5. Торий в организме.

Торий постоянно присутствует в тканях растений и животных. Коэффициент накопления тория (т. е. отношение его концентрации в организме к концентрации в окружающей среде) в морском планктоне - 1250, в донных водорослях - 10, в мягких тканях беспозвоночных - 50-300, рыб - 100. В пресноводных моллюсках (Unio mancus) его концентрация колеблется от 3·10^-7 до 1·10^-5 %, в морских животных от 3·10^-7 до 3·10^-6%. Торий поглощается в основном печенью и селезенкой, а также костным мозгом, лимфатическими железами и надпочечниками; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека суточное поступление тория с продуктами питания и водой составляет 3 мкг. Торий - малотоксичен, однако, как природный радиоактивный элемент вносит свой вклад в естественный фон облучения организмов.

6. Применение тория и его оксидных соединений.

Соединения тория представляют интерес в самых разных отраслях промышленности.

Торий и его соединения применяют в составе катализаторов для органических синтезов, так как он является практически неиссякаемым источником электронов, его используют в процессах радикальной полимеризации.

Торий выступает в качестве усилителя механо и жаропрочности, при создании различных композиционных материалов; для легирования магниевых, никелевых, кобальтовых и других сплавов, которые приобрели большое значение в реактивной авиации и ракетной технике. Эти сплавы, благодаря торию, обладают небольшим удельным весом, высокой прочностью и стойкостью при повышенных температурах.

Оксид тория из-за его температуры плавления 3350 K и неокисляемости идёт на производство наиболее ответственных конструкций и изделий, работающих в сверхмощных тепловых потоках, и может быть идеальным материалом для облицовки камер сгорания и газодинамических каналов для электростанций. Тигли, изготовленные из окиси тория, являются незаменимыми при работах в области температур около 2500—3100 °C.

Торий добавляют в состав дуговых углей для увеличения яркости электрической дуги, используемой в прожекторах. Фактически, это продолжение идеи «ауэровских колпачков».

Наибольшей интерес торий представляет для развития ядерной энергетики. При поглощении торием медленных нейтронов происходит следующая ядерная реакция:

²³²Th(n,γ)→²³³Th(β^-)→²³³Pa(β^-)→²³³U.

Получаемый ²³³U, как и ²³⁵U, способен поддерживать цепную реакцию. Ториевый ядерный топливный цикл обладает целым рядом преимуществ перед применяемыми в настоящее время урановым и уран-плутониевым, обращение к нему стимулируется следующими факторами [12]:

― запасов тория в земной коре в 3 раза больше, чем урана;

― достижимость более высокого выгорания топлива, чем в уран-плутониевом цикле;

― высокая радиационная устойчивость топлива на основе тория;

― лучшая теплопроводность топлива на основе тория;

― ²³³U превосходит ²³⁵U по выходу нейтронов на один поглощённый нейтрон;

Кроме того, превосходные физические свойства топлива на ториевой основе повышают безопасность активной зоны реактора и улучшают его эксплуатационные характеристики. Главный недостаток топлива на ториевой основе состоит в том, что для реализации всех указанных преимуществ торий необходимо, прежде всего, облучить и переработать, для чего требуется более современная технология, чем в случае производства уранового топлива, т.е. ториевое топливо имеет более высокую стоимость. Смешанное торий-урановое топливо может использоваться в различных типах реакторов, включая реактор, регулируемый по сдвигу спектра нейтронов, а также высокотемпературный реактор с газовым охлаждением (HTGR), реактор на расплавах солей, легководный реактор, легководный реактор-размножитель, тяжеловодный реактор и реактор-размножитель на быстрых нейтронах. В ближайшем будущем из всех этих реакторов наибольшие перспективы при работе на ториевом топливе за HTGR, так как его конструкция уже разработана.

С середины 1990-х проведён большой объём работ в области разработки новых актинидных матриц для иммобилизации высокорадиоактивных долгоживущих отходов ядерного топливного цикла и оружейного плутония. Для этих целей французская исследовательская группа NOMADE начала многодисциплинарную программу, которая позволила создать несколько керамических матриц и композитных материалов, обладающих высокой химической стабильностью, низкой растворимостью в воде и устойчивостью к радиационному воздействию. Среди них сложный фосфат-дифосфат тория Th₄(PO₄)₄P₂O₇. Он показал отличные результаты в плане возможности замещения катиона Th⁴⁺ на такие катионы, как U⁴⁺, Np⁴⁺, Pu⁴⁺ (соответственно, 75, 52 и 41 мол. %).