Торій-232

Торій-232 — природний радіоактивний нуклід хімічного елемента торію з масовим числом 232. Ізотопна поширеність торію-232 складає практично 100 %. Є найбільш довгоживучим ізотопом торію (232Th альфа-радіоактивний з періодом напіврозпаду 1,405× 10¹⁰років, що в три рази перевищує вік Землі і порівнянний з віком Всесвіту). Родоначальник радіоактивного сімейства торію. Цей радіоактивний ряд закінчується утворенням стабільного нукліду свинцю-208. Решта ряду є короткоживучою; найбільший період напіврозпаду в 5,75 років у радію-228 і 1,91 років у торію-228, а у всіх інших періоди напіврозпаду в цілому складають менше 5 днів.

Активність одного граму цього нукліду складає 4070 Бк.

Разом з іншими природними ізотопами торію, торій-232 з'являється в мізерних кількостях в результаті розпаду ізотопів урану.

Утворення і розпад

Торій-232 утворюється в результаті наступних розпадів:

• β⁻-розпад нукліду 232Ac (період напіврозпаду складає 119(5) c):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$

• K-захоплення, здійснюване нуклідом 232Pa (період напіврозпаду складає 1,31(2) дня):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 91}Pa} +e^{-}\rightarrow \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} +{\bar {\nu }}_{e};}$

• α-розпад нукліду 236U (період напіврозпаду складає 2,342(3)× 10⁷ років):

${\displaystyle \mathrm {^{236}_{\ 92}U} \rightarrow \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

Розпад торію-232 відбувається в наступних напрямках:

• α-розпад в 228Ra (ймовірність 100%, енергія розпаду 4 081,6(14) кеВ):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} \rightarrow \mathrm {^{228}_{\ 88}Ra} +\mathrm {^{4}_{2}He} ;}$

енергія випромінюваних α-частинок 3 947,2 кеВ (в 21,7% випадків) і 4 012,3 кеВ (в 78,2% випадків).

• Спонтанний поділ (ймовірність 11(3)× 10⁻¹⁰%);
• Кластерний розпад з утворенням нуклідів 24Ne і 26Ne (ймовірність розпаду менше 2,78× 10⁻¹⁰%):

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} \rightarrow \mathrm {^{208}_{\ 80}Hg} +\mathrm {^{24}_{10}Ne} ;}$

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} \rightarrow \mathrm {^{206}_{\ 80}Hg} +\mathrm {^{26}_{10}Ne} ;}$

• Подвійний β⁻-розпад (з надзвичайно малою ймовірністю, енергія розпаду 837,6(22) кеВ)

${\displaystyle \mathrm {^{232}_{\ 90}Th} \rightarrow \mathrm {^{232}_{\ 92}U} +2e^{-}+2{\bar {\nu }}_{e}.}$

Застосування

• 232Th є ядерною паливною сировиною, яка при поглинанні нейтронів перетворюється в уран-233, який в свою чергу є основою уран-торієвого паливного циклу.

Перетворення відбувається за наступним ланцюжком:

${\displaystyle \mathrm {^{1}_{0}n} +\mathrm {^{232}_{\ 90}Th} \rightarrow \mathrm {^{233}_{\ 90}Th} {\xrightarrow[{22,3\ min}]{\beta ^{-}\ 1,243\ MeV}}\mathrm {^{233}_{\ 91}Pa} {\xrightarrow[{26,967\ d}]{\beta ^{-}\ 0,5701\ MeV}}\mathrm {^{233}_{\ 92}U} .}$

• У вигляді препарату торотрасту суспензія діоксиду торію використовувалася як контрастна речовина при ранній рентгенодіагностиці. В даний час препарати торію-232 класифікуються як канцерогенні.

Див. також

• Торієва ядерна програма