Thorium

Eigenschaften
[Rn] 6d2 7s2 90Th Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Thorium, Th, 90
Elementkategorie	Actinoide
Gruppe, Periode, Block	Ac, 7, f
Aussehen	silbrig weiß
CAS-Nummer
EG-Nummer	231-139-7
ECHA-InfoCard	100.028.308
Massenanteil an der Erdhülle	11 ppm (40. Rang)<ref name="Harry H. Binder">Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-7776-0736-3.</ref>
Atomar<ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus webelements.com (Thorium) entnommen.</ref>
Atommasse	232,0377(4)<ref name="IUPAC"> (Memento vom 3. März 2016 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL.</ref><ref name="CIAAW">CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.</ref> u
Atomradius	180 pm
Kovalenter Radius	206 pm
Elektronenkonfiguration	[Rn] 6d2 7s2
1. Ionisierungsenergie	Vorlage:ZahlExp ≈ Vorlage:ZahlExp
2. Ionisierungsenergie	Vorlage:ZahlExp ≈ Vorlage:ZahlExp
3. Ionisierungsenergie	Vorlage:ZahlExp ≈ Vorlage:ZahlExp
4. Ionisierungsenergie	Vorlage:ZahlExp ≈ Vorlage:ZahlExp
5. Ionisierungsenergie	Vorlage:ZahlExp ≈ Vorlage:ZahlExp
Physikalisch<ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus webelements.com (Thorium) entnommen.</ref>
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	2
Kristallstruktur	kubisch flächenzentriert
Dichte	11,724 g/cm3<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Mohshärte	3,0
Magnetismus	paramagnetisch (χm = 8,4 · 10−5)<ref name="CRC90_4_147">Vorlage:CRC Handbook Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.</ref>
Schmelzpunkt	2020 ± 10 K<ref>Rudy J. M. Konings, Ondrej Beneš: The Thermodynamic Properties of the f-Elements and Their Compounds. I. The Lanthanide and Actinide Metals. In: Journal of Physical and Chemical Reference Data. Band 39, Nr. 4, 2010, Artikel 043102, .</ref> (1747 ± 10 °C)
Siedepunkt	5061 K<ref name="GESTIS" /> (4788 °C)
Molares Volumen	19,80 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	530 kJ·mol−1
Schmelzenthalpie	16 kJ·mol−1
Schallgeschwindigkeit	2490 m·s−1 bei 293,15 K
Elektrische Leitfähigkeit	6,67 · 106 S·m−1
Wärmeleitfähigkeit	54 W·m−1·K−1
Chemisch<ref>Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus webelements.com (Thorium) entnommen.</ref>
Oxidationszustände	+2, +3, +4
Elektronegativität	1,3 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 227Th in Spuren 18,72 d α 6,146 223Ra 228Th in Spuren 1,9131 a α 5,520 224Ra 229Th {syn.} 7917 a<ref>Varga et al.: Determination of the 229Th half-life In: Phys. Rev. C. 89, 064310 (2014); doi:10.1103/PhysRevC.89.064310.</ref> α 5,168 225Ra 230Th in Spuren 75.380 a α 4,770 226Ra SF (10−11 %) 231Th in Spuren 25,52 h β− 0,389 231Pa α (10−8 %) 4,213 227Ra 232Th 100 % 1,405 · 1010 a α 4,083 228Ra SF (10−9 %) 233Th {syn.} 22,3 min β− 1,245 233Pa 234Th in Spuren 24,10 d β− 0,273 234Pa
Weitere Isotope siehe Vorlage:Infobox Chemisches Element/Isotope
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieses Element entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden. </ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Thorium ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Th und der Ordnungszahl 90. Im Periodensystem steht es in der Gruppe der Actinoide (7. Periode, f-Block).

Es ist ein schwach radioaktives, weiches und duktiles Schwermetall, welches das am häufigsten vorkommende radioaktive Element in der Erdkruste ist. Es wird oft aus Monazit gewonnen. Auf der Erde ist es fast ausschließlich als Thorium-232 zu finden, andere Isotope kommen nur in Spuren vor oder sind komplett synthetisch. Früher wurde die Verbindung Thorium(IV)-oxid aufgrund des hohen Schmelzpunktes in Glühstrümpfen verwendet. Aufgrund der Radioaktivität des Thoriums werden gegenwärtig allerdings andere Materialien verwendet. Heutzutage liegt der Fokus eher auf seiner bisher noch experimentellen Verwendung in Flüssigsalzreaktoren, in denen es das Uran ersetzen soll.

Geschichte

Datei:Jöns Jakob Berzelius.jpeg

Jöns Jakob Berzelius

Der Name Thorium für ein neues Element wurde erstmals 1818 von Jöns Jakob Berzelius verwendet. Er behauptete, dass er 1815 in einem unbekannten Mineral aus Falun eine unbekannte Erde (Metalloxid) gefunden habe, die er nach der germanischen Gottheit Thor Thorina nannte.<ref>Gilbert: Chemische Entdeckungen im Mineralreiche, gemacht zu Fahlun in Schweden: Selenium ein neuer metallartiger Körper, Lithon ein neues Alkali, Thorina eine neue Erde. In: Annalen der Physik. 1818, Band 59, Nummer 7, S. 229–254 .</ref><ref>Paweł Miśkowiec: Name game: the naming history of the chemical elements: part 2—turbulent nineteenth century. In: Foundations of Chemistry. 2022, Band 25, Nummer 2, S. 215–234 .</ref> 1825 verkündete Berzelius jedoch, dass er sich geirrt habe und sich bei weiteren Untersuchungen herausgestellt habe, dass das Mineral nur Yttriumphosphat enthalte.<ref>Jöns Jakob Berzelius: Not sur la thorine. In: Annales de Chimie et de Physique. Band 28, 1825, S. 363–365 (Digitalisat).</ref> Als François Sulpice Beudant 1832 das Mineral genauer beschrieb, nannte er es nach dem griechischen κενός kenós für „vergeblich“, „scheinbar“ und τιμή timé „Wert“, „Preis“ Kenotim, um an den Irrtum von Berzelius zu erinnern. Dieser Name veränderte sich schließlich zu Xenotim.<ref>Marco Fontani, Mariagrazia Costa, Mary Virginia Orna: The Lost Elements. Oxford University Press, 2015, ISBN 978-0-19-938334-4, S. 73.</ref>

