Актиний-Actinium (Ac). Торий-Thorium (Th)
Есть элементы, которым, пo-видимому, не
суждено, по крайней мере в ближайшем будущем, получить широкое
применение хотя бы потому, что в зем-ной коре они находятся в
ничтожных количествах. К числу таких элементов можно отнести
актиний, процентное содержание которого в земной коре выражается
дробью, в которой значащая цифра стоит на пятнадцатом месте после
запятой.
Несколько убедительнее и, пожалуй,
нагляднее будет другая цифра. Актинии встречается как примесь к
урану. В тонне содержится всего лишь шесть стотысячных долей грамма
актиния. Это наиболее богатый источник актиния. Таким образом, чтобы
добыть 1 г актиния, необходимо переработать 16 000 т урана, т. е.
1000 вагонов. О соединении актиния с серой пишут, что оно черного
цвета и что у актиния, по-видимому должны быть сильно выражены
основные свойства. Однако последнее заключение сделано не на основе
экспериментального факта, а исходя из положения актиния в
периодиче-ской системе элементов Д. И. Менделеева.
Актиний обладает радиоактивностью и
является "родоначальником" семействе, актиноидов.
Получать металлический радий из его солей
Марии Кюри-Склодовской помогал французский ученый А. Дебьерн.
Руководствуясь методами Склодовской, он выделил из урановой руды
новый элемент- актиний. Это было в 1899 г.
Актиний получают в небольших количествах в
атомных реакторах при облучения радия нейтронами. Это позволяет
изучить некоторые химические свойства актиния.
Актиний - серебристо-белый металл,
напоминающий лантан. При обычных условиях он испускает слабое
голубоватое свечение, заметное в темноте. Во влажном воздухе актиний
легко окисляется с образованием белой окисной пленки,
предотвращающей дальнейшее окисление. Температура плавления актиния
1000-1100°С, температура кипения - около 3300°С. В настоящее время
известно 10 изотопов актиния, наиболее изученными являются изотопы
актиний-227 (период полураспада 21,6 года) и актиний-228 (период
полураспада 6,13 часа).
Торий-Thorium (Th)
Элемент "окрестил" Берцелиус по названию
минерала торита, из которого была выделена "ториевая земля". Минерал
торит, в свою очередь, получил название от имени древнегерманского
бога грома и войны Тора. Конечно, Берцелиус не предполагал каких-то
таинственных свойств у этого элемента, не связывал его особенностей
с громом и военными событиями.
Открытый в 1828 г. в "ториевой земле",
торйй через несколько лет был выделен в свободном виде. Однако этот
элемент добывался столь сложными путями, что еще в конце XIX в.
килограмм соли этого элемента стоил более тысячи рублей.
Проходило одно десятилетие за другим, но
торий продолжал оставаться известным только химикам, да и то не
всем. Поворот в истории элемента тория связан с открытием ценного
свойства двуокиси тория. При нагревании это вещество испускает яркий
и приятный для глаз белый свет. Во второй половине прошлого века
получили распространение так называемые газокалильные лампы -
источники освещения для помещений и улиц. Важнейшей частью этих ламп
являлись газокалильные сетки - сетчатые колпачки из 99 % двуокиси
церия. Эти лампы на несколько десятилетий отсрочили начавшее уже
гибнуть из-за непосильной конкуренции с электрическим освещением
производство светильного газа. В пламени светильного газа колпак из
смеси двуокисей тория и церия испускает яркий свет, так как теплота
сгорания газа превращается большей частью в световую энергию. Это
было очень выгодно. Изобретатель газокалильных сеток нажил изрядное
состояние. Однако, как ни ярко светились ториевые колпачки, на смену
им пришел "русский свет" - электрические лампочки русского
изобретателя Лодыгина, и ториевые колпачки газокалильных фонарей
потеряли свое значение. Вместе с этим резко сократилось применение и
производство ториевых соединений. Торий почти не применяли. Он
использовался главным образом как добавка в сердечники углей для
дуговых ламп прожекторов.
"Переоценка ценности" тория, однако,
началась значительно раньше, почти тогда же, когда Мария Склодовская
и независимо от нее Шмитд установили, что торий является
радиоактивным элементом, хотя и с менее выраженной активностью, чем
у радия. Оказалось, что атомы тория претерпевают ряд
последовательных разрушений, превращаясь в конечном итоге в
устойчивый свинец с атомным весом 208. Неустойчивость ядра атома
тория нашла практическое применение как источник внутриатомной
энергии.
Преимущество тория как ядерного "горючего"
перед ураном состоит в том, что лишь при 1400-1500°С кристаллическая
решетка тория начинает претерпевать фазовые превращения. Это
позволяет реактору на ториевом горючем работать при более высоких
температурах.
Тория в природе значительно больше урана.
Соединения тория содержатся в монацитовом песке. Тория в земной коре
не так уж мало (6·10-5 %). В ничтожных количествах он встречается
даже в гранитах.
Торий по внешнему виду и температуре
плавления напоминает платину, по удельному весу и твердости -
свинец. В химическом отношении у тория много сходства с церием, а по
структуре электронной оболочки атома - это равноправный член
семейства актиноидов.
Перспективы применения тория весьма широки:
атомные двигатели и, как знать, может даже атомные станции для
подогрева воды в северных реках получат для своей работы торий в
качестве энергетического сырья.