Thorium Th

Découverte

En 1815, le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius annonça un nouvel élément qu'il appela thorine, mais il s'agissait en fait de phosphate d'yttrium, et il retira sa revendication.

En 1828, un minéral noir trouvé en Norvège par le pasteur et collectionneur de minéraux Hans Morten Thrane Esmark fut envoyé à Berzelius, qui y identifia un véritable nouvel élément et lui donna le nom qu'il n'avait pas pu utiliser auparavant. Le minéral s'appelle aujourd'hui thorite. En 1898, Gerhard Carl Schmidt en Allemagne et Marie Curie en France découvrirent indépendamment que le thorium est radioactif.

Origine du nom

Le nom rend hommage à Thor, le dieu nordique du tonnerre.

Principales utilisations

• Recherche sur le combustible nucléaire : le thorium 232 ne peut pas entretenir seul une réaction en chaîne, mais lorsqu'il absorbe un neutron il se transforme en uranium 233 fissile. L'Inde poursuit depuis longtemps un cycle du combustible au thorium, et plusieurs pays étudient le thorium en association avec les réacteurs à sels fondus.
• Manchons à incandescence : les manchons en oxyde de thorium additionné d'un peu d'oxyde de cérium brillent d'un blanc éclatant à la chaleur et éclairèrent les lampes à gaz dès la fin du XIXe siècle. En raison de la radioactivité, la plupart ont été remplacés par d'autres matériaux.
• Électrodes en tungstène thorié : l'oxyde de thorium dans les électrodes en tungstène donne un arc stable pour le soudage TIG, bien que des alternatives soient de plus en plus utilisées.
• Verre optique : son indice de réfraction élevé a conduit à l'utiliser dans certains objectifs photographiques du milieu du XXe siècle.

Isotopes

Le thorium naturel est presque entièrement du thorium 232, de demi-vie d'environ 14 milliards d'années, proche de l'âge de l'univers. Le thorium 230 (demi-vie d'environ 75 000 ans) sert à la datation uranium–thorium des coraux et des concrétions de grottes sur des centaines de milliers d'années. Le thorium 229 possède un état nucléaire excité d'énergie exceptionnellement basse ; en 2024, des chercheurs l'ont excité par laser, faisant du thorium 229 le principal candidat pour une « horloge nucléaire ».

Dans la vie quotidienne

Le thorium se trouve dans des minéraux comme la monazite et c'est un sous-produit de l'extraction des terres rares. Certains objectifs photographiques du milieu du siècle contenant du verre au thorium ont jauni avec le temps et font réagir les détecteurs de rayonnement. Le Thorotrast, un dioxyde de thorium colloïdal utilisé comme produit de contraste radiologique dans les années 1930 et 1940, restait dans l'organisme des patients et s'est révélé des décennies plus tard responsable de cancers du foie et d'autres maladies. La radioactivité du thorium est faible, mais il ne faut ni l'inhaler ni l'avaler.