1828 fand Morten Thrane Esmark auf der norwegischen Insel Løvøya (Løvø) in der Nähe der Ortschaft Brevik ein schwarzes Mineral. Über seinen Vater Jens Esmark gelangte das Mineral zu Berzelius. Dieser untersuchte es und entdeckte ein unbekanntes Element in dem Mineral. Er konnte verschiedene Salze des neuen Elementes und auch unreines metallisches Thorium darstellen. Letzteres gelang durch Reduktion sowohl von Thoriumchlorid als auch von Kaliumpentafluorothorat(IV) mit Kalium. Für die Benennung des Elementes behielt er seine alte Namensgebung nach Thor bei und nannte das neue Element Thorium und das Mineral Thorit.<ref>J. J. Berzelius: Untersuchung eines neuen Minerals und einer darin enthaltenen zuvor unbekannten Erde. In: Annalen der Physik. 1829, Band 92, Nummer 7, S. 385–415, .</ref><ref name="MorssThorium" details="S. 52">Mathias S. Wickleder, B. Fourest, Peter K. Dorhout: Thorium. In: L.R. Morss, N.M. Edelstein, J.Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. Springer, 2007, .</ref> Reines Thorium konnte 1914 durch Reaktion von Thoriumchlorid mit Natrium im Vakuum bei 500 °C hergestellt werden.<ref>D. Lely, L. Hamburger: Herstellung der Elemente Thorium, Uran, Zirkon und Titan. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1914, Band 87, Nummer 1, S. 209–228 .</ref>

Erstmals verwendet wurde Thorium 1890 von Carl Auer von Welsbach. Er hatte bei der Trennung von Thoriumerzen bemerkt, dass Lösungen, die Thorium und geringe Mengen Cer enthalten, durch eine Flamme stark leuchten können. Daraus entwickelte er einen Glühstrumpf für die Gasbeleuchtung, der etwa 99 % Thorium- und 1 % Cer(IV)-oxid enthielt.<ref>Roland Adunka, Mary Virginia Orna: Carl Auer von Welsbach: Chemist, Inventor, Entrepreneur. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-77904-1, S. 71–74.</ref>

Die Radioaktivität von Thorium wurde 1898 unabhängig voneinander sowohl von Gerhard Carl Schmidt<ref>Gerhard Carl Schmidt: Ueber die von den Thorverbindungen und einigen anderen Substanzen ausgehende Strahlung. In: Annalen der Physik und Chemie. Band 65, 1898, S. 141–151 (Digitalisat).</ref> als auch kurze Zeit später von Marie Curie<ref>Marie Curie: Rayons émis par les composés de l'uranium et du thorium. In: Comptes Rendus. Band 126, 1898, S. 1101–1103 (Digitalisat).</ref> entdeckt.<ref name="Schwankner">Robert J. Schwankner, Alexander Brummeisl, Christian Feigl, Peter Schöffl: Frühe Verwendungsgeschichte von Thorium. In: Geowissenschaften. 12, 3, 1994, S. 66–73, doi:10.2312/geowissenschaften.1994.12.66.</ref> Ab 1899 erforschte Ernest Rutherford den radioaktiven Zerfall des Thoriums. Dabei fand er, dass die Strahlung im Gegensatz zu der des Urans nicht konstant war, sondern schwankte und dass dies von einem radioaktiven Gas verursacht wurde, das er Emanation nannte. Rutherford hatte damit das Radon entdeckt.<ref>E. Rutherford: I. A radio-active substance emitted from thorium compounds. In: The London Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1900, Band 49, Nummer 296, S. 1–14, .</ref><ref>E. Rutherford, R. B. Owens: Thorium and uranium radiation. In: Trans. R. Soc. Can. Band 2, 1899, S. 9–12 (online bei biodiversitylibrary.org).</ref> Er erforschte in der folgenden Zeit auch zusammen mit Otto Hahn die Zerfallskette des Thoriums, die Thorium-Reihe. Dabei fand Hahn Radiothor und Mesothor, die zeitweise für eigene Elemente gehalten wurden. Radiothor erwies sich als das Thoriumisotop ²²⁸Th und Mesothor als ²²⁸Ra.<ref name="Schwankner" /><ref>Otto Hahn: Einige Erinnerungen an das Radiothor und das Mesothor. In: Physik Journal. 1961, Band 17, Nummer 12, S. 570–576 .</ref>

Im Rahmen des Manhattan-Projektes fand Glenn Seaborg, dass durch Bestrahlung von ²³²Th mit langsamen Neutronen das Uranisotop ²³³U entsteht, das sich in weiteren Experimenten als spaltbar herausstellte. Die schon 1942 gemachte Entdeckung wurde 1947 veröffentlicht.<ref>G.T. Seaborg, John W. Gofman, R. W. Stoughton: Nuclear Properties of U²³³: A New Fissionable Isotope of Uranium. In: Physical Review. 1947, Band 71, Nummer 6, S. 378, .</ref> Dies kann in Brutreaktoren (Thermischer Brüter) ausgenutzt werden und wurde unter anderem im Kernkraftwerk THTR-300 in Hamm mit einer Mischung aus Thorium und hochangereichertem Uran als Brennstoff erprobt.<ref>Karl Strauss: Wärmekraftwerke: Von den Anfängen im 19. Jahrhundert bis zur Endphase ihrer Entwicklung. Springer, 2016, ISBN 978-366-2-50537-3, S. 196–197.</ref>

Vorkommen

Datei:Thorite-54889.jpg

Thorit

Thorium ist mit einem Anteil von 9,6 ppm an der kontinentalen Erdkruste ein seltenes, aber verbreitet vorkommendes Element. Es ist das am häufigsten vorkommende radioaktive Element und etwa 3,5 mal so häufig wie Uran. Einen vergleichbaren Anteil an der Erdkruste besitzen etwa Bor, Blei und Praseodym.<ref>Vorlage:CRC Handbook</ref>

