Thorium ( <sup>90</sup> Th) besitzt sieben natürlich vorkommende Isotope , von denen keines stabil ist. Ein Isotop, <sup> 232</sup> Th , ist relativ stabil mit einer Halbwertszeit von 1,40 × 10<sup> 10</sup> Jahren, deutlich länger als das Alter der Erde und sogar etwas länger als das allgemein anerkannte Alter des Universums . Dieses Isotop macht nahezu das gesamte natürliche Thorium aus, weshalb Thorium lange als mononuklidisch galt . Im Jahr 2013 stufte die IUPAC Thorium jedoch aufgrund großer Mengen an <sup> 230</sup> Th im Tiefseewasser als binuklidisch ein. Thorium besitzt eine charakteristische terrestrische Isotopenzusammensetzung, weshalb ihm ein Standardatomgewicht zugewiesen werden kann.

Einunddreißig Radioisotope wurden charakterisiert, wobei <sup>232</sup> Th, <sup>230</sup> Th mit einer Halbwertszeit von 75.400 Jahren, <sup>229</sup> Th mit einer Halbwertszeit von 7.916 Jahren und <sup>228</sup> Th mit einer Halbwertszeit von 1,91 Jahren die stabilsten sind. Alle übrigen radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 30 Tagen, die meisten davon sogar von weniger als 10 Minuten. Ein Isotop, <sup> 229</sup> Th, besitzt ein Kernisomer (oder einen metastabilen Zustand) mit einer bemerkenswert niedrigen Anregungsenergie [ 4 ] , die kürzlich gemessen wurde.8,355 733 554 021 (8) eV [ 5 ] [ 6 ] Es wurde vorgeschlagen, die Laserspektroskopie des 229Th -Kerns durchzuführen und den niederenergetischen Übergang für die Entwicklung einer hochpräzisen Kernuhr zu nutzen. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

Die bekannten Isotope des Thoriums weisen Massenzahlen von 207 [ 10 ] bis 238 auf.

