தோரியம் டையாக்சைடு

தோரியம் டையாக்சைடு (Thorium dioxide) என்பது ThO₂ என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். தோரியம்(IV) ஆக்சைடு, தோரியா என்ற பெயர்களாலும் இச்சேர்மம் அழைக்கப்படுகிறது. படிகத் திண்மமான தோரியம் டையாக்சைடு பெரும்பாலும் வெள்ள அல்லது மஞ்சள் நிறத்தில் காணப்படுகிறது. இலந்தனைடு மற்றும் யுரேனியம் தயாரிக்கும்போது ஓர் உடன்விளை பெருளாக தோரியம் டையாக்சைடு உருவாகிறது ^[4]. தோரியம் டையாக்சைடின் கனிமவியல் வடிவ பெயர் தோரியானைட்டு ஆகும். கிட்டத்தட்ட ஓர் அரியவகை கனிமம் இல்லை என்றாலும் இது பூமியில் சம அளவு படிகங்களாகக் கிடைக்கிறது என்று கூறலாம். தோரியம் டையாக்சைடின் உருகுநிலை 3300 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையாகும். ஆக்சைடுகளில் இதுவே மிக அதிகபட்ச உருகுநிலை கொண்டதாக உள்ளது. தங்குதன், கார்பன், [[டாண்ட்டலம் கார்பைடு உள்ளிட்ட ஒரு சில சேர்மங்கள் மட்டுமே அதிக உருகுநிலையை கொண்டுள்ளன ^[5]. அனைத்து தோரியம் சேர்மங்களும் கதிரியக்கத் தன்மை கொண்டவையாகும். ஏனெனில் தோரியத்திற்கு நிலைப்புத்தன்மை மிக்க ஐசோடோப்புகள் ஏதும் கிடையாது.

தோரியம் டையாக்சைடு
Thorium dioxide

பெயர்கள்
ஐயூபிஏசி பெயர்s தோரியம் டையாக்சைடு தோரியம்(IV) ஆக்சைடு
வேறு பெயர்கள் தோரியா தோரியம் நீரிலி
இனங்காட்டிகள்
சிஏஎசு எண்	1314-20-1 Y
InChI InChI=1S/2O.Th
யேமல் -3D படிமங்கள்	Image
பப்கெம்	14808
SMILES O=[Th]=O
பண்புகள்
மூலக்கூறு வாய்பாடு	ThO2
வாய்ப்பாட்டு எடை	264.037 கி/மோல்[1]
தோற்றம்	வெண் திண்மம்[1]
மணம்	நெடியற்றது
அடர்த்தி	10.0 கி/செ.மீ3[1]
உருகுநிலை	3,350 °C (6,060 °F; 3,620 K)[1]
கொதிநிலை	4,400 °C (7,950 °F; 4,670 K)[1]
நீரில் கரைதிறன்	கரையாது[1]
கரைதிறன்	நீர்க்காரம் கரையாது இலேசாக காடியில் கரையும்[1]
காந்த ஏற்புத்திறன் (χ)	−16.0•10−6 செ.மீ3/மோல்[2]
ஒளிவிலகல் சுட்டெண் (nD)	2.200 (தோரியானைட்டு)[3]
கட்டமைப்பு
படிக அமைப்பு	புளோரைட்டு (கனசதுரம்), cF12
புறவெளித் தொகுதி	Fm3m, No. 225
Lattice constant	a = 559.74(6) pm[4]
ஒருங்கிணைவு வடிவியல்	நான்முகி (O2−); கனசதுரம் (ThIV)
வெப்பவேதியியல்
Std enthalpy of formation ΔfHo298	−1226(4) கிலோயூல்/மோல்
நியம மோலார் எந்திரோப்பி So298	65.2(2) J கெல்வின்−1 மோல்−1
தீங்குகள்
தீப்பற்றும் வெப்பநிலை	தீப்பற்றாது
Lethal dose or concentration (LD, LC):
LD50 (Median dose)	400 மி.கி/கி.கி
தொடர்புடைய சேர்மங்கள்
ஏனைய நேர் மின்அயனிகள்	ஆபினியம்(IV) ஆக்சைடு சீரியம்(IV) ஆக்சைடு
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும் பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். N verify (இது YN ?) வார்ப்புரு மேற்கோள்கள்

கட்டமைப்பு

தோரியா புளூரைட்டு படிகக் கட்டமைப்பு உள்ளிட்ட இரண்டு பல்பகுதிய கட்டமைப்பு சேர்மமாக காணப்படுகிறது. இரும டையாக்சைடுகளில் புளோரைட்டு கட்டமைப்பு என்பது அசாதாரணமானதாகும். தோரியா படிகக் கட்டமைப்பின் ஆற்றல் இடைவெளி 6 எலக்ட்ரான் வோல்ட்டு ஆகும். நாற்கோண படிக வடிவிலும் தோரியா அறியப்படுகிறது.