Thorium ist ein stark lithophiles Element, so dass ein Großteil des Metalls sich in der Erdkruste befindet, der Erdkern dagegen wahrscheinlich kein Thorium enthält.<ref name="CoreComposition">Rebecca A. Fischer, William F. McDonough: Earth's core composition and core formation. In: Ariel Anbar, Dominique Weis (Hrsg.): Treatise on Geochemistry. 3. Auflage, Elsevier, 2025, ISBN 978-0-323-99763-8, S. 27.</ref> Auf Grund der hohen Ionenladung von +4, in der Thorium in der Natur vorkommt, wirkt es als inkompatibles Element (Gruppe der HFSE, high field strength elements) und wird kaum in gesteinsbildende Minerale eingebaut. Es kommt daher in den meisten Gesteinen nur in sehr geringen Konzentrationen vor. Beim Auskristallisieren oder teilweisem Schmelzen von Magma bleibt Thorium in der Schmelze und reichert sich an. Darum weisen spät kristallisierende magmatische Gesteine wie Granit, Pegmatit oder Carbonatit hohe Thoriumgehalte auf.<ref name="Li">Jie Li, Tianhui Bai, Wenxuan Hu, Meiyun Wang, Lei Liao, Zhifeng Xun, Zexin Wang, Hao Song: Geochemical properties and mineralization of thorium. In: Ore and Energy Resource Geology. Band 18, 2025, Artikel 100081, .</ref><ref name="EncyclopediaGeochemstry">Vincent J. M. Salters: Thorium. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 1439–1441.</ref>

Thorium besitzt einen ähnlichen Ionenradius wie Zirconium und Cer und kann daher in deren Minerale eingebaut werden.<ref name="Li"/> So enthält Zirkon 50 bis 4000 ppm,<ref name="MorssThorium" details="S. 56"/> in der thoriumreichen Varietät Cyrtolit sogar über 5 % Thorium.<ref>N. Murali Krishna, G. V. G. K. Murthy, A. K. Paul, P. B. Maithani: Thorium-Rich Zircon from the Idar Pegmatite, Sabarkantha District, Gujarat. In: Jour. Geol. Soc. India. Band 69, 1, 2007, S. 171–176, .</ref><ref>Cyrtolite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 1. Juni 2026.</ref> Durch den radioaktiven Zerfall von eingebautem Thorium und Uran wird die Kristallstruktur des Zirkons zerstört, weshalb stark thoriumreiche Zirkone metamikt sind.<ref>Bryan C. Chakoumakos, Takashi Murakami, Gregory R. Lumpkin, Rodney C. Ewing: Alpha-Decay—Induced Fracturing in Zircon: The Transition from the Crystalline to the Metamict State. In: Science. Band 236, Nr. 4808, 1987, S. 1556–1559, .</ref> Besonders thoriumreich sind verschiedene Cer-Minerale wie Allanit, der bis zu 2 % und insbesondere Monazit, der 2,5 bis 20 % Thorium enthalten kann.<ref name="MorssThorium" details="S. 56"/> Monazit ist dementsprechend auch die wichtigste Quelle für die Gewinnung von Thorium.<ref name="ullmann" details="S. 691">Wolfgang Stoll: Thorium and Thorium Compounds. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley, 2012, .</ref>

Thorium wird von Wasser kaum aus dem Gestein gelöst, ist somit sehr widerstandsfähig gegen Verwitterung und kann sich darum in Seifenlagerstätten anreichern. Nur unter sehr sauren Bedingungen und bei sehr hohen Kohlenstoffdioxid-Konzentrationen kann es unter Komplexbildung aus dem Gestein gelöst werden. Huminsäuren bilden sehr stabile, unlösliche Komplexe mit Thorium und können es in Böden binden. Zudem adsorbieren Tonminerale Thorium und bestimmen dadurch die Verteilung des Elementes in Sedimentgesteinen.<ref name="Li"/><ref name="EncyclopediaGeochemstry"/> Die meisten Böden enthalten geringe Mengen Thorium, bei normaler natürlicher Radioaktivität 5 bis 95 Bq/kg.<ref>S. V. Fesenko & E. S. Emlutina: Thorium Concentrations in the Environment: A Review of the Global Data. In: Biology Bulletin. Band 48, 2021, S. 2086–2097, .</ref> Ebenso enthält Kohle häufig Thorium in unterschiedlichen Konzentrationen, beispielsweise in Rumänien durchschnittlich 62, in Deutschland 21 Bq/kg. Diese kann sich bei der Verbrennung in der Flugasche anreichern und bei unzureichender Filterung in die Natur gelangen.<ref>International Atomic Energy Agency: Extent of environmental contamination by naturally occurring radioactive material (NORM) and technological options for mitigation. Technical Report Series, Nr. 419, Wien, 2003, ISBN 92-0-112503-8, S. 22–33.</ref>

Datei:Thorianite-322579.jpg

Thorianit

Thorium bildet eine Reihe von Mineralen, von denen Thorit (ThSiO₄), das Thorium-Analogon des Zirkons, das weitaus häufigste ist. Da Thoriumsilikat dimorph ist, kommt es -deutlich seltener- auch als monokliner Huttonit vor. Weitere wichtige Thoriumminerale sind Thorianit (ThO₂), Cheralit (CaTh(PO₄)₂) und Ekanit (Ca₂ThSi₈O₂₀). Thorium kommt ausschließlich als vierwertiges Ion in der Natur vor, gediegenes Thorium ist unbekannt. Insgesamt sind (Stand Juni 2026) 27 Thoriumminerale von der International Mineralogical Association anerkannt. Zu den wichtigsten Fundorten von Thoriummineralen zählen Mont Saint-Hilaire in Kanada, der Steinbruch In den Dellen bei Mendig, Rheinland-Pfalz, der Vulkan Água de Pau auf Madeira, Sarroch auf Sardinien, Italien, der Ilimmaasaq-Komplex auf Grönland, Markocice in Polen, der Pilanesberg in Südafrika und Poços de Caldas in Brasilien.<ref>The mineralogy of Thorium. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 1. Juni 2026.</ref>

Thoriumvorkommen können in mehrere Typen eingeteilt werden. Hierzu zählen vor allem Ganglagerstätten, Seifen und Carbonatite, in kleineren Maß auch Alkaligesteine. Davon machen Seifen mit 2,2 Millionen Tonnen etwa 35,1 % der bekannten Ressourcen aus, gefolgt von Carbonatiten mit 1,8 Millionen Tonnen und etwa 28,7 % sowie Ganglagerstätten mit 24,6 % und 1,5 Millionen Tonnen. Insgesamt sind (Stand 2013) 6,2 Millionen Tonnen weltweite Thoriumressourcen bekannt.<ref name="IAEA" details="S. 6">International Atomic Energy Agency: World Thorium Occurrences, Deposits and Resources. IAEA-TECDOC-1877, ISBN 978-92-0-103719-0 (online, pdf).</ref>

