Thorium (Th)

Le métal du dieu du tonnerre, combustible nucléaire de demain ?

Le thorium est un métal faiblement radioactif, environ trois fois plus abondant que l'uranium dans la croûte terrestre. Son isotope principal, le thorium 232, a une demi-vie de 14 milliards d'années, soit plus que l'âge de l'Univers. Il ne peut pas entretenir seul une réaction nucléaire, mais il peut être transformé en uranium 233 fissile, ce qui en fait un candidat sérieux pour les réacteurs du futur. Avec l'uranium et le potassium, il contribue à chauffer l'intérieur de la Terre.

Numéro atomique: 90
Symbole: Th
Masse atomique: 232,04 u
Famille: Actinides
État à 0 °C: Solide
Découverte: 1829, Jöns Jacob Berzelius

Origine du nom

De Thor, dieu scandinave du tonnerre.

À quoi il ressemble

Métal argenté et brillant, assez mou et ductile, qui se ternit lentement à l'air en devenant gris puis noir. Finement divisé, il peut s'enflammer spontanément.

Où le trouve-t-on ?

Environ 6 à 10 ppm dans la croûte terrestre, surtout dans les granites et les sables lourds des plages. Il est concentré dans la monazite, un phosphate de terres rares que l'on trouve notamment sur les côtes de l'Inde (Kerala) et du Brésil, où certaines plages sont naturellement radioactives.

Comment on le produit

Il est récupéré comme sous-produit du traitement de la monazite pour en extraire les terres rares. Le minerai est attaqué à l'acide, puis le thorium est séparé par extraction chimique et obtenu sous forme d'oxyde. Faute de débouchés, une grande partie est simplement stockée.

À quoi sert-il ?

Combustible nucléaire potentiel (cycle thorium–uranium 233), en développement en Inde et en Chine
Électrodes de soudage au tungstène thorié
Autrefois : manchons de lampes à gaz (oxyde de thorium incandescent)
Autrefois : verres optiques à fort indice pour objectifs photo
Alliages de magnésium pour l'aéronautique

Au quotidien

Manchons de lanternes de camping anciennes
Vieux objectifs photographiques jaunis (années 1940–1970)
Électrodes de soudure TIG à bout rouge

Rôle dans le vivant

Aucun rôle biologique. Il n'est quasiment pas absorbé par voie digestive, mais inhalé sous forme de poussière, il se fixe dans les poumons, le foie et les os.

Dangers

Faiblement radioactif sous forme métallique, il devient dangereux sous forme de poussières inhalées. Ses descendants, dont le radon 220 (« thoron »), sont beaucoup plus radioactifs. Le Thorotrast, un produit de contraste radiologique à base de thorium utilisé jusque dans les années 1950, a provoqué des cancers du foie des décennies plus tard.

Histoire

Le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius l'identifie en 1828 dans un minerai norvégien et le nomme d'après Thor, dieu scandinave du tonnerre. En 1898, Gerhard Schmidt et Marie Curie découvrent indépendamment qu'il est radioactif. Rutherford et Soddy étudient ensuite sa chaîne de désintégration et comprennent que les éléments radioactifs se transmutent les uns en les autres.

Le saviez-vous ?

Berzelius avait déjà utilisé le nom « thorium » en 1815 pour un minéral qui s'est révélé être… du phosphate d'yttrium. Il a recyclé le nom.
Les manchons de lampes à gaz inventés par Carl Auer von Welsbach ont illuminé les rues d'Europe à la fin du XIXe siècle grâce à l'oxyde de thorium.
L'Inde, pauvre en uranium mais riche en thorium, a bâti tout son programme nucléaire à long terme autour de cet élément.