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钍不"土" ?

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钍不"土" ?

【摘要】:
据美国媒体报道,美国科学家正在研发用钍核燃料发电汽车,只要8克钍,就相当于6万加仑汽油,足以让一辆悍马车跑96万英里,也就是一个人买了一辆车,一辈子也不用加油了.想想,这是一件多么令人振奋事啊!那么,钍是什么?它从哪里来?为什么有这样魔力?一连串问题激起强烈好奇心,现在就来一点点解开它神秘面纱吧.1928年,瑞典化学家贝莱利乌斯(Berzelius)在一种现在被称为"钍石"矿物中发现了钍元素.该元
   据美国媒体报道,美国科学家正在研发用钍核燃料发电汽车,只要8克钍,就相 当于6万加仑汽油,足以让一辆悍马车跑96万英里,也就是一个人买了一辆车,一辈子也不用加油了.想想,这是一件多么令人振奋事啊!那么,钍是什么?它 从哪里来?为什么有这样魔力?一连串问题激起强烈好奇心,现在就来一点点解开它神秘面纱吧.
1928年,瑞典化学家贝莱利乌斯(Berzelius)在一种现在被称为"钍石"矿物中发现了钍元素.该元素是按照斯堪纳维亚神话学中雷神名字---土拉(Topa)而命名.元素符号Th,原子序数90,在元素周期表中属于锕系元素,具有一定放射性.
   钍单质为银白色柔软金属,密度11.72 g/cm3,熔点1750 ℃,沸点4790 ℃.1400 ℃以下呈α型面心立方晶格稳定存在,1400 ℃以上呈β型体心立方晶格稳定存在.钍化学性质比较活泼,在空气中会变黑并且逐渐地覆盖上一层黑色保护膜.苛性碱对钍无作用,钍不溶于稀酸和氢氟酸, 溶于发烟盐酸,硫酸和王水,硝酸能使钍钝化.高温时钍可与卤素,硫,氮发生反应.钍大多数化合物为+4价态,Th4+在化学性质上与铈(Ce4+)很 相近,在水溶液中迄今未得到低于四价化合物,只是在固态时得到了一些低价衍生物,如Th2S3.钍以化合物形式存在于矿物内,例如独居石,氟碳铈 矿,钇钍石和钍石,通常与稀土元素联系在一起.
   我国钍总储量约28~30万吨,居世界前列.包头白云鄂博稀土矿是钍资 源巨大宝库,占我国钍储量77%左右.四川冕宁和山东微山湖氟碳铈矿中钍储量约占5%.稀土元素矿物几乎总是伴生有钍,它们是提取钍良好资源.长 期以来,钍需求和应用都较少,主要做汽灯纱罩,催化剂和耐热材料等.目前,包钢已有6万多吨钍被开采,存于尾矿坝之中;四川攀西氟碳铈矿,南方离子型 稀土矿冶炼过程中均有放射性钍渣产生.
   首先来看看,什么是放射性.放射性实际上是自然界存在一种自然现 象.一些元素或物质能自动发生衰变,并放射出肉眼看不见射线,称为放射性元素或放射性物质.有放射性物质在地球诞生时就存在了,如铀,钍,镭等,它们 叫做天然放射性物质.另一方面,人类出于不同目制造了一些具有放射性物质,叫做人工放射性物质.从放射性类型来讲,能放出α,β,γ三种射线,这些放 射线基于其穿透能力,计量多少,不同程度地影响人体细胞和生理变化.但这种过程也是具有双重性,即受照辐射量过大会对生物体构成损失,而有效控制辐 照可达到满足生产生活和治疗疾病目.
   放射性钍渣有什么危害吗?在提取矿石过程中,浸出,萃取分离,沉淀等工 序都会产生一些废液和废渣,所以废渣量很大,其中含钍量也很可观.如果对废液排放管理不善,会污染附近水源;囤积在露天废渣经过风吹雨淋,也会慢慢流失 渗透到地下,对土壤,地下水造成不可修复破坏;同时还会产生大量粉尘和气溶胶,对大气造成更为严重污染,即衰变时产生衰变子体如氡,会通过风扩散进 入居民区,对居民健康产生危害.所以,如果长期不对放射性钍渣给与恰当处理,其对环境污染相当严重.可见合理有效地处理放射性钍渣已不容忽视,开发绿 色清洁生产工艺更是刻不容缓!
   下面来看看钍衰变过程.现已发现质量数为212~236全部钍同 位素,只有钍-232是天然放射性同位素,比活度为4.1 kBq/g.232Th占钍天然同位素丰度100%.232Th半衰期为1.4×1010年,衰变过程中生成具有不同半衰期一系列子体,统称为钍 系.钍和它子体,除新钍I(228Ra,符号为MsThI)和射钍(228Th,符号为RdTh)外,经数周后可达到放射平衡,衰变至稳定性 208Pb(铅).232Th在核反应中可以转化为原子燃料233U(铀).
 
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