Die größten bekannten Thoriumvorkommen befinden sich in Indien mit identifizierten Ressourcen von etwa 846.000 Tonnen. Dabei handelt es sich überwiegend um Seifen an Stränden der Bundesstaaten Andhra Pradesh, Kerala, Odisha und Tamil Nadu.<ref name="IAEA" details="S. 64-69"/> Weitere wichtige Vorkommen liegen in Brasilien mit 632.000 Tonnen sowie Australien und den Vereinigten Staaten mit jeweils 595.000 Tonnen.<ref name="IAEA" details="S. 13"/> Die größte brasilianische Lagerstätte ist das große carbonatitische Niobvorkommen in Araxá,<ref name="IAEA" details="S. 39"/> die australischen Vorkommen befinden sich vor allem im Murray-Becken in Victoria.<ref name="IAEA" details="S. 88-90"/> Die US-amerikanischen Vorkommen sind vor allen Ganglagerstätten in den Bundesstaaten Montana, Idaho und Colorado.<ref name="IAEA" details="S. 29–32"/> Die größten europäischen Lagerstätten liegen in Grönland, Finnland und Norwegen, vorwiegend als Carbonatit.<ref name="IAEA" details="S. 26"/>

Gewinnung und Darstellung

Wichtigstes Erz für die Gewinnung von Thorium ist Monazit, wobei nur ein geringer Teil des Monazits für die Gewinnung von Thorium abgebaut wird und auch das als Nebenprodukt bei der Seltenerdmetall-Produktion anfallende Thorium wird nur in geringem Ausmaß genutzt.<ref name="Ault">Timothy Ault, Bradley Van Gosen, Steven Krahn, Allen Croff: Natural Thorium Resources and Recovery: Options and Impacts. In: Nuclear Technology. Band 194, Nr. 2, 2016, S. 136–151, .</ref> Je nach Ausgangsmaterial wird Monazit durch Schwerkrafttrennung, Magnettrennung und Flotation von anderen Mineralen getrennt und zu einem Konzentrat mit bis zu 98 % Monazit verarbeitet.<ref name="ullmann" details="S. 692"/>

Um Thorium zusammen mit den Seltenerdmetallen (rear earth elements, REE) aus dem Monazit zu extrahieren, wird es mit konzentrierter Schwefelsäure bei 230 °C ausgelaugt, wodurch sich lösliche Sulfate bilden.<ref name="Th-extr">Ahmad Hayaton Jamely Mohd Salehuddin, Aznan Fazli Ismail, Che Nor Aniza Che Zainul Bahri, Eli Syafiqah Aziman: Economic analysis of thorium extraction from monazite. In: Nuclear Engineering and Technology. Band 51, Nr. 2, 2019, S. 631–640, .</ref> Auch ein Aufschluss mit Natronlauge ist möglich, wobei Hydroxide gebildet werden, die danach in Salzsäure gelöst werden. Dieser Prozess ist jedoch technisch schwieriger.<ref name="ullmann" details="S. 694-696"/> Eine Gewinnung von Thorium durch Rösten von Monazit mit Schwefelsäure ist dagegen nicht möglich, da dabei das auch in starken Säuren unlösliche Thoriumpyrophosphat ThP₂O₇ bildet. Dieses Verfahren wird genutzt, wenn nur die Herstellung von Seltenen Erden gefragt ist und Thorium als Abfall verworfen wird.<ref>Zhaowu Zhu, Yoko Pranolo, Chu Yong Cheng: Separation of uranium and thorium from rare earths for rare earth production – A review. In: Minerals Engineering. Band 77, 2015, S. 185–196, .</ref>

<chem>Th(PO4)4 + 6 H2SO4 -> 3 Th(SO4)2 + 4 H3PO4</chem>

Die Separierung von Thorium und den REE erfolgt in zwei Schritten. Im ersten wird die Lösung mit Ammoniumhydroxid oder Natriumhydroxid versetzt, wodurch Thorium(IV)-hydroxid bei pH-Werten von 1,6 bis 1,89 ausfällt. Anschließend muss es von den restlichen REE getrennt und gereinigt werden. Dies erfolgt über ein Extraktionsverfahren. Besonders effizient ist die Extraktion bei der Verwendung von Salpetersäure als wässrige Phase. Als Extraktionsmittel wird überwiegend Tri-n-butyl-phosphat (TBP) verwendet, andere wie Bis(2-ethylhexyl)phosphat oder Aliquat 336 werden erforscht.<ref name="ThO2-Prod">Ahmad Hayaton Jamely Mohd Salehuddin, Aznan Fazli Ismail, Eli Syafiqah Aziman, Nurul Aida Mohamed, Mohd Asri Mat Teridi, Wan Mohd Razi Idris: Production of high-purity ThO₂ from monazite ores for thorium fuel-based reactor. In: Progress in Nuclear Energy. Band 136, 2021, Artikel 103728, .</ref><ref name="Th-extr"/> Aus der thoriumhaltigen salpetersauren Lösung fällt beim Verdampfen des Wassers Thoriumnitrat als Tetrahydrat aus, dieses ist die wichtigste Handelsform des Elementes und Ausgangsstoff für die Herstellung der meisten anderen Thoriumverbindungen.<ref name="ullmann" details="S. 703"/>

<chem>3 Th(SO4)2 + 4 NH4OH -> Th(OH)4 + 2 (NH4)2SO4</chem>

Datei:Thorium sample 0.1g.jpg

Dünnes Thorium-Blechstück unter Argon in einer Glasampulle, ca. 0,1 g

Das Metall kann entweder durch Elektrolyse oder Reduktion mit bestimmten Metallen hergestellt werden. Für die metallothermische Reduktion wird in der Regel Thoriumdioxid genutzt<ref name="MorssThorium" details="S. 61"/>, das aus Thoriumnitratlösungen durch Fällung mit Oxalsäure und Calcinierung bei 1000 °C hergestellt wird.<ref name="ThO2-Prod"/> Bei der Reduktion von Thoriumoxid wird bevorzugt Calcium eingesetzt<ref name="Saify">M. T. Saify, S. K. Jha, K. K. Abdulla: Production of Thorium Metal Foil. In: SMC Bulletin. Band 4, Nr. 1, 2013, S. 6–9 (online, pdf).</ref>, aber auch Magnesium oder Aluminium sind möglich. Bei der Verwendung dieser Metalle wird Zinkchlorid oder -fluorid zugesetzt, durch die Bildung der intermetallischen Verbindung Th₂Zn₁₇ ist die Reaktion thermodynamisch günstiger. Das Zink kann genauso wie überschüssiges Magnesium, das eine Thorium-Magnesium-Legierung bildet, nach der Reaktion durch Vakuumdestillation entfernt werden. Neben Thoriumdioxid wurde auch Thorium(IV)-fluorid für die Reduktion mit Calcium eingesetzt. Dagegen bilden sich mit Kohlenstoff und Silicium leicht Carbide bzw. Silicide.<ref name="MorssThorium" details="S. 61"/><ref name="ullmann" details="S. 704-708"/>

