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90 |
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Dichte (g/cm3): |
11,724 |
3 |
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232,0381 |
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Atomradius (berechnet) in pm: |
180 (k.A.) |
4 |
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1,3 |
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[Rn]6d27s2 |
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1755°C (2028 K) |
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4788°C (5061 K) |
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natürl. Häufigkeit: |
0,001 - 0,002 % |
Thorium ist ein radioaktives Element aus der Actinoidenreihe. Zahlreiche Isotope von 212Th bis 236Th mit Halbwertszeiten zwischen 0,11 Sekunden und 1,4*1010 Jahren sind bekannt. Eine natürliche Zerfallsreihe, die bei 232Th beginnt und bei 208Pb endet, ermöglicht aus den Isotopenverhältnis 232Th/208Pb eine Methode der geologischen Altersbestimmung. In Übereinstimmung mit seiner Stellung im Periodensystem ist Thorium in seinen Verbindungen im allgemeinen 4-wertig, die Oxidationsstufen +3 und +2 treten seltener auf.
Reines Thorium ist ein graues Pulver oder im kompakten Zustand ein Platin-artig glänzendes, ziemlich weiches und dehnbares Metall. Thorium wird von verdünnten Säuren und Alkalihydroxiden nur langsam angegriffen, rasch dagegen von rauchender Salzsäure und Königswasser. Im Sauerstoff-Strom verbrennt metallisches Thorium zu ThO2. Mit Stickstoff bildet es bei höherer Temperatur ein Nitrid (Th3N4). Thoriumpulver ist pyrophor. Thoriumbrände werden mit trockenem Sand oder in geschlossenen Behältern mit Hilfe von Argon gelöscht.
Die akute Toxizität von Thorium-Verbindungen ist relativ gering.
Der Anteil des Thoriums (fast ausschließlich 232Th) an der obersten Erdkruste wird auf 0,001 - 0,002 % geschätzt. Thorium steht damit hinsichtlich der natürlichen Häufigkeit in der Nähe von Bor, Molybdän und Cäsium. Thorium ist nur an wenigen Stellen der Erde in größeren Mengen angereichert. Es tritt hauptsächlich in den Mineralien Monazit, Thorit, Thorianit und Orangit zumeist in Gesellschaft von Seltenerdmetallen oder Uran und von 208Pb, dem Endprodukt seiner Zerfallskette, begleitet auf. Ein sehr ungewöhnliches Mineralgemisch ist der Thucholith. Der wichtigste Rohstoff für die Thoriumgewinnung ist Monazitsand. Er enthält 4 - 12 % Thorium. Monazitsand kommt besonders in Südindien vor, ferner in den USA, Kanada, Brasilien, Südafrika, Australien und Malaysia. Im Bayerischen Wald wurde 1960 ein größeres Thoriumvorkommen entdeckt. Beim Abbau von Thorium-Erzen ist an die Gefährdung durch Radon zu denken. Bei der Gewinnung von Seltenerdmetallen und Uran fällt z.Zt. noch mehr Thorium an, als verbraucht wird.
Thorium gewinnt man durch Aufschluss von Monazitsand mit konz. Schwefelsäure oder Natronlauge und anschließender Extraktion mit organischen Lösungsmitteln. Thoriumhaltige Kernbrennstoffe werden in HNO3 gelöst und anschließend ebenfalls extrahiert. Extraktionsprodukte wie Th(NO3)4 werden durch Reduktion des daraus gewonnenen Oxids mit Calzium, KThF5 durch Schmelzflusselektrolyse aus NaCl und KCl in das Element überführt. Reinstes Thorium erhält man durch Zersetzung von Thoriumiodid an heißen Glühdrähten.
Thorium dient in Form seines Oxids und Dicarbids in Mischung mit denen des Urans als Brutstoff in Hochtemperatur-Reaktoren. Thorium wird in Gasglühkörpern verwendet. Zusammen mit Berylliumtargets dient Thorium als Neutronenquelle. Pt-Th-Legierungen stellen gute Katalysatoren für die Ammoniak-Verbrennung dar. Die Verwendung von Thorium-Zusätzen zur Verbesserung der optischen Eigenschaften von Gläsern ist wegen der das Auge erreichenden radioaktiven Strahlung nicht ohne Risiko. Die Verwendung in selbstleuchtenden Leuchtstoffen ist aufgegeben worden.
Thorium wurde in Form seines Oxids von Berzelius 1829 in einem norwegischen Mineral entdeckt und nach dem germanischen Donnergott Thor benannt. Die Radioaktivität von Thorium entdeckte Marie Curie 1898.
