トリウム Th

発見の歴史

1815年、スウェーデンの化学者イェンス・ヤコブ・ベルセリウスは、トリアと名づけた新元素を発表しましたが、それはリン酸イットリウムだとわかり、主張を取り下げました。

1828年、牧師で鉱物収集家のハンス・モルテン・トラネ・エスマルクがノルウェーで見つけた黒い鉱物がベルセリウスのもとに送られ、彼はその中に本物の新元素を突き止めて、以前使えなかった名前をつけました。この鉱物は現在トール石と呼ばれています。1898年、ドイツのゲルハルト・カール・シュミットとフランスのマリー・キュリーは、それぞれ独立にトリウムが放射性であることを発見しました。

名前の由来

名前は北欧神話の雷神トールをたたえたものです。

主な用途

• 核燃料の研究: トリウム232はそれだけでは連鎖反応を維持できませんが、中性子を吸収すると核分裂性のウラン233に変わります。インドは長年トリウム燃料サイクルを追求しており、いくつかの国が溶融塩炉とともにトリウムを研究しています。
• ガスマントル: 酸化トリウムに少量の酸化セリウムを加えたマントルは加熱するとまばゆい白色に輝き、19世紀末からガス灯をともしてきました。放射能があるため、大部分はほかの材料に置き換えられています。
• トリウム入りタングステン電極: タングステン電極に酸化トリウムを加えるとTIG溶接で安定したアークが得られますが、代替品の使用が増えています。
• 光学ガラス: 屈折率が高いため、20世紀半ばの一部のカメラレンズに使われました。

同位体

天然のトリウムはほぼすべてトリウム232で、半減期は約140億年と宇宙の年齢に近い値です。トリウム230(半減期約7万5,000年)は、数十万年にわたるサンゴや鍾乳石のウラン・トリウム年代測定に使われます。トリウム229は例外的にエネルギーの低い原子核の励起状態を持っています。2024年に研究者たちがこれをレーザーで励起することに成功し、トリウム229は「原子核時計」の最有力候補になりました。

身近なところで

トリウムはモナズ石などの鉱物に含まれ、希土類採掘の副産物です。トリウムガラスを使った20世紀半ばのカメラレンズの一部は、年月とともに黄色く変色し、放射線検出器に反応します。1930〜1940年代にX線造影剤として使われたコロイド状二酸化トリウムのトロトラストは患者の体内に残り、何十年もたってから肝臓がんなどの病気を引き起こすことがのちにわかりました。トリウムの放射能は弱いものの、吸い込んだり飲み込んだりしてはいけません。