<chem>ThO2 + 2 Ca -> Th + 2 CaO</chem>

In der elektrolytischen Reduktion können verschiedene Mischungen geschmolzener Halogenide genutzt werden. Dazu zählt das Thoriumfluorid-Kaliumfluorid-Doppelsalz KThF₅ in Natriumchlorid, sowie Thorium(IV)-chlorid oder -fluorid in einer Mischung aus Kaliumchlorid und Natriumchlorid.<ref name="ullmann" details="S. 704-708"/>

Bei den Reduktionsverfahren entsteht Thorium meist in Form eines Pulvers oder Schwamms. Schmelzen und anschließendes Gießen des Metalls ist möglich, aber durch die hohen notwendigen Temperaturen von 1800 °C und die starke Reaktivität sowohl mit Sauerstoff und Stickstoff, als auch den meisten Tiegel-Materialien schwierig. Möglich ist das Schmelzen in Tiegeln aus Berylliumoxid oder stabilisiertem Zirconiumdioxid. Alternativ können Metallbarren durch Lichbogenschmelzen oder durch Zusammenpressen von Thoriumpulver und anschließendes Sintern bei 1350 °C im Vakuum gewonnen werden.<ref name="ullmann" details="S. 708-710"/><ref name="Saify"/>

Hochreines Thorium kann durch das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren über die Bildung und Zersetzung von Thorium(IV)-iodid dargestellt werden.<ref name="MorssThorium" details="S. 61"/>

Über produzierte Mengen an Thorium ist wenig bekannt. Einziges Land, das Monazit gezielt für die Gewinnung von Thorium abbaut, ist Indien. Dieses deckt den Großteil des Weltbedarfs an diesem Element. In China werden kleinere Mengen des Elements als Nebenprodukt beim Abbau in Bayan Obo gewonnen und in der Kernforschung eingesetzt.<ref name="Ault"/> Historisch wird die Weltproduktion von Thorium bis 1988 auf kumuliert über 20.000 Tonnen geschätzt. Wichtigste Produktionsländer waren Australien, China, Indien, Deutschland, Frankreich und die Vereinigten Staaten. Aus den Thoriumgehalten in Monazit geschätzt, könnte die Jahresproduktion in Indien auf 300–400 Tonnen und in Brasilien auf 70–100 Tonnen betragen. Weitere Produktionsländer waren Kanada, Malaysia, die Türkei, Indonesien, Nigeria, Nord- und Südkorea sowie die Sowjetunion.<ref name="IAEA" details="S. 109-110"/>

Eigenschaften

Reines Thorium ist ein silberweißes Metall, das an der Luft bei Raumtemperatur stabil ist und seinen Glanz einige Monate behält. Ist es mit seinem Oxid verunreinigt, läuft es langsam an der Luft an und wird grau und schließlich schwarz.

Die physikalischen Eigenschaften von Thorium hängen stark von seinem Gehalt an seinem Oxid ab. Viele „reine“ Sorten enthalten oft einige Promille Thoriumdioxid. Es ist aber auch hochreines Thorium verfügbar. Reines Thorium ist weich und sehr dehnbar, es kann kalt gewalzt und gezogen werden.

Thorium ist polymorph mit zwei bekannten Modifikationen. Bei über 1400 °C wandelt es sich von einer kubisch-flächenzentrierten zu einer kubisch-raumzentrierten Struktur um.

Von Wasser wird Thorium nur sehr langsam angegriffen, es löst sich auch in den meisten verdünnten Säuren (Flusssäure, Salpetersäure, Schwefelsäure) und in konzentrierter Salz- und Phosphorsäure nur langsam. In rauchender Salpetersäure und Königswasser löst es sich gut. Pulverförmiges Thorium ist bei feiner Verteilung pyrophor. Thorium verbrennt an der Luft mit weißer, hell leuchtender Flamme.

Isotope

Alle Isotope von Thorium sind radioaktiv. Natürliches Thorium besteht ausschließlich aus ²³²Th, einem primordialen Nuklid mit einer Halbwertszeit von 14 Milliarden Jahren. Sein Zerfall über Zwischenschritte hin zu ²⁰⁸Pb (Thorium-Reihe) trägt zur Erdwärme bei. Alle anderen Isotope sind weit kurzlebiger und kommen nur als Zwischenprodukte dieser und anderer Zerfallsreihen in winzigen Spuren natürlich vor.

Verwendung

Glühlicht

Datei:2016-05-11 10-03-00 radex-manchons.ogv

Messung von Strahlung an Glühkörpern

Thorium wurde in Form seines Oxides für die Herstellung von Glühstrümpfen verwendet. Dazu wurde Stoffgewebe mit einer Lösung aus 99 % Thoriumnitrat und 1 % Cernitrat getränkt. Beim ersten Anzünden verbrannte das organische Gewebe, und das Thoriumnitrat zersetzte sich in Thorium(IV)-oxid und nitrose Gase. Hierbei blieb eine zerbrechliche Struktur zurück, die in der Gasflamme ein weißes Licht abgab. Dieses Leuchten hatte nichts mit der sehr schwachen Radioaktivität des Thoriums zu tun, sondern ist gewöhnliches Glühen durch die Hitze der Gasflamme. Aufgrund der Radioaktivität ist man inzwischen zu anderen Materialien übergegangen.

Kernenergie

Thorium kann zur Herstellung des spaltbaren Uranisotops ²³³U verwendet werden. Anders als im Uran-Plutonium-Brutreaktor (dem schnellen Brüter) ist dies auch in einem Reaktor möglich, in dem die Kernspaltung durch thermische Neutronen erfolgt. Das liegt am besonders hohen Wirkungsquerschnitt von ²³²Th für den Einfang eines thermischen Neutrons. Die erreichbaren Brutraten sind bei einem solchen thermischen Brüter aber geringer als beim schnellen Brüter.

Aus Thorium ²³²Th wird durch Neutronenbestrahlung ²³³Th erbrütet; dieses zerfällt über Protactinium ²³³Pa in Uran ²³³U.

