Torij je 1828. otkrio Jöns Jacob Berzelius. Torij se u kemiji naziva simbolom "Th". Riječ "torij" je riječ izvedena od Thora, boga groma koji se spominje u mitološkim nordijskim legendama. Ima atomski broj 90, atomsku težinu 232 i gustoću 11,7 grcm3. Talište mu je 1750 stupnjeva, a vrelište 4790 stupnjeva. Nalazi se u 3-D skupini periodnog sustava u kemiji. Boja je srebrno bijela, olovne boje. Torij, koji se nalazi u nizu elemenata aktonida, radioaktivan je element i čini 0,0007% zemljine kore.
Nuklearna energija, koja se dobiva kao rezultat cijepanja jezgri atoma urana i plutonija, daje važan doprinos opskrbi kontroliranom energijom za ljudska bića u raznim današnjim zemljama. Kao i uran, torij je sirovina za nuklearno gorivo. Torij se, kao i uran, u prirodi ne nalazi u slobodnom obliku, već se nalazi u oko 60 minerala. Od njih se samo monacit i torit koriste u proizvodnji torija. Ovi se minerali također često nalaze zajedno s elementima rijetkih zemalja.
Torij je sirovina za nuklearno gorivo koja čeka na svoj red. Najveći razlog tome je problem ciklusa nuklearnog goriva. Torij-232 može se nekim procesima pretvoriti u uran-233. Torij-233 je fisibilni materijal poput urana-235. Kao rezultat ove fragmentacije, oslobađa se velika količina energije. Zbog problema s gorivnim ciklusom trenutno ne postoje komercijalne elektrane na torij, iako se prototipovi ovih elektrana već dugo testiraju u Velikoj Britaniji, Njemačkoj i SAD-u.
Zbog nedostatka potrošnje u komercijalnim razmjerima, potrošnja torija kao energetske sirovine gotovo da i ne postoji. Osim njegove upotrebe kao energetske sirovine, još uvijek ne postoji sloj koji radi isključivo za torij, budući da količina torija koja se troši u različitim područjima uporabe nije velika, a svjetska proizvodnja od oko 700 tona ThO2 godišnje dobiva se u potpunosti iz monacit kao nusprodukt.
Zemlje koje prijavljuju rezerve torija; Egipat, Australija, Brazil, Južnoafrička Republika, Kanada, Argentina, Norveška, Tajland i Turska su zemlje koje su proglasile rezerve torija. Ove zemlje, za koje se smatra da imaju ukupne rezerve od oko 658.000 tona, predstavljaju izvor torija. Danas je njegova potrošnja kao ustajale sirovine gotovo zanemariva. Još uvijek ne postoji elektrana koja radi isključivo na torij. Međutim, torij je sirovina za nuklearno gorivo budućnosti.
Povijesni razvoj torija
• Godine 1885. torij se počeo koristiti u kućištima plinskih svjetiljki.
• Metalni torij visoke čistoće izolirali su 1925. nizozemski kemičari Anton Eduard van Arkel i Jan Handrik.
• Šezdesetih godina prošlog stoljeća započela su ispitivanja nuklearnog goriva torija.
• Godine 1976. torij se počeo koristiti u nuklearnim reaktorima.
• Između 1983.-1989. u Njemačkoj je testiran visokotemperaturni reaktor s torijem od 300 MW.
Upotreba torija
Torij je važan izvor energije zbog svoje radioaktivnosti. To je gorivo ekološki prihvatljivijeg identiteta među nuklearnim reaktorima. U usporedbi s uranom, manje je štetan za prirodu. U gorivnom ciklusu proizvodi manje plutonija i transuranijevih elemenata nego uran. Stoga može zamijeniti uran kao nuklearno gorivo. Nema komercijalnih i ekonomskih nuklearnih postrojenja koja rade s torijem. Međutim, ulažu se napori da se koristi kao nuklearno gorivo. U slučaju da se torij počne koristiti u nuklearnim elektranama, postojeće rezerve dobivaju komercijalnu važnost. I njegova se ekonomska vrijednost može odrediti. Torij se u današnjim uvjetima ne može koristiti sam kao nuklearno gorivo. Th-232, plodni izotop, mora se pretvoriti u U-233, fisijski izotop gutanjem neutrona. Kao rezultat reakcije Th-232 s niskoenergetskim neutronima (apsorpcija neutrona), najprije nastaje manje stabilni Th-233. Th-233 se, s druge strane, transformira u Pa-233 (protaktinij) unutar 23 minute emitiranjem beta čestice. Torij nije fisibilni element. Pa-233 pretvara se u fisibilni U-233 s vremenom poluraspada od 163 000 godina u 27 dana. Th-232 započinje svoj proizvodni ciklus s drugom fisijskom tvari kao što je U-235 ili Pu-239. Mješovita goriva od torija i urana proizvode manje plutonija od goriva od urana. Također može raditi na visokoj stopi gorenja. To pak doprinosi povećanju faktora kapaciteta postrojenja produljenjem vremena zadržavanja goriva u reaktoru, odnosno perioda ponovnog punjenja goriva.
Torij ima nekoliko načina za proizvodnju energije.
Postrojenje razvijeno u Indiji koristi kruto torijevo gorivo u vodeno hlađenim reaktorima sličnim onima koji se nalaze u današnjim elektranama na bazi urana. Potpuno drugačiji pristup koji se istražuje u Kini i Sjedinjenim Državama je reaktor s tekućim fluoridom torija (LFTR ili "podizač"). Ovu tehnologiju razvila je američka vlada 1960-ih za izradu prototipova, ali pokušaji su odbačeni jer se poklapala s proizvodnjom oružja. Istraživači tvrde da je njegov potencijal puno veći od pristupa vodenim hlađenjem jer LFTR-i mogu izvući veći postotak energije iz torijevog goriva. Treći mogući pristup, koji potiču fizičari čestica kao što je nobelovac Carlo Rubbia, bio bi korištenje torija u kritičnim reaktorima s akceleratorima. Međutim, to ostaje u polju nuklearnog inženjeringa, a ne znanstvene teorije.
Svjetske rezerve torija
Prema podacima IAEA/NEA 2014.:
Zemlja Tona
Indija 846.000
Brazil 632.000
Australija 595.000
SAD 595.000
Egipat 380.000
Venezuela300.000
Kanada 172.000
Rusija 155.000
thesciencetech.com
