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钍
Th 90

Thorium

钍是一种化学元素,符号为 Th,原子序数为 90。它是银白色的致密金属,地壳中丰度是铀的两倍。钍-232 可通过吸收中子转化为可裂变的 U-233,构成钍-铀核燃料循环——燃料利用率高、核废料半衰期短。中国和印度正在推进钍基熔盐反应堆研发。

锕系 USGS 2025 银色带黑色氧化膜
原子序数 90Z
原子量 232.038u
价电子数 2
电子排布 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 6d2
密度
11.72g/cm³
熔点
1750°C
地壳丰度
9.6ppm
年产量
5000tonnes Th
回收利用率

为什么用它

钍比铀更丰富、转换燃料具固有安全性(钍基熔盐堆),被视为下一代核燃料的候选;金属钍曾用于煤气灯罩,其合金还用于提高高温强度。

应用

核燃料候选合金气体灯罩

应用详解单质与化合物用途

元素的主要用途

钍是一种天然放射性金属,主要伴生于独居石矿中,化学性质与铀相近,长期被视作未来钍基核燃料的候选资源。在核领域,钍-232俘获中子后可转化为易裂变的铀-233,构成钍基燃料循环,与传统铀基反应堆相比具有废料毒性较低、燃料资源更丰富的潜在优势,多个国家均有研究堆与实验项目在探索这一路线。在工业应用上,二氧化钍曾经是白炽灯罩(气灯罩)的核心材料,罩子上的钍在高温下发出明亮的白光,这是二十世纪初钍最大宗的用途,如今已被稀土氧化物和 LED 等替代品取代。在焊接领域,含钍约2%的钨极(钍钨电极)长期用作钨极氩弧焊(TIG)的不熔化电极,因为钍能改善电子发射、提高电弧稳定性,尽管出于放射性考虑正逐渐被铈钨、镧钨等无钍电极替代。此外,少量钍还曾用于耐高温坩埚和特种光学玻璃的添加剂。

常见化合物及其用途

二氧化钍(ThO2)熔点极高、高温化学稳定,曾用于制造煤气灯罩和耐火坩埚,也是钍基燃料循环中燃料芯块的主要形式。硝酸钍(Th(NO3)4)是历史上制备气灯罩时的关键化合物——把织物浸入硝酸钍溶液后灼烧,便留下含钍和稀土氧化物的发光涂层,现代仅在核燃料前处理中少量使用。四氟化钍(ThF4)是钍燃料后处理和熔盐堆研究中的重要中间产物,用于从矿石中提纯钍以及制备金属钍,目前仅在实验室和示范堆中以小批量形式存在。

元素小史

1828 年 Berzelius 发现

相关元素

Ac · Pa · U · Np · Pu · Am · Cm · Bk ·

常见问题长尾问答 · 数据驱动

钍的熔点是多少?
1750 °C
钍的沸点是多少?
4788 °C
钍的密度是多少?
11.72 g/cm³
钍的原子序数和元素分类是什么?
90 · 锕系
钍主要从哪种矿石中提取?
独居石,钍石
钍的全球储量是多少?
6400000 tonnes Th
钍的年产量是多少?
5000 tonnes Th
钍主要用在哪些领域?
钍比铀更丰富、转换燃料具固有安全性(钍基熔盐堆),被视为下一代核燃料的候选;金属钍曾用于煤气灯罩,其合金还用于提高高温强度。
钍是谁在什么时候发现的?
Jöns Jakob Berzelius · 1828