تخيل مادة غامضة.
سُمي على اسم إله الرعد الإسكندنافي القديم، ثور.
بمحتوى ثلاثة أضعاف محتوى اليورانيوم الموجود في القشرة الأرضية.
المفتاح لجيل جديد من الطاقة النووية النظيفة والأكثر أمانا.
تلك المادة هي الثوريوم.
لماذا حصل الثوريوم على الكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة؟
انضم إلينا في مغامرة لكشف الحقائق الممتعة الأقل شهرة حول الثوريوم.
الثوريوم الساطع: العنصر المشع
تم اكتشاف الثوريوم لأول مرة من قبل الكيميائي النرويجي مورتن ثران إسمارك في عام 1828. وأكد وجوده لاحقًا الكيميائي السويدي يونس جاكوب بيرسيليوس، الذي أطلق عليه اسم الثوريوم تكريمًا لإله الرعد الإسكندنافي، ثور.
الثوريوم، عنصر معدني مشع له الرمز الكيميائي Th والرقم الذري 90، وله بريق معدني لامع ويتواجد بشكل طبيعي في أشكال مستقرة. وبكثافة ملحوظة تبلغ 11.7 جم/سم 3 ، فهو ينتمي إلى سلسلة الأكتينيدات في الجدول الدوري.
تتكون عائلة الثوريوم في الطبيعة بشكل أساسي من أربعة أعضاء: Th-232، Th-230، Th-229، و Th-228. مع نصف عمر يبلغ 14 مليار سنة، فإن Th-232 يجعل نصف عمر اليورانيوم 235 البالغ 700 مليون سنة يبدو وكأنه لعبة أطفال.
ينتج عن اضمحلاله الإشعاعي سلسلة من النويدات الوليدة، والتي تتحلل في النهاية إلى الرصاص المستقر.
ويتحول الثوريوم من الأبيض الفضي اللامع إلى الرمادي الغامض، وحتى الأسود الدرامي عند تعرضه للهواء، كل ذلك بسبب تفاعله الرائع مع الأكسجين.
ويتميز بنقطة انصهار تصل إلى 1750 درجة مئوية، وتصل نقطة غليانه إلى 4787 درجة مئوية، وهو ما يكاد ينافس درجات الحرارة الحارقة الموجودة على سطح الشمس.
الثوريوم الثمين: الطاقة النووية "الحصان الأسود"
قد لا تعرف ذلك، ولكن في أوائل القرن العشرين، تم استخدام مركبات الثوريوم لخصائصها المضيئة الفريدة في صنع أقراص الساعات التي تتوهج في الظلام وأنابيب أشعة الكاثود التلفزيونية المبكرة.
ومع ذلك، مع تعمق الوعي بالمخاطر الإشعاعية، تلاشت هذه "الأشباح المضيئة" تدريجيًا من المسرح التاريخي.
الثوريوم: نجم المستقبل في العالم النووي الذي قد لا تعرفه
عندما نتحدث عن الطاقة النووية، يفكر الكثير من الناس على الفور في اليورانيوم. بعد كل شيء، كان اليورانيوم يخدم في محطات الطاقة النووية لسنوات عديدة.
هناك احتمال مثير للمستقبل وهو استخدام الثوريوم كوقود للمفاعلات النووية. ويتحول الثوريوم-232، عند امتصاصه للنيوترون، إلى اليورانيوم-233، وهو مادة انشطارية لإنتاج الطاقة في المفاعلات، مما يوفر حلولاً محتملة للحد من النفايات النووية ومخاطر الانتشار.
لماذا الثوريوم أفضل من اليورانيوم؟
- الموارد الوفيرة: تتجاوز احتياطيات الثوريوم احتياطيات اليورانيوم بكثير، مما يوفر ضمانًا وافرًا للمواد الخام لتطوير الطاقة النووية في المستقبل.
- تعزيز السلامة: تنتج المفاعلات النووية القائمة على الثوريوم نفايات نووية أقل، مع نشاط إشعاعي أقل والحد الأدنى من مخاطر التلوث مقارنة بالمفاعلات النووية القائمة على اليورانيوم.
- إعادة التدوير: يمكن للمفاعلات المعتمدة على الثوريوم أيضًا تحويل اليورانيوم 238 المنضب إلى بلوتونيوم 239 صالح للاستخدام، مما يسهل إعادة تدوير الموارد.
الثوريوم ليس مجرد أداة لتغيير قواعد اللعبة في مجال الطاقة النووية الثوريوم، ولكنه أيضًا سلاح سري في مجالات متعددة. وذلك لأن ثاني أكسيد الثوريوم لديه أعلى نقطة انصهار لجميع الأكاسيد المعروفة.