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Na26(Ce,Nd,La,Pr,Th,Sm)6[O|SO2|(CO3)6|(PO4)6|Si6O18] |
3 |
R3 |
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'Absit' |
Ti7U2ThO20·5H2O |
||||
(Ce,Ca,Fe,Th)(Ti,Nb)2(O,OH)6 |
mmm |
Pbnm |
|||
(Nd,Ce,Ca,Th)(Ti,Nb)2(O,OH)6 |
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(Y,Ca,Fe,Th)(Ti,Nb)2(O,OH)6 |
mmm |
Pbnm |
|||
ThAl(UO2)7(PO4)4(OH)5·15H2O |
1 |
P1 |
|||
(U,Th)(Ca,Na)2(K1-x[]x)Si8O20·H2O |
4/mmm |
P4/mcc |
|||
(Ca,Th,Ce)(PO4)·H2O |
622 |
P6222 |
|||
(Ce4+,Th)O2 |
m3m |
Fm3m |
|||
(Ce,SE)Th[PO4][SiO4] |
|||||
CaTh(PO4)2 |
2/m |
P21/n |
|||
(Ca,Ce,Th,U)[(P,Si)O4] |
2/m |
P21/n |
|||
(Ce,La,Ca,Na,Th)4(Fe2+,Mg)2(Ti,Fe3+)Si4O22 |
2/m |
C2/m |
|||
Ca4(Th,Ca,Ce,Nd)2(Al,Fe3+)[Be1-2[(O,OH,F)2|B4Si4O22] |
2/m |
P2/a |
|||
Th0.5(UO2)2Si5O13·3H2O |
mmm |
Cmmb |
|||
(Ca,Fe,Th)(REE,Ca)(Al,Cr,Ti)2(Mg,Fe,Al)Si3O12(OH,F) mit La > Ce |
2/m |
P2/m |
|||
ThCa2Si8O20 |
422 |
I422 |
|||
'Enalit' |
(Th,U)O2.nSiO2 |
teragonal |
|||
(Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6 |
mmm |
Pbcn |
|||
(Th,Pb)1-xAl3(PO4,SiO4)2(OH)6 |
3m |
R3m |
|||
(Th,Pb,Ca)PO4·H2O |
622 |
P6222 |
|||
Ca4(Ce,Th,La,Nd,)2(Al,Fe3+,Ti4+)[(Be,Li)<1(O,OH,F)2|B4Si4O22] |
2/m |
P2/a |
|||
ThSiO4 |
2/m |
P21/n |
|||
K(La,Ce,Th)2(Ca,Na)4(Si,Al)16O40 |
4/mmm |
P4/mcc |
|||
(Ce,La,Th)(Ti,Nb)(Al,Fe3+)(Si,P)2O7(OH)4·3H2O |
amor. |
||||
'Kivuit' |
(Th,Ca,Pb)H2(UO2)4(PO4)2(OH)8·7(H2O) |
||||
Ba2(La,Ce,Th)[F|(CO3)3] |
2/m |
P21/m |
|||
(Ce,La,Nd,Th)PO4 |
2/m |
P21/n |
|||
(Sm,Gd,Ce,Th)[PO4] |
2/m |
P21/n |
|||
(Ce,Ca,Th)(Nb,Ti)2(O,OH)6 |
mmm |
Pbnm |
|||
[(Y,Ln),Ca,Th,Fe](Nb,Ti,Ta)2(O,OH)6 |
mmm |
Pbnm |
|||
(Ce,Ca,La,Nd,Th)4(Fe2+,Mg)2(Ti,Al,Zr,Fe3+)2Ti2(Si2O7)2O8 |
2/m |
P21/a |
|||
Ca8((Ce,Th,La,Nd)2(Al0.5Fe3+0.5)([],Li,Be)2Si6B8O36(OH,F)2 |
2/m |
P2/a |
|||
(Y,Ca,Ce,U,Th)(Ti,Nb,Ta)2O6 |
mmm |
Pbcn |
|||
(Ca,Fe,Y,Th)(Nb,Ti,Ta,Zr)O4 |
|||||
Ca(Y,Th)Al5(SiO4)2(PO4,SO4)2(OH)7·6H2O |
422, 422 |
P4212, P42212 |
|||
Th(Ca,Na)2K1-xSi8O20 |
4/mmm |
P4/mcc |
|||
Na14Ce6Mn2+Mn3+Fe22+(Zr,Th)(Si6O18)2(PO4)7·3H2O |
3m |
R3m |
|||
Th(Ca,Ce)(CO3)2F2·3H2O |
6m2 |
P62c |
|||
ThO2 |
m3m |
Fm3m |
|||
(Th,U)SiO4 |
4/mmm |
I41/amd |
|||
Na12Th3[Si8O19]4 ·18H2O |
3m |
R3c |
|||
Th(SiO4)1-x(OH)4x |
4/mmm |
I41/amd |
|||
(Ca,Th,Mn)3Si4O11F·6H2O |
amor. |
||||
(Th,U,Ca)Ti2(O,OH)6 |
2/m |
C2/m |
|||
(Ce,La,Y,Th)5(Si,B)3(O,OH,F)13 |
6/m |
P63/m |
|||
BaNa6Th(CO3)6·6H2O |
3 |
R3 |
|||
Th(Ca,Na)2(K,)Si8O20•nH2O |
4/mmm |
P4/mcc |
|||
Na3Sr4ThSi8(O,OH)24 |
amor. |
||||
Na0.5(Ce,Ca,Th)15Fe3+[F9|(As3+O3)0,5|As5+O4|BO3|Si3B3O18|SiO4)3] |
3m |
R3m |
|||
(Y,Th)2Si2O7 |
|||||
(Y,Th,Ca,U)(Ti,Fe3+)2(O,OH)6 |
|||||
(Ca,Th,Ce)Zr(Ti,Nb)2O7 |
|||||
