【元素図鑑】トリウム Th【地球の年齢よりも長い半減期（140.5億年）をもつ】

トリウムは、元素記号Th、原子番号90の弱い放射性金属化学元素である。トリウムは銀色で、空気に触れると黒く変色し、二酸化トリウムを形成する。適度に柔らかく可鍛性で、高い融点を持つ。トリウムは電気陽性アクチノイドで、その化学的性質は+4酸化状態が支配的です。非常に反応性が高く、細かく分割すると空気中で発火することがあります。

トリウムの同位体はすべて不安定です。最も安定な同位体である²³²Thの半減期は140億5000万年で、これは宇宙の年齢とほぼ同じです。アルファ崩壊によって非常にゆっくりと崩壊し、トリウム系列と呼ばれる崩壊連鎖が始まり、安定な²⁰⁸Pbに終わります。地球上では、トリウムとウランは、原始元素として現在も大量に自然界に存在する唯一の著しく放射性の高い元素である。トリウムは地殻中にウランの3倍以上存在すると推定され、主に希土類金属を抽出する際の副産物としてモナザイト砂から精製される。

トリウムは1828年にノルウェーのアマチュア鉱物学者Morten Thrane Esmarkによって発見され、スウェーデンの化学者Jöns Jacob Berzeliusが同定し、北欧神話の雷神トールから命名された。19世紀後半に最初の用途が開発された。トリウムの放射能は、20世紀の最初の数十年間は広く認められていました。20世紀後半には、トリウムの放射能への懸念から、多くの用途でトリウムに取って代わられました。

トリウムは現在もTIG溶接の電極の合金元素として使われていますが、現場では徐々に異なる組成のものに置き換えられています。また、高級光学機器や科学機器の材料、一部の放送用真空管に使用され、ガスマントルの光源としても使用されていましたが、これらの用途は限界にきています。ウランに代わる原子炉の核燃料として提案されており、いくつかのトリウム原子炉が建設されている。トリウムは、マグネシウムの強化、電気機器のタングステン線のコーティング、電気スタンドのタングステンの粒度調整、高温るつぼ、カメラや科学機器のレンズなどのガラスにも使われている。その他、耐熱陶器、航空機のエンジン、電球などにも使用されている。海洋科学では、²³¹Pa/²³⁰Th同位体比を利用して、古代の海洋を理解しています。

基本情報

和名	トリウム
英名	Thorium
語源	スカンジナビア神話の軍神・雷神トール (Thor)
元素記号	Th
原子番号	90
原子量	232.0
常温（25℃）での状態	固体（金属）
色	銀白色
臭い	–
密度	11.720 g/cm3 (20℃)
融点	1750℃
沸点	4787℃
発見者	ベルセーリウス（スウェーデン）[1828年]
含有鉱物	トール石

歴史

発見

• トリウムは、1828年にスウェーデンの化学者ヨン・ベルセリウスとノルウェーの化学者ヨハン・ゴットリープ・ゴンブールによって独立して発見されました。
• 彼らはトリウムを含む鉱石を分析し、新しい元素を単離しました。

名前の由来

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主な用途

• トリウムは、核燃料としての利用が最も広く知られています。トリウムを原料として核燃料を生成するプロセスは、トリウム燃料サイクルとして知られています。
• また、トリウムは照明や測定器具などの製造にも使用されます。特に、トリウムガスランプは高輝度であり、自動車のヘッドライトなどに広く使用されてきました。

生成方法

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化合物

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主な特徴

• トリウムは、希土類元素の一つであり、錯体を形成する傾向があります。
• 物理的には、銀白色の金属であり、希土類元素の中では比較的柔らかく、容易に加工されます。
• トリウムは放射性元素であり、半減期が長いため、安定な同位体が存在します。

放射性

• トリウムは放射性元素であり、その同位体の中には安定なものもありますが、多くは放射性崩壊を起こします。
• トリウムはアルファ崩壊を起こすことがあり、これは周囲の物質に対する影響が比較的小さいため、取り扱いが比較的安全です。

環境への影響

トリウムは天然に存在する元素であり、地殻中に広く分布しています。一般的に、環境への影響は限られていますが、トリウム鉱山や処理施設などでの放射性物質の排出により、地域の環境に影響を与えることがあります。

研究事例

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