THORIUM
Propriétés physiques
Thorium : constantes physiques
Encyclopædia Universalis France
Le thorium métallique de haute pureté est blanc argenté, mais se ternit à l'air. Il est relativement mou et la dureté Vickers du métal pur varie de 32 à 42 kg/mm2. Il est extrêmement ductile et l'allongement à la rupture atteint parfois 60 p. 100. Sa limite élastique à 0,2 p. 100 est de l'ordre de 1 500 à 2 000 kg/cm2 et sa charge à la rupture peut aller de 2 200 à 3 400 kg/cm2. Le thorium est laminé, extrudé, forgé et embouti à chaud sans difficulté. Seul l'étirage pose quelques problèmes, car le métal a une forte tendance à coller à la filière. Certaines impuretés comme le carbone, en augmentant sa dureté et sa limite élastique, rendent son usinabilité plus difficile. Le thorium peut être soudé à l'arc sous atmosphère inerte. La fabrication de pièces en thorium par frittage est aussi un procédé très répandu. Les principales constantes physiques sont fournies dans le tableau.
L'atome de thorium possède 90 électrons. La configuration électronique de l'atome libre est la suivante : K (1s2), L (2s2, 2p6), M (3s2, 3p6, 3d10), N (4s2, 4p6, 4d10, 4f14), O (5s2, 5p6, 5d10), P (6s2, 6p6, 6d2), Q (7s2). Le thorium appartient à la famille des actinides (cf. transuraniens).
Le thorium naturel est presque entièrement constitué d'isotope 232 (émetteur α ayant une demi-vie de 14,0 milliards d'années), qui est le premier terme d'une famille radioactive naturelle, dont les éléments successifs ont des nombres de masse multiples de 4 n. Le thorium 228 (autrefois appelé radiothorium), émetteur α qui a une demi-vie de 1,9116 an, appartient également à cette série. Le thorium 230 (ou ionium, émetteur α de demi-vie 75 400 ans) et le thorium 234 (ou uranium X1, émetteur β— de demi-vie 24,10 j) font partie de la famille de l'uranium 238 (série 4 n + 2). Le thorium 227 (ou radioactinium, émetteur α de demi-vie 18,68 j) et le thorium 231 (ou uranium Y, émetteur β— de période 25,52 h) sont dans la série de l'actinium (série 4 n + 3). Les autres isotopes artificiels vont de 208Th à 238Th.
Le thorium possède une structure cubique à faces centrées (α) jusqu'à 1 350 ± 10 0C. À température ambiante, le paramètre de la maille est a = 0,5086 nm. De 1 350 0C jusqu'au point de fusion (1 755 0C), la structure est cubique centrée (β). Le paramètre de la maille est a = 0,411 ± 0,001 nm à 1 450 0C. La température de la transition α ⇌ β est très sensible aux impuretés.
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Écrit par
- Alfred LECOCQ : ingénieur à l'École nationale supérieure de chimie de Lille, docteur ès sciences physiques, président de l'Euriwa
- Jean-Pierre ZANGHI : docteur de troisième cycle en métallurgie
Classification
Médias
Jöns Jacob Berzelius
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