<math>\mathrm{^{232}_{\ 90}Th \ + \ ^{1}_{0}n \ \longrightarrow \ ^{233}_{\ 90}Th \ \xrightarrow[22,3 \ min]{\beta^-} \ ^{233}_{\ 91}Pa \ \xrightarrow[26,967 \ d]{\beta^-} \ ^{233}_{\ 92}U}</math>

Die Zeitangaben sind Halbwertszeiten.

Versuche mit Thorium in MOX-Brennelementen waren schon in den 1970er Jahren in Lingen durchgeführt worden.<ref>NEA, OECD: Advanced Reactors With Innovative Fuels: Second Workshop Proceedings 2002. S. 227 ff. (#v=onepage eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).</ref> Als thermischer Brüter war der Leichtwasserreaktor Shippingport von 1977 bis 1982 in Betrieb. Die frühen Hochtemperaturreaktoren (HTR) mit Thoriumverwendung, z. B. der THTR-300, erbrüteten weniger ²³³U als sie an Spaltstoff verbrauchten, waren also keine Brutreaktoren. Nur etwa 4 % des Thoriuminventars konnten zur Energieerzeugung genutzt werden. Diese HTR waren neben Thoriumzugabe also auf ständige Spaltstoffzufuhr in hochangereicherter, waffenfähiger Form (93 % ²³⁵U) angewiesen, was sich aus Gründen der Proliferationssicherheit bald als inakzeptabel erwies, sodass neuere HTR-Konzepte sich auf den klassischen U/Pu-Zyklus mit niedrig angereichertem Uran, d. h. ohne Thorium, konzentrieren. Der deutsche THTR-300 wurde nach 423 Tagen Volllastbetrieb und vielen Problemen 1989 stillgelegt. 2002 fanden in Obrigheim<ref> In: Ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen  </ref> Tests mit Thorium statt. Eine neue, auf fünf Jahre angelegte Versuchsreihe zur Verwendung von Thorium in MOX-Brennelementen läuft seit April 2013 im norwegischen Forschungsreaktor Halden. Ziel ist es, das Verfahren in kommerziellen Kernkraftwerken anzuwenden und auch das Plutonium abzubauen.<ref>S. Peggs u. a.: Thorium Energy Futures. 2012. (Memento vom 13. Februar 2021 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL</ref><ref>Thorium test begins. Bei: world-nuclear.org.</ref> Als aktuelles Konzept für einen thermischen Brüter auf Thoriumbasis ist der Flüssigsalzreaktor zu nennen.<ref>Kun Chen from Chinese Academy of Sciences on China Thorium Molten Salt Reactor TMSR Program auf YouTube.</ref> Ein solcher thermischer Brüter zeigt aber Sicherheitsprobleme; deshalb wird das Konzept eines schnellen Flüssigsalzbrüters diskutiert. Auch das Konzept des beschleunigergetriebenen Rubbiatron-Reaktors basiert auf Thorium.

Da Thorium in größeren Mengen als Uran vorhanden ist, könnte es nach der zu erwartenden Abnahme der weltweiten Uranvorräte möglicherweise in Zukunft eine wichtige Energiequelle sein.<ref> (Memento vom 16. Februar 2013 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL Bei: world-nuclear.org.</ref> Speziell im angelsächsischen Raum gab es Anfang der 2010er Jahre eine intensive Kampagne für eine Thoriumnutzung zur angeblichen Lösung fast aller Energieprobleme.<ref>R. Martin: Super-Fuel: Thorium, the Green Energy Source for the Future. 2012. ( (Memento vom 12. Mai 2012 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL Bei: superfuelbook.com.)</ref><ref>Is Thorium the Biggest Energy Breakthrough Since Fire? Possibly. Bei: forbes.com.</ref> Kritiker dieser Kampagne sprechen von Thorium-Hype<ref>Noel Wauchope: In: ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen .Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) </ref> oder sogar von Astroturfing. Studien für die norwegische und die britische Regierung warnen vor hohen Erwartungen bzgl. Thoriumnutzung.<ref>Thorium Report 2008. Oslo (regjeringen.no PDF).</ref><ref>Comparison of thorium and uranium fuel cycles. 2012. ( (Memento vom 31. Oktober 2012 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL PDF).</ref> Neuere Studien weisen zudem darauf hin, dass eine Nukleartechnik unter Einbeziehung von Thorium erhebliche Proliferationsrisiken birgt.<ref></ref> Ein weiterer sicherheitstechnischer Nachteil der Thoriumanwendung besteht darin, dass bei der Spaltung von Uran-233 um etwa 60 % weniger verzögerte Neutronen entstehen als bei der Uran-235-Spaltung;<ref>fissilematerials.org (PDF; 992 kB).</ref> das erhöht das Risiko von Kritikalitätsstörfällen.

Zurzeit wird vor allem in Indien Forschung zur Nutzung von Thorium in Kernkraftwerken betrieben, da in diesem Land die weltweit größten Thoriumvorkommen zu finden sind. Mit der Fertigstellung des Prototype Fast Breeder Reactor (Prototyp schneller Brutreaktor, PFBR) sei nach mehreren Verschiebungen bis Ende 2025 zu rechnen.<ref> In: ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) </ref>

2025 verkündete China den erfolgreichen Betrieb eines experimentellen Thorium Flüssigsalzreaktors.<ref>Stephen Chen: In: ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen ().Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) </ref>Vorlage:Zukunft/Ausgabe

Der Reaktorsicherheitsexperte Rainer Moormann veröffentlichte 2018 eine kritische Stellungnahme zur Thoriumnutzung und wies vor allem auf erhöhte Proliferationsrisiken durch den auch für Terroristen leicht möglichen Bau einer Atombombe aus ²³³U hin.<ref></ref>

Thorotrast

→ Hauptartikel: Thorotrast

Eine stabilisierte Suspension von kolloidalem Thoriumdioxid wurde von 1931 beginnend unter diesem Handelsnamen bis Ende der 1940er Jahre als Röntgenkontrastmittel für die Angiografie verwendet. Es reichert sich jedoch im retikulohistiozytären System an und kann aufgrund örtlich erhöhter Strahlenbelastung zu Krebs führen. Klare Assoziationen bestehen zwischen Thorotrast und dem Gallengangskarzinom; außerdem kann ein Angiosarkom der Leber, ein sonst sehr seltener bösartiger Tumor der Leber, durch Thorotrast induziert sein. Karzinome der Nasennebenhöhlen nach der Verabreichung von Thorotrast sind beschrieben. Typischerweise treten die Erkrankungen 30–35 Jahre nach der Exposition auf.

An Stelle von Thorotrast werden heute Bariumsulfat und deutlich verbesserte aromatische Iodderivate als Röntgenkontrastmittel verwendet.

