This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
തോറിയം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
തോറിയം
Thorium
റേഡിയോആക്റ്റീവ് ആയ ഒരു ലോഹമൂലകം. സിംബല്‍: Th, അണുസംഖ്യ: 90, അണുഭാരം: 232.03811. ആവര്‍ത്തന പട്ടികയില്‍ ആക്റ്റിനൈഡ് ശ്രേണിയിലാണ് ഈ മൂലകത്തെ ഉള്‍പ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നത്. 1828-ല്‍ സ്വീഡിഷ് രസതന്ത്രജ്ഞനായ ജോണ്‍സ് ജേക്കബ് ബെര്‍സീലിയസാണ് തോറിയം കണ്ടുപിടിച്ചത്. നോര്‍വേയിലെ ബ്രെവിക്കില്‍ നിന്നാണ് തോറിയം അടങ്ങുന്ന ശിലകളും മണലും ആദ്യമായി ലഭിച്ചത്. നോര്‍വീജിയയിലെ 'തോര്‍' എന്ന ദൈവത്തിന്റെ പേരില്‍ നിന്നാണ് തോറിയം എന്ന പേര് നിഷ്പന്നമായിട്ടുള്ളത്. ഭൗമോപരിതലത്തില്‍ 0.0012% തോറിയം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. ഇത് യുറേനിയത്തിന്റെ മൂന്നിരട്ടിയാണ്. തോറിയനൈറ്റ് (തോറിയം ഓക്സൈഡ്), തോറൈറ്റ് (തോറിയം സിലിക്കേറ്റ്), മോണസൈറ്റ് (സീറിയം, യിട്രിയം, ലാന്‍ഥനം, തോറിയം എന്നിവയുടെ ഫോസ്ഫേറ്റുകള്‍) എന്നിവയാണ് തോറിയത്തിന്റെ പ്രധാന അയിരുകള്‍. ഇവയില്‍ തോറിയത്തിന്റെ പ്രധാന സ്രോതസ്സായ മോണസൈറ്റ് മണലുകള്‍ ഇന്ത്യ, ബ്രസീല്‍, ശ്രീലങ്ക, യു.എസ്, കാനഡ, ആസ്റ്റ്രേലിയ എന്നിവിടങ്ങളില്‍ സുലഭമാണ്. ഇന്ത്യയില്‍ കേരളത്തിലെ കടലോരങ്ങളിലാണ് മോണസൈറ്റ് മണലുകള്‍ സുലഭമായിട്ടുള്ളത്. മാത്രമല്ല, ലോകത്തില്‍വച്ച് ഏറ്റവും നിലവാരമുള്ള മണലും കേരളത്തിലേതാണ്.
നിഷ്കര്‍ഷണം. രാസികമായി തോറിയത്തിനു സമാനമായ ദുര്‍ലഭമൃത്തുക്കളുടെ (Rare earths) സാന്നിധ്യം, അയിരില്‍നിന്ന് തോറിയം നിഷ്കര്‍ഷണം ചെയ്യുന്നത് ക്ലേശകരമാക്കുന്നു. മോണസൈറ്റ് അയിരില്‍നിന്ന് സിലിക്കേറ്റ് മാലിന്യങ്ങള്‍ കഴുകിയോ കാന്തികമായോ നീക്കംചെയ്തശേഷം ഗാഢ സള്‍ഫ്യൂറിക് അമ്ലവുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ ലഭിക്കുന്ന പശിമയുള്ള പദാര്‍ഥം തണുത്ത വെള്ളം ചേര്‍ത്ത് നന്നായി ഇളക്കി കുറച്ചുനേരം അനക്കാതെ വയ്ക്കുന്നു. താഴെ അടിയുന്ന മാലിന്യങ്ങള്‍ നീക്കി അരിച്ചെടുക്കുമ്പോള്‍ ലഭിക്കുന്ന നേര്‍ത്ത ലായനിയില്‍ തോറിയത്തിന്റെയും ദുര്‍ലഭമൃത്തുക്കളുടെയും ഫോസ്ഫേറ്റുകളടങ്ങിയിട്ടുണ്ടാകും. ഈ അമ്ലലായനിയെ അമോണിയയോ മഗ്നീഷ്യം പാലോ ഉപയോഗിച്ച് നിര്‍വീര്യമാക്കുമ്പോള്‍ കൂടുതല്‍ വിദ്യുത്ധാനതയുള്ള തോറിയം ഫോസ്ഫേറ്റും ഒപ്പം ചെറിയ തോതില്‍ സീറിയം ഫോസ്ഫേറ്റും അവക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ അവക്ഷിപ്തം വേര്‍തിരിച്ചെടുത്ത് അമ്ലത്തില്‍ ലയിപ്പിച്ച് വീണ്ടും