Торий-232

Торий-232
Название, символ	Торий-232, 232Th
Альтернативные названия	То́рий, Th
Нейтронов	142
Свойства нуклида
Атомная масса	232,0380553(21) а. е. м.
Дефект массы	35 448,3(20) кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7 615,026(9) кэВ
Изотопная распространённость	100 %
Период полураспада	1,405(6)⋅1010 лет
Продукты распада	228Ra
Родительские изотопы	232Ac (β−) 232Pa (β+) 236U (α)
Спин и чётность ядра	0+
Канал распада Энергия распада α-распад 4,0816(14) МэВ SF 24Ne, 26Ne ββ 0,8376(22) МэВ
Таблица нуклидов

Торий-232 — природный радиоактивный нуклид химического элемента тория с атомным номером 90 и массовым числом 232. Изотопная распространённость тория-232 составляет практически 100 %. Является наиболее долгоживущим изотопом тория (²³²Th альфа-радиоактивен с периодом полураспада 1,405⋅10¹⁰ лет, что в три раза превышает возраст Земли и сравнимо с возрастом Вселенной). Родоначальник радиоактивного семейства тория. Этот радиоактивный ряд заканчивается образованием стабильного нуклида свинца-208. Остальная часть ряда короткоживущая; наибольший период полураспада в 5,75 лет у радия-228 и 1,91 лет у тория-228, а у всех остальных периоды полураспада в общей сложности составляют менее 5 дней.

Активность одного грамма этого нуклида составляет 4 070 Бк.

Вместе с другими природными изотопами тория, торий-232 появляется в ничтожных количествах в результате распада изотопов урана.

Образование и распад

Торий-232 образуется в результате следующих распадов:

• β⁻-распад нуклида ²³²Ac (период полураспада составляет 119(5) c):

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

• K-захват, осуществляемый нуклидом ²³²Pa (период полураспада составляет 1,31(2) дня):

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

• α-распад нуклида ²³⁶U (период полураспада составляет 2,342(3)⋅10⁷ лет):

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

Распад тория-232 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²²⁸Ra (вероятность 100 %, энергия распада 4 081,6(14) кэВ):

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

энергия испускаемых α-частиц 3 947,2 кэВ (в 21,7 % случаев) и 4 012,3 кэВ (в 78,2 % случаев).

• Спонтанное деление (вероятность 11(3)⋅10⁻¹⁰ %);
• Кластерный распад с образованием нуклидов ²⁴Ne и ²⁶Ne (вероятность распада менее 2,78⋅10⁻¹⁰ %):

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

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

• Двойной β⁻-распад (с чрезвычайно малой вероятностью, энергия распада 837,6(22) кэВ)

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

Применение

• ²³²Th является ядерным топливным сырьём, которое при поглощении нейтронов превращается в уран-233, который в свою очередь является основой уран-ториевого топливного цикла. Превращение происходит по следующей цепочке:

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

• В виде препарата торотраста суспензия диоксида тория использовалась в качестве контрастного вещества при ранней рентгенодиагностике. В настоящее время препараты тория-232 классифицируются как канцерогенные.

См. также

Ториевая ядерная программа