Liste der Isotope

Nuklid [ n 1 ]Historischer Name ZNIsotopenmasse ( Da ) [ 11 ] [ n 2 ] [ n 3 ]Entdeckungsjahr [ 12 ] [ 13 ]​Halbwertszeit [ 1 ] [ n 4 ]Zerfallsmodus [ 1 ] [ n 5 ]Tochterisotop [ n 6 ]Spin und Parität [ 1 ] [ n 7 ] [ n 8 ]Natürliche Häufigkeit (Molenbruch)
Anregungsenergie Normales Verhältnis [ 1 ]Variationsbereich
207 Th [ 10 ]90 117 20229,7+46,6 −4,4 MSα203 Ra
208 Th 90 118 208.017915(34) 20102,4(12) ms α 204 Ra 0+
209 Th 90 119 209.017998(27) 19963,1(12) ms α 205 Ra 13/2+
210 Th 90 120 210.015094(20) 199516,0(36) ms α 206 Ra 0+
211 Th 90 121 211.014897(92) 199548(20) ms α 207 Ra 5/2−#
212 Th 90 122 212.013002(11) 198031,7(13) ms α 208 Ra 0+
213 Th 90 123 213.0130115(99) 1968144(21) ms α 209 Ra 5/2−
213m Th 1180,0(14) keV 20071,4(4) μs ES213 Th (13/2)+
214 Th 90 124 214.011481(11) 196887(10) ms α 210 Ra 0+
214m Th 2181,0(27) keV 20071,24(12) μs ES 214 Th 8+#
215 Th 90 125 215.0117246(68) 19681,35(14) s α 211 Ra (1/2−)
215m Th 1471(50)# keV 2005770(60) ns ES 215 Th 9/2+#
216 Th 90 126 216.011056(12) 196826,28(16) ms α 212 Ra 0+
216m1 Th 2041(8) keV 1983135,4(29) μs IT (97,2 %) 216 Th Ab 8 Jahren
α (2,8 %) 212 Ra
216 m2 Th 2648(8) keV 2001580(26) ns ES 216 Th (11−)
216 m³ Th 3682(8) keV 2001740(70) ns ES 216 Th (14+)
217 Th 90 127 217.013103(11) 1968248(4) μs α 213 Ra 9/2+#
217m1 Th 673,3(1) keV 1989141(50) ns ES 217 Th (15/2−)
217 m2 Th 2307(32) keV 200571(14) μs ES 217 Th (25/2+)
218 Th 90 128 218.013276(11) 1973122(5) ns α 214 Ra 0+
219 Th 90 129 219.015526(61) 19731,023(18) μs α 215 Ra 9/2+#
220 Th 90 130 220.015770(15) 197310,2(3) μs α 216 Ra 0+
221 Th 90 131 221.0181858(86) 19701,75(2) ms α 217 Ra 7/2+#
222 Th 90 132 222.018468(11) 19702,24(3) ms α 218 Ra 0+
223 Th 90 133 223.0208111(85) 19520,60(2) s α 219 Ra (5/2)+
224 Th 90 134 224.021466(10) 19491.04(2) s α [ n 9 ]220 Ra 0+
225 Th 90 135 225.0239510(55) 19498,75(4) min α (~90%) 221 Ra 3/2+
EC (~10%) 225 Hektar
226 Th 90 136 226.0249037(48) 194830,70(3) min α 222 Ra 0+
CD (<3,2 × 10 −12 %) 208 Pb 18 O
227 . Radioaktinium 90 137 227.0277025(22) 190618.693(4) d α 223 Ra (1/2+) Spur [ n 10 ]
228 Th Radiothorium 90 138 228.0287397(19) 19051,9125(7) y α 224 Ra 0+ Spur [ n 11 ]
CD (1,13×10−11 % ) 208 Pb 20 O
229 Th 90 139 229.0317614(26) 19477916(17) y α 225 Ra 5/2+ Spur [ n 12 ]
229m Th 8,355733554021(8) eV [ 14 ]19907(1) μs [ 15 ]IT [ n 13 ]229 Th +3/2+
229m Th +8,355733554021(8) eV [ 14 ](1990) [ n 14 ]29(1) min [ 16 ]γ [ n 13 ]229 Th +3/2+
230 Th [ n 15 ]Ionium 90 140 230.0331323(13) 19077,54(3)×10 4  y α 226 Ra 0+ 0,0002(2) [ n 16 ]
CD (5,8×10−11 % ) 206 Hg 24 Ne
SF (<4×10 −12 %) (verschieden)
231 Th Uran Y 90 141 231.0363028(13) 191125,52(1) h β −231 Pa 5/2+ Spur [ n 10 ]
232 Th [ n 17 ]Thorium 90 142 232.0380536(15) 18981,40(1)×10 10  yα [ n 18 ]228 Ra 0+ 0,9998(2)
SF (1,1 × 10 −9 %) (verschieden)
CD (<2,78×10−10 % ) 208,206 Hg 24,26 Ne
233 Th 90 143 233.0415801(15) 193521,83(4) min β −233 Pa 1/2+ Spur [ n 19 ]
234 Th Uran X 190 144 234.0435998(28) 190024.107(24) d β −234 m Pa [ 17 ]0+ Spur [ n 16 ]
235 Th 90 145 235.047255(14) 19697,2(1) min β −235 Pa 1/2+#
236 Th 90 146 236.049657(15) 197337,3 (15) Min. β −236 Pa 0+
237 Th 90 147 237.053629(17) 19934,8(5) min β −237 Pa 5/2+#
238 Th 90 148 238.05639(30)# 19999,4 (20) min β −238 Pa 0+
Diese Tabellenkopf- und -fußzeile:
  • Sicht
  1. ^ m Th – Angeregtes Kernisomer .
  2. ^ ( ) – Die Unsicherheit (1 σ ) wird in Kurzform in Klammern nach den entsprechenden letzten Ziffern angegeben.
  3. ^ # – Atommasse mit der Kennzeichnung #: Wert und Unsicherheit wurden nicht ausschließlich aus experimentellen Daten abgeleitet, sondern zumindest teilweise aus Trends der Massenoberfläche (TMS).
  4. ^ Fettgedruckte Halbwertszeit  – nahezu stabil, Halbwertszeit länger als das Alter des Universums .
  5. ^ Zerfallsarten:
    EG:Elektroneneinfang
    CD:Clusterzerfall
    ES:isomerer Übergang
  6. ^ Fettgedrucktes Symbol als Tochterprodukt – Tochterprodukt ist stabil.
  7. ^ ( ) Spinwert – Gibt den Spin mit schwachen Zuweisungsargumenten an.
  8. ^ # – Mit # gekennzeichnete Werte wurden nicht ausschließlich aus experimentellen Daten abgeleitet, sondern zumindest teilweise aus Trends benachbarter Nuklide (TNN).
  9. ^ Es wird angenommen, dass es auch einen β + β + Zerfall zu 224Ra durchläuft .
  10. ^ a b Zwischenprodukt des Zerfalls von 235 U
  11. ^ Zwischenprodukt des Zerfalls von 232 Th
  12. ^ Zwischenprodukt des Zerfalls von 237 Np
  13. ^ a b Neutrales <sup>229m</sup> Th zerfällt rasch durch innere Konversion unter Abgabe eines Elektrons. Da nicht genügend Energie vorhanden ist, um ein zweites Elektron abzugeben, bleiben <sup> 229m</sup> Th <sup> + </sup>-Ionen deutlich länger bestehen und zerfallen durch Gammastrahlung. Siehe § Thorium-229m .
  14. ^ Gleicher isomerer Zustand wie oben
  15. ^ Wird bei der Uran-Thorium-Datierung verwendet
  16. ^ a b Zwischenprodukt des Zerfalls von 238 U
  17. ^ Primordiales Radionuklid
  18. ^ Es wird angenommen, dass es auch einem β − β − ​​Zerfall zu 232 U
  19. ^ Entstanden durch Neutroneneinfang von 232 Th