നിര്‍വീര്യമാക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ അനവധി തവണ ആവര്‍ത്തിച്ച്, ശുദ്ധമായ തോറിയം ഫോസ്ഫേറ്റ് വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കാനാവും. ഇത് നൈട്രിക് അമ്ലത്തില്‍ ലയിപ്പിച്ചശേഷം ഹൈഡ്രജന്‍ പെറോക്സൈഡിന്റെ സാന്നിധ്യത്തില്‍ പൊട്ടാസിയം അയഡേറ്റുമായി പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ച് തോറിയത്തിനെ അയഡേറ്റായി വേര്‍തിരിക്കാം. ഏതെങ്കിലും വിധത്തില്‍ അവശേഷിക്കുന്ന സീറിയം ഫോസ്ഫേറ്റ് മാലിന്യം ലായനിയില്‍ത്തന്നെ നിലകൊള്ളും. തോറിയം അയഡേറ്റ് അവക്ഷിപ്തം ഹൈഡ്രോക്ലോറിക് അമ്ളത്തില്‍ ലയിപ്പിച്ച് ഓക്സലേറ്റായി വീണ്ടും അവക്ഷേപിക്കുകവഴി സിര്‍ക്കോണിയം മാലിന്യങ്ങളും നീക്കംചെയ്യാനാവും. തോറിയം ഓക്സലേറ്റ് ജ്വലിപ്പിക്കുമ്പോള്‍ തോറിയം ഡൈഓക്സൈഡ് (ThO2) രൂപീകൃതമാകും.
തോറിയം വളരെ പ്രതിക്രിയാക്ഷമമായതിനാല്‍ തോറിയം സംയുക്തങ്ങളില്‍നിന്ന് ലോഹതോറിയം വേര്‍തിരിക്കുന്നത് ശ്രമകരമാണ്. തോറിയം ഓക്സൈഡില്‍നിന്ന് ലോഹതോറിയം വേര്‍തിരിക്കുന്ന ചില പ്രക്രിയകള്‍ന താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ThF4-KCl-Nacl മിശ്രിതത്തിന്റെ വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണം വഴിയും തോറിയം അയഡൈഡിന്റെ താപീയ അപഘടനം വഴിയും ശുദ്ധമായ തോറിയം വേര്‍തിരിക്കാം.
ഗുണധര്‍മങ്ങള്‍. ശുദ്ധമായ തോറിയം മാര്‍ദവവും തന്യതയുമുള്ള ഒരു ലോഹമാണ്. ഉരുകല്‍ നില: 175°C തിളനില: 3800°C. ക്രിസ്റ്റലീയവും അക്രിസ്റ്റലീയവുമായ ഘടനകളില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. താഴ്ന്ന താപനിലകളില്‍ അതിചാലകത പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നുവെങ്കിലും സാധാരണ ഊഷ്മാവില്‍ ചാലകത കുറവാണ്. ഉയര്‍ന്ന താപനിലകളില്‍ വളരെവേഗം ഓക്സീകൃതമാകുന്നതിനാല്‍ ഓക്സീകരണം തടയുന്നതിനുള്ള പ്രതിവിധികള്‍ കൈക്കൊണ്ടശേഷം മാത്രമേ ലോഹം ഉപയോഗിക്കാനാവൂ. വെള്ളിയുടെ നിറമുള്ള ഈ ലോഹം അന്തരീക്ഷത്തില്‍ തുറന്നുവച്ചാല്‍ വളരെ വേഗം കറുക്കും. തീരെ ചെറുതരികളാണെങ്കില്‍ വായുവുമായി സമ്പര്‍ക്കത്തിലായാല്‍ കത്തിപ്പിടിക്കും. സാധാരണ +4 സംയോജകത പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്ന തോറിയം +2 സംയോജകതയുള്ള സംയുക്തങ്ങളും രൂപീകരിക്കാറുണ്ട്. തോറിയത്തിന് പതിമൂന്ന് സമസ്ഥാനീയങ്ങളുണ്ട് (223Th മുതല്‍ 235 Th വരെ). എല്ലാ സമസ്ഥാനീയങ്ങളും രാദശക്തിയുള്ളവ(radioactive)യാണ്. 232 Thമാത്രമാണ് പ്രകൃതിയില്‍ ലഭ്യമായിട്ടുള്ളത്. 1.39 × 1010 വര്‍ഷമാണ് ഈ സമസ്ഥാനീയത്തിന്റെ അര്‍ധായുസ്സ്.
