Thorium

Thorium élément chimique naturel (métaux)

Symbole chimique : Th

Origine du nom : nommé d’après Thor, dieu scandinave du tonnerre. Du suédois thorjord, terre, minerai, roche de Thor. Thorium (n.m.) (en anglais thorium).

Élément chimique de numéro atomique : 90

Le thorium élément métal gris-blanc, ductile, qui conserve son lustre pendant plusieurs mois, grâce à l'oxyde qui le protège. Toutefois, quand il est exposé à l'oxygène, le thorium ternit lentement dans l'air, devient gris et finalement noir. Le thorium, métal de la famille des actinides. (voir dans le Tableau périodique des éléments).
L'oxyde de thorium (ThO₂) est un des meilleurs matériaux réfractaires avec une température de fusion de 3 300 °C.
Le thorium métal en poudre est souvent sujet à une combustion spontanée à la mise sous atmosphère oxydante, et doit être manipulé avec soin. Chauffé dans l'air, des copeaux de thorium peuvent s'enflammer et brûler brillamment avec une lumière blanche.
Le thorium est l'élément qui a la plus grande plage de température entre son point de fusion et son point d'ébullition (à pression atmosphérique).

Il a été découvert en 1829 par Jöns Jacob Berzelius. Un minéral noir fut découvert sur l'île de Løvøy, en Norvège, par M. T. Esmark, qui ne sut l'identifier. Il en envoya un échantillon au professeur Jens Esmark, minéralogiste distingué, qui ne fut pas en mesure de l'identifier, et en envoya, pour examen en 1828, un échantillon au chimiste suédois Jöns Jakob Berzelius qui en fit l'analyse et découvrit ce nouvel élément.

Faiblement radioactif, le thorium se désintègre très lentement. Le thorium se trouve en petites quantités dans la plupart des roches et sols, il est environ trois fois plus abondant que l'uranium, à peu près aussi fréquent que le plomb. Un terrain normal contient en moyenne environ 12 parties par million (ppm) de thorium.
Le thorium se rencontre dans plusieurs minéraux. Les minerais de thorium sont la thorite (ThSiO₄), la thorianite (ThO₂) et surtout la monazite (Ce,La,Nd,Th)PO₄, le plus commun, phosphate de thorium et de terre rare, qui peut contenir jusqu'à environ 12 % d'oxyde de thorium.
Il en existe de grands gisements en Bretagne*, en Australie, en Inde et en Turquie. On trouve de la monazite à forte teneur en thorium en Afrique, en Antarctique, en Australie, en Europe, en Amérique du Nord et en Amérique du Sud. (*voir la fiche de la monazite).

Les principales applications du thorium sont dans les alliages de magnésium utilisés pour les moteurs d'aéronefs. Il a un énorme potentiel comme combustible nucléaire, mais cette voie est encore en cours d'exploration (avec les centrales HTR).

Utilisations :

électrodes, cathodes ;

verres optiques, fabrication de lentilles de qualité pour les appareils photo et des instruments scientifiques (indice de réfraction élevé et une faible dispersion) ;

produit réfractaire (creuset) par addition d'oxyde de thorium, on obtient un type de porcelaine très dure et résistante aux températures élevées ;

alliage dans les aciers ;

électrodes de soudage ;

industrie électronique comme détecteur d'oxygène ;

en chimie comme catalyseur ;

industrie pétrolière pour le cracking et l'extraction d'hydrocarbures de carbone ;

production industrielle d'acide sulfurique ;

produit de contraste en radiologie à cause de ses qualités d'absorption des rayons X (cancérigène et abandonné).

De plus, il est prometteur pour ses applications à l'énergie nucléaire : l'abondance du thorium (3 à 4 fois plus importante que celle de l'uranium) constitue ainsi une importante réserve d'énergie nucléaire, en raison de son abondance ; il pourrait ainsi fournir plus d'énergie que l'uranium, le charbon et le pétrole réunis. Son utilisation nécessite la mise au point d'une nouvelle filière de réacteurs nucléaires surgénérateurs.

Tous les isotopes du thorium sont radioactifs. Le thorium naturel n'est constitué que du seul isotope, ²³²Th, à très longue période radioactive (14 milliards d'années).

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