Verwendung

Thorium wurde als mögliche Verwendung in thoriumbasierten Kernkraftwerken vorgeschlagen .

In vielen Ländern ist die Verwendung von Thorium in Konsumgütern verboten oder wird davon abgeraten, da es radioaktiv ist.

Es wird derzeit in Kathoden von Vakuumröhren verwendet, da es eine Kombination aus physikalischer Stabilität bei hohen Temperaturen und einer geringen Arbeitsenergie bietet, die erforderlich ist, um ein Elektron von seiner Oberfläche zu entfernen.

Seit etwa einem Jahrhundert wird es in den Glühstrümpfen von Gas- und Dampflampen wie Gaslampen und Campinglaternen verwendet.

Linsen mit geringer Dispersion

Thorium wurde auch in bestimmten Glaselementen der von Kodak während des Zweiten Weltkriegs hergestellten Aero-Ektar- Objektive verwendet. Daher sind diese leicht radioaktiv. [ 18 ] Zwei der Glaselemente der f/2,5 Aero-Ektar-Objektive bestehen zu 11 bzw. 13 Gewichtsprozent aus Thorium. Die thoriumhaltigen Gläser wurden aufgrund ihres hohen Brechungsindex bei gleichzeitig geringer Dispersion (Abweichung des Brechungsindex von der Wellenlänge) eingesetzt – eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft. Viele erhaltene Aero-Ektar-Objektive weisen eine teefarbene Tönung auf, die möglicherweise auf Strahlenschäden am Glas zurückzuführen ist.

