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钍
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钍
钍（tu），外文名 Thorium 元素符号 Th 原子量 232.038 CAS号 7440-29-1钍是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，化学性质较活泼。钍经过中子轰击，可得铀-233，因此它是潜在的核燃料。钍广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料。
1815年，贝齐里乌斯从事分析瑞典法龙（Fahlum）地方出产的一种矿石，发现一种新金属氧化物和锆的氧化物很相似。他用古代北欧雷神Thor命名这一新金属为throine（钍），给出它的拉丁名称 thorium和元素符号Th。由于贝齐里乌斯是当时化学界的权威，所以化学家们都承认了它。可是，贝齐里乌斯在10年后发表文章说，那个称为thorine的新金属不是新的，含它的矿石只是钇的磷酸盐，他自己撤销了对钍的发现。 [1] 到1828年，贝齐里乌斯分析了另一种矿石，是由挪威南部勒峰岛上所产的黑色花岗石中找到的，发现其中有一种当时未知的元素。仍用thorine命名它。现明确，这种矿石的主要成分是硅酸钍ThSiO4。因此钍是先被命名后被发现的
钍以化合物的形式存在于矿物内（例如独居石和钍石），通常与稀土金属连系在一起，天然存在钍的是质量数为232的钍同位素。
世界各国已探明的独居石储量达几百万吨。随着各国对钍矿的勘探力度的加大，钍的探明储量也在一直增加。截至2000年，全世界独居石产量约78万吨。巴西是最大的钍资源国，其次是土耳其，加拿大和美国。 我国钍资源比较丰富，据不完全统计。20多个省和地区都已发现具有相当数量的钍资源。2005年中国科学院的资料显示，内蒙古白云鄂博矿区钍储量约为22万吨，占全国钍矿产储量28.6万吨的77.3%。
钍一般用来制造合金以提高金属强度；灼烧二氧化钍会发出强烈的白光因此曾经做煤气灯的白热纱罩。钍衰变所储藏的能量，比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多许多，而且钍的含量也要比铀多得多，所以钍是一种极有前途的能源。钍还是制造高级透镜的常用原料。用中子轰击钍可以得到一种核燃料——铀233。另外，钍也是比铀更安全的核燃料，是未来核能利用的发展方向。
钍元素多数以以氧化物的形式存在于矿物内（如独居石，通常与稀土金属和铪等金属的氧化物共生，钍的氧化物和其他稀土元素的氧化物一样，很难还原，虽然贝齐里乌斯曾利用金属钾和氟化钍钾作用，获得不纯的金属钍。K2ThF6+4K==6KF+Th，后来用电解的方法才获得较纯的钍。制备钍的最常用方法是将钙与氧化钍研磨后放在CaO衬里的坩埚中在氩气氛围下加热至1000摄氏度，然后用水和稀酸浸取产物，可以得到粉末状金属钍
钍为银白色金属，暴露在大气中渐变为灰色。 质较软，可锻造。熔点1750°C，沸点4790°C，密度11.72克/厘米3。在1400℃以下原子排列成面心立方晶体；当加热达到此温度时，便改为体心立方晶体。
钍的化学性质比较活泼，不溶于稀酸和氢氟酸，溶于发烟的盐酸、硫酸和王水中。硝酸能使钍钝化。苛性碱对它无作用。高温时可与卤素、硫、氮作用。钍是放射性元素，自然界的钍全部为232Th，其半衰期约为1.4×10e10年。所有钍盐都显示出+4价。在化学性质上与锆、铪相似。除惰性气体外，钍能与几乎所有的非金属元素作用，生成二元化合物；加热时迅速氧化并发出耀眼的光。钍是高毒性元素。
从70 年代初期开始为反应堆特性计算而进行核数据评价研究, 一部分BROND-2( 俄罗斯核数据库) 正在被采用。Th-U 循环的数据很少, 根据不同的核数据库, 甚至是对于像keff 那样基本的量, 也产生很大的差别。尤其是关于在ADS ( 加速器驱动系统) 的( n, X n) 反应的效应差别很大, 为解决此问题采用14 MeV 中子源, 并用聚乙烯慢化剂和10% UO2 浓缩燃料的8 cm×8 cm× 60cm 辐照盒, 堆成40 cm×40 cm×60 cm, 再用100 cm×100 cm×120 cm 反射体围起来的体系( 0. 9< keff < 0. 99) 。计划用此来测定 长寿命核裂变产物( FP) 和MA ( 高序数锕系元素) 的转化率。经计算确证该体系的中子谱近似于ADS。
中国在正在计划进行的模块型HTR 概念设计中采用了热功率200 MW 的球床堆 ( PBR) 为对象, 以PuO2-T hO2 为燃料, 在连续燃料交换的平衡循环中进行Pu 的燃耗分 析。计算程序采用德国的处理双重非均匀效应的VSOP。分析的结果表明,WG-Pu( 94%239Pu) 和RG-Pu( 裂变性钚70Wt% ) 的情形各异。为了使慢化剂反应性温度系数为负值, WG-Pu 情况下需要每个燃料球含11 g重金属; RG-Pu 情况下则需要每个燃料球含7 g 的重金属。燃料球的直径为6 cm, 燃料区的直径为5 cm, 涂敷颗粒的半径为0. 025cm, 包层材料为C/ C/ Si/ C= 0. 009/ 0. 004/0. 0035/ 0. 0035。针对WG-Pu 富集度为 12%、每个球含有13 g 重金属的情况, 计算失水事故的热工水力特性, 其最高温度为 1448 ℃, 低于涂敷颗粒放出FP 的温度( 1600℃) 。说明该反应堆具有固有的安全设计。
60 年代末到80 年代, CEA 和EDF 进行了理论研究。接着在NOVAT OM 和CEA 的协助下, 进行了以ThC 为燃料的称为RHT F2 的Fo
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