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Thorium ( Th )

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Allgemeine Beschreibung  

Thorium wurde 1829 in Stockholm von J.J. Berzelius entdeckt.

Thorium ist ein dunkelgraues, radioaktives Metall, das hauptsächlich in dem Erz Monazit, einem komplexen Phosphat aus Thorium, Uran, Cer und Lanthaniden, vorkommt. Das Metall ist weich, verformbar und wird durch Ausfällung als Hydroxid zusammen mit Cer und Uran gewonnen. Durch eine weitere Extraktion mit Tributylphosphat wird schließlich die Trennung erreicht. Das Metall wird durch Calcium-Reduktion des Oxids oder des Fluorids hergestellt. Reinthorium kann durch das Zersetzen von ThI4 auf einem heißen Glühfaden (Van-Arkel-Verfahren) gewonnen werden.

Thorium wird als ein alternativer Kernbrennstoff zu Uran verwendet, da es sich leicht im Reaktor in Uran umwandelt. Thorium ist eine äußerst effiziente Energiequelle: Die Thorium-Vorräte auf der Erde enthalten mehr Energie als alle anderen fossilen Brennstoffe zusammen.

   

Atomische Eigenschaften

Atomgewicht ( amu ) 232,0381
Atomradius - Goldschmidt ( nm ) 0,180
Elektronenstruktur Rn 6d2 7s2
Ionisationspotential Nr. eV
1 6.95
2 11.5
3 20.0
4 28.8
Kristallstruktur kubisch flächenzentriert
Natürliche Isotopenverteilung Massenzahl %
232 100
Ordnungszahl 90
Photoelektrische Austrittsarbeit ( eV ) 3,5
Thermischer Neutronenabsorptionsquerschnitt ( Barns ) 7,4
angegebene Valenzen 2, 3, 4

Elektrische Eigenschaften

Elektrischer Widerstand bei 20C ( µOhmcm ) 14,0
Temperaturkoeffizient bei 0-100C ( K-1 ) 0,0040
Supraleitfähigkeit kritische Temperatur ( K ) 1,38
Therm. EMK gegenüber Pt (kalt 0C warm 100C) ( mV ) -0,13

Mechanische Eigenschaften

Materialzustand weich hart polykristallin
E-modul im Zugversuch ( GPa )     78,3
Härte - Vickers 38 70
Kerbschlagzähigkeit nach Izod ( J m-1 ) 41 6
Kompressionsmodul ( GPa )     54
Poissonsche Konstante     0,26
Streckgrenze ( MPa ) 48 295
Zugfestigkeit ( MPa ) 115 305

Physikalische Eigenschaften

Dichte bei 20C ( g cm-3 ) 11,72
Schmelzpunkt ( C ) 1750
Siedepunkt ( C ) 4790

Thermische Eigenschaften

Latente Schmelzwärme ( J g-1 ) 82,8
Latente Verdampfungswärme ( J g-1 ) 2202
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient bei 0-100C ( x10-6 K-1 ) 11,2
Spezifische Wärme bei 25C ( J K-1 kg-1 ) 113
Wärmeleitfähigkeit bei 0-100C ( W m-1 K-1 ) 54

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