Diese Objektive wurden für die Luftaufklärung eingesetzt, da die Strahlung nicht ausreicht, um den Film innerhalb kurzer Zeit zu beschlagen. Dies deutet darauf hin, dass die Strahlung als relativ unbedenklich einzustufen ist. Dennoch ist es ratsam, die Objektive bei Nichtgebrauch möglichst weit entfernt von bewohnten Gebieten zu lagern, um die Strahlung gemäß dem Abstandsgesetz zu reduzieren. [ 19 ]

Aktiniden vs. Spaltprodukte

Aktiniden und Spaltprodukte nach Halbwertszeit
Aktiniden [ 20 ] durch ZerfallsketteHalbwertszeitbereich ( a ) Spaltprodukte von 235U nach Ausbeute [ 21 ]​
4 n (Thorium)4 n + 1 (Neptunium)4 n + 2 (Radium)4 n + 3 (Actinium)4,5–7 % 0,04–1,25 % <0,001%
228 RaNr.4–6 a155 Euþ
248 Bk [ 22 ]> 9 a
244 cmƒ241 Puƒ250 Cf 227 AcNr.10–29 a90 Sr 85 Kr 113m Cdþ
232 Uƒ238 Puƒ243 cmƒ29–97 a137 Cs 151 Smþ121m Sn
249 Vgl.ƒ242m Amƒ141–351 a

Keine Spaltprodukte haben eine Halbwertszeit im Bereich von 100 a–210 ka ...

241 Amƒ251 Vgl.ƒ [ 23 ]430–900 a
226 RaNr.247 Bk 1,3–1,6 ka
240 Pu 229 Th 246 cmƒ243 Amƒ4,7–7,4 ka
245 cmƒ250 cm 8,3–8,5 ka
239 Puƒ24,1 ka
230 Th№231 PaNr.32–76 ka
236 Npƒ233 Uƒ234 UNr.150–250 ka99 Tc₡126 Sn
248 cm 242 Pu 327–375 ka79 Se₡
1,33 Mio. Jahre135 Cs₡
237 Npƒ1,61–6,5 Mio. Jahre93 Zr 107 Pd
236 U 247 cmƒ15–24 Mio. Jahre129 I₡
244 Pu 80 Millionen

... noch vor 15,7 Millionen Jahren [ 24 ]

232 Th№238 UNr.235 Uƒ№0,7–14,1 Ga

Bemerkenswerte Isotope

Thorium-228

<sup>228</sup> Th ist einThoriumisotop mit 138 Neutronen . Es wurde früher als Radiothorium bezeichnet, da es in der Zerfallskette von Thorium-232 vorkommt. Seine Halbwertszeit beträgt 1,9125 Jahre. Es zerfällt durch Alphazerfall zu <sup>224</sup> Ra . Gelegentlich zerfällt es über den ungewöhnlichen Weg des Clusterzerfalls , wobei ein <sup>20 </sup>O -Kern emittiertund stabiles <sup>208</sup> Pb gebildet wird . Es ist ein Tochterisotop von <sup>232</sup> U und für dessen radiologische Gefährdung verantwortlich.

Zusammen mit seinem Zerfallsprodukt 224Ra wird es für die Alphateilchen-Strahlentherapie verwendet. [ 25 ]

Thorium-229

<sup>229</sup> Th ist ein radioaktives Thoriumisotop , das durch Alpha - Zerfall mit einer Halbwertszeit von 7916 Jahren zerfällt . <sup>229</sup> Th entsteht durch den Zerfall von Uran-233 und wird hauptsächlich zur Herstellung der medizinischen Isotope Actinium-225 und Bismut-213 verwendet . [ 26 ]

Thorium-229m

229Th besitzt ein Kernisomer ,229 mTh , mit einer bemerkenswert niedrigen Anregungsenergie von8.355 733 554 021 (8) e.V. . [ 6 ]