രാസികമായി തോറിയം, സിര്‍ക്കോണിയത്തിനും ഹാഫ്നിയത്തിനും സമാനമായ സ്വഭാവം പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കുന്നു. തോറിയത്തിന്റെ സ്ഥിരതയുള്ള ഏക ഓക്സൈഡാണ് തോറിയം ഡൈഓക്സൈഡ് അഥവാ തോറിയ (ThO2). നൈട്രേറ്റ്, ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, ഓക്സലേറ്റ് എന്നീ തോറിയം സംയുക്തങ്ങളുടെ താപീയാപഘടനം വഴിയാണ് ഡൈഓക്സൈഡ് ഉണ്ടാകുന്നത്. തോറിയം ലവണങ്ങളുടെ ലായനികളില്‍നിന്ന് തോറിയം പെറോക്സൈഡ് Th2O7, തോറിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് Th (OH)4 എന്നിവ അവക്ഷേപിപ്പിച്ച് എടുക്കാനാവും. ഹാലജനുകളുമായി തോറിയം അനവധി ലവണങ്ങള്‍ രൂപീകരിക്കാറുണ്ട്. നിര്‍ജല തോറിയം ടെട്രാഹാലൈഡ് ThX4 മുതല്‍ വ്യത്യസ്ത അളവില്‍ ഹൈഡ്രേഷന്‍ ജലമുള്ള ഹാലൈഡുകളുണ്ട്. അതുപോലെ നിര്‍ജല തോറിയം സള്‍ഫേറ്റും 2, 4, 6, 8, 9 എന്നിങ്ങനെ ജലതന്മാത്രകളോടു ചേര്‍ന്നുള്ള പരലുകളും നിലവിലുണ്ട്. ബോറോണും കാര്‍ബണുമായി ചൂടാക്കുമ്പോള്‍ ബോറൈഡ്, കാര്‍ബൈഡ് എന്നിവയുണ്ടാകുന്നു. കാര്‍ബണേറ്റുകള്‍, ഫോസ്ഫേറ്റുകള്‍, അയഡേറ്റുകള്‍, ക്ളോറേറ്റുകള്‍, ക്രോമേറ്റുകള്‍, മോളിബ്ഡേറ്റുകള്‍ എന്നിങ്ങനെ അനേകം തോറിയം ലവണങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. ചില കാര്‍ബണിക അമ്ലങ്ങളുമായും തോറിയം, ലവണങ്ങള്‍ രൂപീകരിക്കാറുണ്ട്. ഇവയില്‍ ജലത്തില്‍ അലേയമായ തോറിയം ഓക്സലേറ്റ് Th(C2O4)2 . 6H2O പ്രാധാന്യമര്‍ഹിക്കുന്നു. ശുദ്ധമായ തോറിയം വേര്‍തിരിക്കുന്നത് ഈ ഓക്സലേറ്റ് ലവണത്തില്‍ നിന്നാണ്.
