Torio-232
Torio-232 (232< /sup>
Th
>) es el principal isótopo natural del torio, con una abundancia relativa del 99,98%. Tiene una vida media de 14 mil millones de años, lo que lo convierte en el isótopo de torio más longevo. Se desintegra por desintegración alfa a radio-228; su cadena de desintegración termina en plomo-208 estable.
El torio-232 es un material fértil; puede capturar un neutrón para formar torio-233, que posteriormente sufre dos desintegraciones beta sucesivas hasta convertirse en uranio-233, que es fisible. Como tal, se ha utilizado en el ciclo del combustible del torio en reactores nucleares; se han diseñado varios prototipos de reactores alimentados con torio; sin embargo, hasta 2024, el torio no se ha utilizado para energía nuclear a escala comercial.
Ocurrencia natural
La vida media del torio-232 (14 mil millones de años) es más de tres veces la edad de la Tierra; Por lo tanto, el torio-232 se presenta en la naturaleza como un nucleido primordial. Otros isótopos de torio se encuentran en la naturaleza en cantidades mucho menores como productos intermedios en las cadenas de desintegración del uranio-238, uranio-235 y torio-232.
Algunos minerales que contienen torio incluyen apatita, esfena, circón, alanita, monacita, pirocloro, torita y xenotima.
Decadencia
El torio-232 tiene una vida media de 14 mil millones de años y se desintegra principalmente por desintegración alfa a radio-228 con una energía de desintegración de 4,0816 MeV. La cadena de desintegración sigue la serie del torio, que termina en el estable plomo-208. Los intermediarios en la cadena de desintegración del torio-232 tienen una vida relativamente corta; los productos de desintegración intermedia de vida más larga son el radio-228 y el torio-228, con vidas medias de 5,75 años y 1,91 años, respectivamente. Todos los demás productos de desintegración intermedia tienen vidas medias inferiores a cuatro días.
La siguiente tabla enumera los productos de desintegración intermedios en la cadena de desintegración del torio-232:
| nuclide | modo de desintegración | semivida ()a=año) | energía liberada, MeV | producto de la desintegración |
|---|---|---|---|---|
| 232Th | α | 1.4×1010 a | 4.081 | 228Ra |
| 228Ra | β− | 5.75 a | 0,046 | 228Ac |
| 228Ac | β− | 6.15 horas | 2.134 | 228 |
| 228Th | α | 1.9116 a | 5.520 | 224Ra |
| 224Ra | α | 3.6319 d | 5.789 | 220Rn |
| 220Rn | α | 55,6 s | 6.405 | 216Po |
| 216Po | α | 0.145 s | 6.906 | 212Pb |
| 212Pb | β− | 10.64 h | 0.569 | 212B i |
| 212Bi | β− 64,06% α 35,94% | 60.55 min | 2.252 6.207 | 212Po 208Tl |
| 212Po | α | 294.4 ns | 8.954 | 208P b |
| 208Tl | β− | 3.053 min | 4.999 | 208Pb |
| 208Pb | estable | . | . | . |
Modos de decaimiento raros
Aunque el torio-232 se desintegra principalmente por desintegración alfa, también sufre una fisión espontánea 1,1×10< abarca datos-sort-value="2999100000000000000♠">−9% del tiempo. Además, es capaz de desintegración del cúmulo, dividiéndose en iterbio-182, neón-24 y neón-26; el límite superior para la relación de ramificación de este modo de caída es 2,78×10−10%. La desintegración doble beta del uranio-232 también es teóricamente posible, pero no se ha observado.
Uso en energía nuclear
El torio-232 no es fisible; por lo tanto, no se puede utilizar directamente como combustible en reactores nucleares. Sin embargo, 232
Th< /sup>
es fértil: puede capturar una neutrón para formar 233
>Th
>, que sufre desintegración beta con una vida media de 21,8 minutos para 233
Pa
. Posteriormente, este nucleido sufre desintegración beta con una vida media de 27 días para formar 233U fisionable.
Una ventaja potencial de un ciclo de combustible nuclear basado en torio es que el torio es más abundante en la naturaleza que el uranio, el combustible actual para los reactores nucleares comerciales. También es más difícil producir material adecuado para armas nucleares a partir del ciclo del combustible del torio en comparación con el ciclo del combustible del uranio. Algunos diseños propuestos para reactores nucleares alimentados con torio incluyen el reactor de sales fundidas y un reactor de neutrones rápidos, entre otros. Aunque desde la década de 1960 se han propuesto reactores nucleares basados en torio y se han construido varios reactores prototipo, ha habido relativamente poca investigación sobre el ciclo del combustible del torio en comparación con el ciclo del combustible del uranio, más establecido; La energía nuclear basada en torio no ha tenido un uso comercial a gran escala hasta 2024. Sin embargo, algunos países como la India han buscado activamente la energía nuclear basada en torio.