorium are known with atomic masses ranging from 223 to 234.  All are unstable.   Th(232) occurs naturally and has a half-life of 1.41X10^10 yrs.  It is  an alpha emiter.  Th(232) goes through six alpha and four beta decay  steps before becoming the stable isotope Pb(208).  Th(232) is sufficiently  radioactive to expose a photographic plate in a few hours.  Thorium  disintegrates with the production of thoron (radon(220)), which is an  alpha emitter and presents a radiation hazard.  Good ventilation of  areas where thorium is stored or handled is therefore recommended.   Thorium and its compounds are subject to licensing and control by the  U.S. Atomic Energy Commission.  Thorium metal in pellet or powder form costs about 25 cents/gm. or $15/lb.