വിശ്ലേഷണം. രാദശക്തിനിര്‍ണയനം വഴി പാറകളിലും മറ്റു പ്രകൃതിസ്രോതസ്സുകളിലും അടങ്ങിയിട്ടുള്ള തോറിയത്തിന്റെ അളവ് കണ്ടെത്താനാവും. സള്‍ഫ്യൂറിക് അമ്ലം ഉപയോഗിച്ച് ലായനിയിലേക്കു നിഷ്കര്‍ഷണം ചെയ്താല്‍ മാത്രമേ തോറിയം രാസവിശ്ലേഷണ വിധേയമാക്കുവാന്‍ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. തുടര്‍ന്ന് രാസവിശ്ലേഷണത്തിനു തടസ്സം സൃഷ്ടിക്കാനിടയുള്ള അയോണുകളെ അയോണ്‍ വിനിമയം, ലായകനിഷ്കര്‍ഷണം, അവക്ഷേപണം തുടങ്ങിയ ഉപാധികളില്‍ ഏതെങ്കിലും ഉപയോഗിച്ച് നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. ഇങ്ങനെ വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുന്ന തോറിയത്തിന്റെ പരിമാണം ഭാരമാപനം, അനുമാപനം, വര്‍ണമിതി തുടങ്ങിയ പ്രവിധികളുപയോഗിച്ച് നിര്‍ണയിക്കുകയാണു ചെയ്യുന്നത്.
ഉപയോഗങ്ങള്‍. വാതകവിളക്കുകളില്‍ ധവളോജ്ജ്വല ആവരണമായാണ് തോറിയം ആദ്യകാലത്ത് കൂടുതലായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. 99% തോറിയം ഓക്സൈഡും ഒരു ശതമാനം സീറിയം ഓക്സൈഡും ചേരുന്ന മിശ്രിതം പൂശിയ തുണിയാണ് ഈ വിളക്കുകളില്‍ ആവരണമായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്. വിളക്കുകള്‍ കത്തുമ്പോള്‍ ഈ ആവരണം ഉജ്ജ്വലപ്രകാശം പരത്തുന്നു. ടങ്സ്റ്റണ്‍ ലോഹത്തോടൊപ്പം തോറിയം ഓക്സൈഡും ചേര്‍ത്താണ് ഇന്ന് വൈദ്യുത ബള്‍ബുകളിലെ ഫിലമെന്റുകള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്. ചില കാര്‍ബണിക പ്രതിക്രിയകളില്‍ രാസത്വരകമായും ഉയര്‍ന്ന താപനിലകളില്‍ ഒരു സിറാമിക് പദാര്‍ഥമായും തോറിയം ഓക്സൈഡ് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. ഉയര്‍ന്ന രാസ പ്രതിക്രിയാക്ഷമത, ഉയര്‍ന്ന സാന്ദ്രത, താരതമ്യേന ഉയര്‍ന്ന വില എന്നീ ഘടകങ്ങള്‍ നിര്‍മാണലോഹമെന്ന നിലയ്ക്ക് തോറിയത്തിന്റെ മൂല്യം കുറയ്ക്കുന്നു. എന്നാല്‍ പല തോറിയം അലോയ്കളും നിര്‍മാണരംഗത്ത് ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്. ഉദാ. തോറിയം അടങ്ങുന്ന മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കള്‍ വിമാനത്തിന്റെ എന്‍ജിന്‍, മറ്റ് യന്ത്രഭാഗങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ നിര്‍മാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്നു. ന്യൂടോണ്‍ അധിശോഷണംവഴി U233ആയി രാസമാറ്റം സംഭവിക്കുന്നതിനാല്‍ അണുകേന്ദ്ര റിയാക്റ്ററുകളില്‍ തോറിയം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു. തോറിയം സുലഭമായതിനാല്‍ ആണവോര്‍ജത്തിന്റെ ഒരു പ്രബല സ്രോതസ്സായി തോറിയത്തെ പരിഗണിച്ചുവരുന്നു. അര്‍ബുദ ചികിത്സയ്ക്കുള്ള ഔഷധമായി തോറിയം ലവണങ്ങള്‍, വിശേഷിച്ചും തോറിയം ഫ്ളൂറൈഡ്, ഇന്ന് വ്യാപകമായി ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്.