Aufgrund dieser geringen Energie hängt die Lebensdauer von <sup> 229m</sup> Th stark von der elektronischen Umgebung des Atomkerns ab. Im neutralen <sup>229m</sup> Th zerfällt das Isomer innerhalb weniger Mikrosekunden durch innere Konversion . [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] Die Energie des Isomers reicht jedoch nicht aus, um ein zweites Elektron zu entfernen (die zweite Ionisierungsenergie von Thorium beträgt …).11,5 eV ), daher ist eine interne Konversion in Th + -Ionen unmöglich . Der Strahlungszerfall erfolgt mit einer um 8,4 Größenordnungen längeren Halbwertszeit von über 1000 Sekunden. [ 28 ] [ 30 ] Eingebettet in Ionenkristalle ist die Ionisierung nicht ganz vollständig (100 %), sodass eine geringe interne Konversion stattfindet, was zu einer kürzlich gemessenen Lebensdauer von ≈600 s , [ 5 ] [ 31 ] was auf eine Lebensdauer für isolierte Ionen von extrapoliert werden kann1740 ± 50 s . [ 5 ]

Diese Anregungsenergie entspricht einer Photonenfrequenz von2 020 407 384 335 ± 2 kHz (Wellenlänge148,382 182 8827 (15) nm ). [ 6 ] [ 32 ] [ 5 ] [ 31 ] Obwohl im sehr hohen Frequenzbereich des Vakuum-Ultravioletts ein Laser gebaut werden kann, der bei dieser Frequenz arbeitet , bietet er die einzige bekannte Möglichkeit zur direkten Laseranregung eines Kernzustands [ 33 ] , was Anwendungen wie eine hochpräzise Kernuhr [ 8 ] [ 9 ] [ 34 ] [ 35 ] oder als Qubit für Quantencomputer [ 36 ] ermöglichen könnte .

Diese Anwendungen wurden lange Zeit durch ungenaue Messungen der isomeren Energie behindert, da die hohe Präzision der Laseranregung die Suche in einem breiten Frequenzbereich erschwert. Zahlreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen versuchten, die Übergangsenergie präzise zu bestimmen und weitere Eigenschaften des isomeren Zustands von <sup> 229</sup> Th (wie die Lebensdauer und das magnetische Moment) zu spezifizieren, bevor die Frequenz im Jahr 2024 genau gemessen werden konnte. [ 5 ] [ 32 ] [ 31 ]

Geschichte

Erste Messungen wurden mittels Gammaspektroskopie durchgeführt , wodurch folgende Ergebnisse erzielt wurden:Der angeregte Zustand von <sup>229</sup> Th bei 29,5855 keV wurde untersucht, und die Differenz der emittierten Gammastrahlenenergien beim Zerfall in die isomeren Zustände <sup> 229m</sup> Th (90 %) oder <sup>229</sup> Th (10 %) wurde gemessen. 1976 versuchten Kröger und Reich , die Auswirkungen der Corioliskraft in deformierten Atomkernen zu verstehen und das Gammaspektrum von Thorium mit theoretischen Kernformmodellen abzugleichen. Zu ihrer Überraschung ließen sich die bekannten Kernzustände nicht sinnvoll verschiedenen Quantisierungsniveaus des Gesamtdrehimpulses zuordnen. Sie schlussfolgerten, dass einige zuvor als <sup>229</sup> Th identifizierte Zustände tatsächlich auf einen Spin- … zurückzuführen sind.3/2⁠ Kernisomer, 229m Th, mit einer bemerkenswert niedrigen Anregungsenergie. [ 37 ]

Damals wurde die Energie allein aufgrund des Ausbleibens eines direkten Zerfalls des Isomers auf unter 100 eV geschätzt. Weitere Messungen im Jahr 1990 führten jedoch zu dem Schluss, dass die Energie mit hoher Wahrscheinlichkeit unter 10 eV liegt [ 38 ] , was sie zu einer der niedrigsten bekannten Anregungsenergien von Isomeren macht. In den folgenden Jahren wurde die Energie weiter eingegrenzt auf …3,5 ± 1,0 eV , was lange Zeit als akzeptierter Energiewert galt. [ 39 ]

Im Jahr 2007 wurden verbesserte Gammastrahlenspektroskopie-Messungen mit einem hochentwickelten hochauflösenden Röntgenmikrokalorimeter durchgeführt, die einen neuen Wert für die Übergangsenergie von7,6 ± 0,5 eV , [ 40 ] korrigiert auf7,8 ± 0,5 eV im Jahr 2009. [ 41 ] Diese höhere Energie hat zwei Konsequenzen, die bei früheren Versuchen zur Beobachtung emittierter Photonen nicht berücksichtigt worden waren:

  • Weil es über dem von Thorium liegtBei einer ersten Ionisierungsenergie von 6,08 eV zerfällt neutrales 229mTh mit extrem geringer Wahrscheinlichkeit durch Strahlung, und
  • Weil es sich über dem befindetAufgrund der Vakuum-Ultraviolett-Grenzspannung von 6,2 eV können die erzeugten Photonen die Luft nicht durchdringen.

Doch selbst unter Kenntnis der höheren Energie blieben die meisten Suchen in den 2010er Jahren nach Licht, das beim isomeren Zerfall emittiert wird, erfolglos [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ], was auf einen potenziell starken strahlungslosen Zerfallskanal hindeutet. Der direkte Nachweis von Photonen, die beim isomeren Zerfall emittiert werden, wurde 2012 [ 46 ] und erneut 2018 [ 47 ] behauptet . Beide Berichte waren jedoch Gegenstand kontroverser Diskussionen innerhalb der Fachwelt [ 48 ] [ 49 ] .

Im Jahr 2016 gelang der direkte Nachweis von Elektronen, die beim internen Konversionszerfall von <sup>229m</sup> Th emittiert werden. [ 50 ] Damals konnte die Übergangsenergie des Isomers jedoch nur ungenau auf einen Bereich zwischen 6,3 und 18,3 eV eingegrenzt werden. Schließlich ermöglichte 2019 die nicht-optische Elektronenspektroskopie der beim isomeren Zerfall emittierten internen Konversionselektronen die Bestimmung der Anregungsenergie des Isomers.8,28 ± 0,17 eV . [ 51 ] Dieser Wert schien jedoch im Widerspruch zu dem Preprint von 2018 zu stehen, der zeigte, dass ein ähnliches Signal wie einEin Xenon-VUV-Photon mit einer Energie von 8,4 eV kann gezeigt werden, aber mit etwa1.3+0,2 −0,1 eV less energy and a (retrospectively correct) 1880±170 s lifetime.[47] In that paper, 229Th was embedded in SiO2, possibly resulting in an energy shift and altered lifetime, although the states involved are primarily nuclear, shielding them from electronic interactions.

In another 2018 experiment, it was possible to perform a first laser-spectroscopic characterization of the nuclear properties of 229mTh.[52] In this experiment, laser spectroscopy of the 229Th atomic shell was conducted using a 229Th2+ ion cloud with 2% of the ions in the nuclear excited state. This allowed probing for the hyperfine shift induced by the different nuclear spin states of the ground and the isomeric state. In this way, a first experimental value for the magnetic dipole and the electric quadrupole moment of 229mTh could be inferred.

In 2019, the isomer's excitation energy was constrained to 8.28±0.17 eV based on the direct detection of internal conversion electrons[51] and a secure population of 229mTh from the nuclear ground state was achieved by excitation of the 29 keV nuclear excited state via synchrotron radiation.[53] Additional measurements by a different group in 2020 produced a figure of 8.10±0.17 eV (153.1±3.2 nm wavelength).[54] Combining these measurements, the expected transition energy is 8.12±0.11 eV.[55]

In September 2022, spectroscopy on decaying samples determined the excitation energy to be 8.338±0.024 eV.[56]

In April 2024, two separate groups finally reported precision laser excitation Th4+ cations doped into ionic crystals (of CaF2 and LiSrAlF6 with additional interstitial F− anions for charge compensation), giving a precise (~1 part per million) measurement of the transition energy.[32][7][5][31] A one-part-per-trillion (Eine Messung im Bereich von 10−12 folgte bald darauf im Juni 2024 [ 6 ] [ 57 ] , und zukünftige hochpräzise Laser werden die Frequenz bis zu messen.Die Genauigkeit der besten Atomuhren liegt bei 10⁻¹⁸ . [ 6 ] [ 9 ] [ 35 ]