- يعتبر الثوريوم لاعبًا رئيسيًا في تصنيع السبائك عالية القوة والمقاومة لدرجات الحرارة العالية، إلى جانب المغنيسيوم والألومنيوم والتيتانيوم، وخاصة في صناعة الطيران.
- تعمل مركبات الثوريوم كمحفزات في التفاعلات الكيميائية، مما يبسط العمليات مثل تكرير البترول.
- كان للنظائر المشعة للثوريوم دور فعال في التشخيص الطبي وعلاج سرطان العظام.
- كما لعبت مركبات الثوريوم دورًا فعالًا في إنتاج السيراميك وأغطية غطاء الغاز وقضبان اللحام والمزيد.
الثوريوم النادر: تاريخ التعدين
يفضل العثور على الثوريوم على شكل ثاني أكسيد الثوريوم (ThO 2 )، وغالبًا ما يكون مصحوبًا بعناصر أرضية نادرة ومعادن ثقيلة، في صخور الفوسفات، والجرانيت، والنيس، بالإضافة إلى أنواع معينة من الحجر الرملي والحجر الجيري.
مكان الاستراحة المفضل للثوريوم هو بلا شك المونازيت، وهو معدن فوسفات معقد غني بالعناصر الأرضية النادرة من مجموعة السيريوم، وهو بمثابة مكان الاختباء الرئيسي للثوريوم.
الثوريت، والزينوتايم، والزركون، والألانيت ليست سوى عدد قليل من الأماكن التي يحب الثوريوم أن يكمن فيها.
يبلغ متوسط وفرة الثوريوم في القشرة الأرضية حوالي 6 إلى 9 جزء في المليون (جزء في المليون)، وهو أقل قليلاً من اليورانيوم.
ونظرًا لندرة الثوريوم وصعوبة استخراجه، فإن تكلفة استخراج الثوريوم أعلى بكثير من تكلفة استخراج اليورانيوم.
أين يمكن العثور على الثوريوم؟
إذا كنت تبحث عن أكثر المواقع الغنية بالثوريوم، فإن الهند تفتخر بأكبر احتياطي من الثوريوم في العالم، خاصة في رواسب الشاطئ الساحلية الغنية بالمونازيت.
المناطق الشمالية في البرازيل، ومناجم الأرض النادرة في جنوب أفريقيا، ورواسب الرمال المعدنية الثقيلة في أستراليا هي أيضا مصادر غنية بالثوريوم.
بالإضافة إلى ذلك، تعد دول مثل كندا والنرويج ومصر والصين والولايات المتحدة وروسيا ومدغشقر أيضًا موطنًا لرواسب الثوريوم الكبيرة.
يتطلب تعدين الثوريوم ومعالجته عدة إجراءات معقدة.
- التكسير والطحن: التكسير والطحن الفيزيائي لخام المونازيت.
- الترشيح الحمضي: إذابة الثوريوم باستخدام المحاليل الحمضية.
- الفصل: إزالة الشوائب عن طريق الترسيب أو الاستخلاص أو التبادل الأيوني.
- التنقية: تنقية الثوريوم من خلال خطوات معالجة كيميائية متعددة.
- تكوين المنتج: التلبيد والبلورة إلى أكاسيد أو فلوريد.
طوال رحلة الاستخراج هذه، تكون السلامة دائمًا على رأس أولوياتنا، مما يضمن أن يكون استخراج الثوريوم محفزًا وآمنًا.
الثوريوم الخطير: مادة مسرطنة محتملة
على الرغم من تاريخ التعدين الطويل للثوريوم، فإنه لا يزال يثير مخاوف بشأن سلامته.
وينبع هذا من تصنيف وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية (DHHS) على أنها "مادة مسرطنة محتملة"، مما يكشف عن جانبها الأقل شهرة - وهو التهديد الصحي الكامن.
إذا دخل غبار الثوريوم أو مسحوق الثوريوم إلى الجسم عن طريق الاستنشاق أو البلع، متجاوزًا الجلد أو طبقات رقيقة من المواد، وتسلل إلى رئتينا أو أعضاء أخرى، فيمكن أن يسبب ضررًا داخليًا.
مع الاتصال الوثيق لفترة طويلة، قد يزيد عن غير قصد من خطر الإصابة بسرطان الرئة وسرطان العظام ومشاكل صحية أخرى.
على الرغم من التحديات، ومع التقدم التكنولوجي ونمو الطلب على الطاقة، تزداد أهمية الثوريوم في مجال أمن الطاقة العالمي، حيث تقدم شركة FTM Machinery مساعدة إنتاجية موثوقة.