Andere Anwendungen

Zur Verbesserung der Zündeigenschaften der beim Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) eingesetzten Elektroden wurde Thoriumdioxid in der Größenordnung von 1 bis 4 % beigemischt. Diese Verwendung ist inzwischen wegen der Strahlenbelastung durch Dämpfe und Schleifstaub nahezu eingestellt worden. Moderne WIG-Elektroden arbeiten mit Cer-Zusätzen.

Als Glühelektrodenwerkstoff eingesetzter Wolframdraht wird zur Verringerung der Elektronen-Austrittsarbeit mit 1 bis 3 % Thoriumdioxid dotiert. Dies ermöglicht die Reduzierung der zu einer vergleichbaren Emission notwendigen Temperatur in Elektronenröhren und verbessert das Startverhalten von Entladungslampen. Im Lampenbau wird Thorium ferner als Getter in Form von Thoriumdioxid-Pillen oder Thoriumfolie eingesetzt.

Datei:Yellowing of thorium lenses.jpg

Gelbstichiges Objektiv mit thoriumhaltigem Glas (links), Gelbstich durch UV-Bestrahlung teilweise entfernt (Mitte), nicht-thoriumhaltiges Objektiv (rechts)

Thoriumdioxid wurde dem Glas für hochwertige optische Linsen zugesetzt, um Linsen mit sehr großem optischen Brechungsindex bei kleiner optischer Dispersion zu produzieren.<ref> (Memento vom 30. Januar 2013 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL (engl.)</ref> Optische Geräte aus der Zeit des Zweiten Weltkriegs (z. B. das Aero-Ektar von Kodak) bzw. der frühen Nachkriegsjahre (z. B. einige Summicron-Objektive von Leitz) enthalten gelegentlich Thoriumglas. Thoriumhaltige Linsen haben einen leichten, sich mit der Zeit verstärkenden Gelbstich, der durch intensive Bestrahlung mit UV-Licht zumindest teilweise entfernt werden kann. Wegen der vom Thorium ausgehenden Strahlung wird thoriumhaltiges Glas heute nicht mehr kommerziell hergestellt. Lanthan-haltige Gläser (z. B. LaK9) können Thoriumglas ersetzen.<ref>Zusammenfassung einschlägiger Literatur in einem Beitrag von Nutzer „Ill“ im Leica User Forum (Memento vom 19. Januar 2012 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL (abgerufen am 6. April 2011).</ref>

Als Legierung mit Magnesium (Mag-Thor) kam Thorium in der militärischen Luftfahrt und Triebswerkstechnik zum Einsatz. Thorium verleiht der Legierung eine höhere Festigkeit und erhöhte Temperaturbeständigkeit und wurde insbesondere in Kompressorstufen von Triebwerken verwendet. Neben der Drohne Lockheed D-21 und der Boden-Luft Rakete Bomarc CIM-10 kam Mag-Thor auch in erheblichen Mengen (3 kg je Flugzeug) im Triebwerk Snecma Atar 9C zum Einsatz, welches in der Dassault Mirage III verbaut wurde.

Das Isotop ²²⁹Th hat die einzigartige Eigenschaft, dass sein Atomkern nur 8,355733554021(8) eV über dem Grundzustand einen langlebigen angeregten Zustand (Kernisomer) besitzt. Dies entspricht ultraviolettem Licht der Vakuum-Wellenlänge von 148,38218288272(14) nm.<ref>Observation of the radiative decay of the 229Th nuclear clock isomer Kraemer, S., Moens, J., Athanasakis-Kaklamanakis, M. et al., Nature 617, 706–710 (2023) doi:10.1038/s41586-023-05894-z</ref> Nach jahrelangen Experimenten zur genauen Bestimmung der Anregungsenergie gelang 2023 die Anregung dieses Zustands mit Laserlicht.<ref> ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen .Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) </ref> Dies könnte den Bau einer Atomkernuhr ermöglichen.<ref name="atomkernuhr">Nadja Podbregar: In: ; ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen .Vorlage:Toter Link/Core (Seite nicht mehr abrufbar. Suche im Internet Archive) </ref>

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen, die eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielt. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Chemische Toxizität

Die akute chemische Toxizität von Thorium wird als gering eingeschätzt und im Wesentlichen auf die Radioaktivität zurückgeführt. Dies hängt mit der schlechten Wasserlöslichkeit von 0,0001 μg pro Liter (10⁻¹⁰) des reinen Metalls sowie des meist vorkommenden Thoriumdioxids zusammen. Lediglich in sehr saurem Milieu ab einem pH-Wert von 4 löst sich Thorium besser. Auch Oxalate und andere Komplexbildner erhöhen die Wasserlöslichkeit.<ref name="Schneckenstein">B. Merkel, G. Dudel u. a.: (Memento vom 11. Juni 2007 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL (PDF; 4,0 MB), TU Bergakademie Freiberg und TU Dresden 1988.</ref>

Radiotoxizität

Das Thoriumisotop ²³²Th ist mit seiner Halbwertszeit von 14,05 Mrd. Jahren noch wesentlich schwächer radioaktiv (geringere Dosisleistung) als Uran-238, da durch die längere Halbwertszeit weniger Zerfälle pro Sekunde stattfinden und auch die Konzentration der kurzlebigen Zerfallsprodukte geringer bleibt. Thorium ist ein α-Strahler und aufgrund dieser Strahlungsart gefährlich bei Inhalation und Ingestion. Metall-Stäube und vor allem -Oxide sind aufgrund ihrer Lungengängigkeit radiotoxisch besonders gefährlich und können Krebs verursachen. Beim Lagern von und Umgang mit Thorium und seinen Verbindungen ist auch die dauernde Anwesenheit der Elemente aus der Zerfallsreihe zu beachten. Besonders gefährlich sind starke Beta- und die mit einem hohen 2,6-MeV-Anteil sehr energiereichen und durchdringungsfähigen Gammastrahlen. Ferner entsteht in der Zerfallsreihe als Ergebnis eines Alphazerfalls das auch als Thoron bekannte Radonisotop ²²⁰Rn, das wiederum in einem Alphazerfall zu Polonium-216 und Blei-212 zerfällt.<ref> In: Ehemals im Vorlage:Referrer (nicht mehr online verfügbar); abgerufen  </ref> Bei gleicher Aktivitätskonzentration ergibt sich aus den Thoron-Folgeprodukten eine 14-fach höhere Strahlenbelastung als aus den Folgeprodukten des ²²²Rn.<ref>Imke Frischmuth: (Memento vom 25. März 2016 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL Bei: PTB.de. 28. Februar 2011, abgerufen am 7. April 2016.</ref>

Thoriumverbindungen

In Übereinstimmung mit seiner Stellung im Periodensystem tritt Thorium in seinen Verbindungen normalerweise in der Oxidationsstufe +4 auf; Thorium(III)- und Thorium(II)-Verbindungen sind seltener. Eine Besonderheit bilden die Carbide der Actinoide ohne feste Stöchiometrie.