Thorium-230

<sup>230</sup> Th ist ein radioaktives Thoriumisotop , das zur Altersbestimmung von Korallen (Uran-Thorium-Datierung) und zur Messung von Meeresströmungen verwendet werden kann. Ionium ( Symbol Io ) war die Bezeichnung für das <sup> 230</sup> Th-Isotop, das in der Zerfallskette von <sup>238</sup> U entsteht, bevor die Natur der Isotope vollständig erforscht war. Diese Bezeichnung wird auch heute noch bei der Ionium-Thorium-Datierung verwendet, einer weiteren Datierungsmethode, die dieses Isotop nutzt.

Thorium-231

<sup>231</sup> Th besitzt 141 Neutronen . Es ist das Zerfallsprodukt von Uran-235 . Es kommt in sehr geringen Mengen auf der Erde vor und hat eine Halbwertszeit von 25,52 Stunden. [ 58 ] Beim Zerfall emittiert es ein Beta-Strahl und bildet Protactinium-231 mit einer Zerfallsenergie von 0,39 MeV.

Thorium-232

<sup>232</sup> Th ist das einzige primordiale Nuklid des Thoriums und macht praktisch das gesamte natürliche Thorium aus. Andere Thoriumisotope kommen nur in Spuren als relativ kurzlebige Zerfallsprodukte von Uran und Thorium vor. [ 59 ] Das Isotop zerfällt durch Alpha-Zerfall mit einer Halbwertszeit von 1,40 × 1010 Jahre, mehr als das Dreifache des Erdalters und etwa das Alter des Universums . Seine Zerfallskette ist die Thorium-Serie , die schließlich mit Blei-208 endet. Der Rest der Kette verläuft schnell; die längsten Halbwertszeiten betragen 5,75 Jahre für Radium-228 und 1,91 Jahre für Thorium-228 , wobei alle anderen Halbwertszeiten zusammen weniger als eine Woche betragen.

Thorium -232 ist ein brütbares Material , das Neutronen absorbieren und in das spaltbare Nuklid Uran-233 umgewandelt werden kann , welches die Grundlage des Thorium-Brennstoffkreislaufs bildet . [ 60 ] In Form von Thorotrast , einer Thoriumdioxid- Suspension , wurde es in frühen Röntgendiagnostikverfahren als Kontrastmittel eingesetzt . Thorium-232 gilt heute als krebserregend . [ 61 ]

Thorium-233

<sup>233</sup> Th ist ein Thoriumisotop , das durch Beta-Zerfall zunächst in Protactinium-233 und anschließend in Uran-233 zerfällt und sich so der Neptunium- Zerfallsreihe anschließt. Es hat eine Halbwertszeit von 21,83 Minuten. Spuren davon kommen in der Natur als Folge der natürlichen Neutronenaktivierung von <sup>232</sup> Th vor. [ 62 ]

Thorium-234

<sup>234</sup> Th ist ein Thoriumisotop ,dessen Atomkerne 144 Neutronen enthalten .hat eine Halbwertszeit von 24,11 Tagen und zerfällt unter Aussendung einesBetateilchens zu Protactinium - 234 mit einer Zerfallsenergie von etwa 0,27 MeV. Uran -238 zerfällt fast immer zu Thoriumisotopen (in seltenen Fällen kommt es jedoch zu spontaner Kernspaltung und noch seltener zu Doppelbetazerfall ).

Referenzen

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  23. ^ Dies ist das schwerste Nuklid mit einer Halbwertszeit von mindestens vier Jahren vor dem „ Meer der Instabilität “.
  24. ^ Ausgenommen sind die „ klassisch stabilen “ Nuklide mit Halbwertszeiten, die deutlich über der von 232 Th liegen; z. B. hat 113m Cd eine Halbwertszeit von nur vierzehn Jahren, während die von 113 Cd acht Billiarden Jahre beträgt.
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