தோரியம் டையாக்சைடு தோரியம் மோனாக்சைடை (ThO) விட நிலைப்புத் தன்மை அதிகம் கொண்டதாகும்^[6].வினை நிபந்தனைகளை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தினால் மட்டுமே தோரியம் உலோகத்தின் ஆக்சிசனேற்றம் டை ஆக்சைடை விடுத்து மோனாக்சைடை கொடுக்க முடியும். 1850 பாகை செல்சியசு போன்ற மிக அதிக வெப்பநிலையில், டை ஆக்சைடை விகிதச்சமமாதலின்மை வினை (திரவ தோரியம் உலோகத்துடன் சமநிலை) மூலமாக மோனாக்சைடாக மாற்ற முடியும். அல்லது 2230 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் ஆக்சிசனை வெளியிடும் எளிய பிரிகை வினை மூலம் மாற்றவியலும்^[7]

பயன்பாடுகள்

அணுக்கரு எரிபொருள்

தோரியம் டை ஆக்சைடு எனப்படும் தோரியாவை அணு உலைகளில் பீங்கான் எரிபொருள் துகள்களாகப் பயன்படுத்த முடியும்.. பொதுவாக சிர்க்கோனியம் உலோகக் கலவைகளுடன் கூடிய அணு எரிபொருள் தண்டுகளில் இது கலந்திருக்கும். தோரியம் பிளவுபடக்கூடியது அல்ல என்றாலும் நியூட்ரான் மோதல் வினையால் கதிரியக்கச் சிதைவு அடைந்து யுரேனியம் -233 ஐசோடோப்பை உருவாக்குகிறது. எனவே, இதை யுரேனியம் அல்லது புளுட்டோனியத்தின் பிளவுபடும் ஐசோடோப்புகளுடன் இணைத்து அணு உலை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். தோரியத்தை யுரேனியம் அல்லது புளுட்டோனியத்துடன் கலப்பதன் மூலமோ அல்லது யுரேனியம் அல்லது புளுட்டோனியம் கொண்ட தனி எரிபொருள் கம்பிகளுடன் இணைந்து அதன் தூய வடிவத்தில் பயன்படுத்துவதன் மூலமோ இதை அடைய முடியும்.. தோரியம் டை ஆக்சைடு வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படும் யுரேனியம் டை ஆக்சைடு எரிபொருள் துகள்களை விட அதிக நன்மைகளை வழங்குகிறது, இதன் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் அல்லது குறைந்த இயக்க வெப்பநிலை, கணிசமான உயர் உருகுநிலை மற்றும் வேதியியல் நிலைப்புத் தன்மை போன்றவை இதற்கான காரணங்களாகும். யுரேனியம் டையாக்சைடு போல இது நீர் / ஆக்ஸிஜன் முன்னிலையில் ஆக்சிசனேற்றம் அடைவதில்லை.

தோரியம் டையாக்சைடை யுரேனியம் -233 ஐசோடோப்பாக மாற்றம் செய்வதன் மூலம் ஓர் அணுக்கரு எரிபொருளாக மாற்றலாம் . தோரியம் டையாக்சைடின் உயர் வெப்ப நிலைத்தன்மை தீச்சுடர் தெளித்தல் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை மட்பாண்டங்களில் பயன்பாடுகளை அனுமதிக்கிறது.

உலோகக் கலவைகள்

தோரியம் டையாக்சைடு தங்குதன் மந்தவாயு பற்றவைப்பான்களில் உள்ள தங்குதன் மின்முனைகளிலும் எலக்ட்ரான் குழாய்களிலும் விமானங்களின் இயந்திரங்களிலும் நிலைப்படுத்தியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஓர் உலோகக் கலவையாக தோரியமேற்றப்பட்ட தங்குதன் உலோகம் அவ்வளவு எளிதில் சிதைக்கப்படுவதில்லை, ஏனெனில் உயர்-இணைவு பொருளான தோரியா உயர் வெப்பநிலை இயந்திர பண்புகளை அதிகரிக்கிறது. மேலும் தோரியம் எலக்ட்ரான்களின் அதாவது தெர்மியன்கள் உமிழ்வைத் தூண்ட உதவுகிறது. குறைந்த விலை காரணமாக இது மிகவும் பிரபலமான ஆக்சைடு சேர்மமாகக் கருதப்படுகிறது. ஆனால் சீரியம், இலந்தனம் மற்றும் சிர்கோனியம் போன்ற கதிரியக்கமற்ற தனிமங்களுக்கு ஆதரவாக இது படிப்படியாக குறைந்த பயன்பாட்டை நோக்கி செல்கிறது. தோரியா சிதறடிக்கப்பட்ட நிக்கல் எரியூட்டும் இயந்திரங்கள் போன்ற பல்வேறு உயர் வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கு உதவுகிறது. ஏனெனில் இது ஒரு நல்ல படர் எதிர்ப்பு பொருள் ஆகும். ஐதரசன் பிடிப்புக்கும் இதைப் பயன்படுத்தலாம்^{[8][9][10][11][12]}.