• Thoriumdioxid, Thorium(IV)-oxid (ThO₂) hat mit 3300 °C einen der höchsten Schmelzpunkte aller Metalloxide. Nur einige wenige Metalle, wie Wolfram, und einige Verbindungen, wie Tantalcarbid, besitzen höhere Schmelzpunkte.
• Thoriumnitrat, Thorium(IV)-nitrat (Th(NO₃)₄) ist eine farblose, leicht in Wasser und Alkohol lösliche Verbindung. Das Nitrat ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Darstellung von Thorium(IV)-oxid sowie von Thoriummetall und wird auch bei der Erzeugung von Gasglühkörpern eingesetzt.
• Thoriumnitrid, Thorium(IV)-nitrid (Th₃N₄) entsteht beim Glühen von Thorium in Stickstoffatmosphäre und hat einen messingfarbenen Glanz. Thoriumnitrid ist hygroskopisch und zerfällt innerhalb weniger Stunden durch Luftfeuchte.
• Thoriumcarbid, ThC₂ bildet gelbe, monokline Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 2655 °C. Das Carbid wird bei etwa 9 K supraleitend. In Form des Mischcarbids (Th, U)C₂ wird Thoriumcarbid als Brennstoff in gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren eingesetzt. Die Darstellung des Carbidgemisches erfolgt durch Umsetzung der Thorium- und Uranoxide mit Kohlenstoff bei 1600 bis 2000 °C.
• Thorium(IV)-chlorid, ist ein weißer, hygroskopischer, kristalliner Feststoff. Jöns Jakob Berzelius stellte durch dessen Reduktion mit Kalium zum ersten Mal metallisches Thorium her.<ref></ref>

Historische Bezeichnungen

„Thorium-G“

Bei der auch als Weltvernichtungsmaschine titulierten „Cobalt-Thorium-G“-Bombe in Stanley Kubricks Film Dr. Seltsam oder: Wie ich lernte, die Bombe zu lieben handelt es sich in erster Linie um eine Kobaltbombe. Verwendet man im Bombendesign Thorium (möglicherweise anstelle von Uran in der Fissionsstufe oder im Mantel), so entsteht bei der Explosion u. a. radioaktives, giftiges und langlebiges Protactinium-231, was das Kontaminationspotential des Fallouts beträchtlich steigern würde. Die Halbwertszeit von Protactinium-231 beträgt allerdings 32760 Jahre und weicht somit von der im Film genannten (93,7 bzw. 100 Jahre) deutlich ab.

„Thorium-X“

Unter der Bezeichnung Thorium-X wurden vor allem in der 1. Hälfte des 20. Jahrhunderts verschiedene Lösungen gehandelt, die Thorium- und andere radioaktive Nuklide enthielten. In den USA kam z. B. eine Tinktur dieses Namens bis etwa 1960 in der Strahlentherapie von Hautkrankheiten zur Anwendung. In Deutschland gab es um 1930 Badezusätze und Ekzemsalben der Marke „Thorium-X“, die wegen der offenkundigen Gesundheitsgefahren allerdings kurz darauf aus dem Handel genommen wurden. Des Weiteren gab es eine Thorium-X-haltige Zahnpasta mit dem Namen Doramad. Ferner wurde in den 1960ern in der Universitätsklinik Münster (Hüfferstiftung) Thorium-X bei Morbus-Bechterew-Patienten gegen eine weitere Versteifung der Wirbelsäule eingesetzt. Der Patient erhielt während eines circa dreimonatigen stationären Aufenthaltes einmal pro Woche eine Thorium-X-Injektion. Die fortschreitende Versteifung wurde dadurch für ca. 15 Jahre weitgehend gestoppt.

„Ionium“

Als Ionium wurde in der Kernphysik das Isotop 230-Th bezeichnet. In der Altersdatierung wird der Begriff Ionium-Methode immer noch für die 230-Th/232-Th-Datierung verwendet.

Sonstiges

Thorium-Äquivalente (equivalent thorium) werden in ppm eTh angegeben.<ref>siehe z. B. https://www.researchgate.net/profile/Ashraf-Khater-2/publication/348676966_Feasibility_of_Handheld_BGO_Gamma-Ray_Spectrometer_to_Evaluate_U_and_Th_in_Phosphate_Ore_Mining_Area_A_Case_Study/links/6035fcbc4585158939c5b5e1/Feasibility-of-Handheld-BGO-Gamma-Ray-Spectrometer-to-Evaluate-U-and-Th-in-Phosphate-Ore-Mining-Area-A-Case-Study.pdf; abgerufen am 21. Januar 2026</ref>

Literatur

• Robert J. Schwankner, Alexander Brummeisl, Christian Feigl, Peter Schöffl: Frühe Verwendungsgeschichte von Thorium. In: Geowissenschaften. 12, 3, 1994, S. 66–73. doi:10.2312/geowissenschaften.1994.12.66.

Weblinks

Commons:  – Sammlung von Bildern

[[wikt:|Wiktionary: ]] – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Eintrag zu Thorium. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum
• Seth H. Grae: Thorium, Chemical & Engineering News, 2003
• International Thorium Energy Organisation
• USA: Nutzung von Thorium soll strahlenden Müll reduzieren, heise.de
• (Memento vom 9. Februar 2012 im Internet Archive)Vorlage:Webarchiv/Wartung/URL (PDF; 49 KB) (englisch)
• Erich Aschwanden: Skandale von der Beschaffung bis zur Entsorgung: Radioaktive Triebwerke der Mirage-Kampfjets sorgen für Probleme. In: nzz.ch, 10. September 2022, abgerufen am 15. September 2022

Einzelnachweise

<references />

H

He

Li

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C

N

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Ne

Na

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P

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Fl

Mc

Lv

Ts

Og

Alkali­metalle

Erdalkali­metalle

Lanthanoide

Actinoide

Übergangs­metalle

Metalle

Halb­metalle

Nicht­metalle

Halogene

Edelgase

Chemie unbekannt