கதிரியக்க மாறுபாடு முகவர்

கதிரியக்க தோரியம் டையாக்சைடுகள் உள்ளடங்கிய தொங்கல் கரைசலில் இது முதன்மை உட்பொருளாக இருந்தது. ஒரு காலத்தில் இதுவொரு பொதுவான கதிரியக்க மாறுபாடு உணர்த்தும் முகவராகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. பெருமூளை இரத்தக்குழாய் வரைவிகளில் இது பயன்பட்டது. எனினும், இது நீண்ட காலத்திற்குப் பின்னர் புற்றுநோய் உருவாக்கும் என மதிப்பிடப்படுகிறது ^[13]. கல்லீரலில் இதனால் புற்று ஏற்படலாம். உட்செலுத்தக்கூடிய அயோடின் அல்லது உட்கொள்ளக்கூடிய பேரியம் சல்பேட் டு தொங்கல் ஆகிய நிலையான எக்சுகதிர் முரண் முகவர்களால் இது இடப்பெயர்ச்சி செய்யப்படுகிறது.

வினையூக்கி

தோரியம் டையாக்சைடு சேர்மத்திற்கு வணிக வினையூக்கியாக கிட்டத்தட்ட எந்தவிதமான மதிப்பும் இல்லை, ஆனால் அத்தகைய பயன்பாடுகள் நன்கு ஆராயப்பட்டுள்ளன. வளைய கீட்டோன் தயாரிப்பில் பயன்படும் ருசிகா பெரிய வளைய தொகுப்பு வினையில் இதுவொரு வினையூக்கியாகும். ஆராயப்பட்ட பிற பயன்பாடுகளில் பெட்ரோலியம் பிளவு , அமோனியாவை நைட்ரிக் அமிலமாக மாற்றுவது மற்றும் கந்தக அமிலம் தயாரித்தல் ஆகிய பயன்பாடுகள் அடங்கும்^[14].

வலைத்திரிகள்

வாயு விளக்குகளில் வலைத்திரியாகப் பயன்படுவது கடந்த காலங்களில் இதன் மற்றொரு முக்கிய பயன்பாடு ஆகும். கார்ல் அவுர் வான் வெல்சுபாக் 1890 ஆம் ஆண்டில் உருவாக்கிய விளக்குகளில் இவ்வலைத்திரி பயன்பாட்டில் இருந்தது, அவை 99 சதவிகிதம் ThO 2 மற்றும் 1% சீரியம்(IV) ஆக்சைடு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருந்தன. 1980 ஆம் ஆண்டுகளின் பிற்பகுதியில் கூட, உற்பத்தி செய்யப்பட்ட மொத்த ThO 2 அளவில் (ஆண்டுக்கு பல நூறு டன்) பாதியளவு இந்த நோக்கத்திற்காக பயன்படுத்தப்பட்டது என்று மதிப்பிடப்பட்டது^[15]. சில வலைத்திரிகள் இன்னும் தோரியத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, ஆனால் இட்ரியம் ஆக்சைடு அல்லது சில நேரங்களில் சிர்க்கோனியம் ஆக்சைடு மாற்றாக அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கண்ணாடி தயாரிப்பில்

மஞ்சளாக மாறிய தோரியம் டையாக்சைடு வில்லை (இடது), அதேபோன்ற மற்றொரு வில்லை புற ஊதா ஒளியால் பகுதியாக மஞ்சள் நீக்கம் செய்யப்பட்டது (நடுவில்), மற்றும் மஞ்சளற்ற வில்லை (வலது)

கண்ணாடியுடன் சேர்க்கப்படும் போது அதன் ஒளிவிலகல் எண்ணை அதிகரிக்கவும் ஒளிச்சிதறலை குறைக்கவும் தோரியம் டையாக்சைடு உதவுகிறது. . இத்தகைய கண்ணாடிகள் புகைப்படக் கருவிகல் மற்றும் விஞ்ஞான கருவிகளுக்கான உயர்தர வில்லைகளில் பயன்பாட்டைக் காண்கின்றன^[16].இந்த வில்லைகளிலிருந்து வரும் கதிர்வீச்சு அவற்றை கருமையாக்கி, சில ஆண்டுகளில் மஞ்சள் நிறமாக மாற்றி, திரைப்படத்தை தரங்குறையச் செய்யும். ஆனால் உடல்நல அபாயங்கள் மிகக் குறைவாகும்^[17].தீவிர புற ஊதா கதிர்வீச்சுக்கு நீண்ட நேரம் வெளிப்படுவதன் மூலம் மஞ்சள் நிற வில்லைகள் அவற்றின் அசல் நிறமற்ற நிலைக்கு மீட்டெடுக்கப்படலாம். தோரியம் டை யாக்சைடு கிட்டத்தட்ட அனைத்து நவீன உயர்-குறியீட்டு கண்ணாடிகளிலும் இலாந்தனம் ஆக்சைடு போன்ற அரு-மண் ஆக்சைடுகளால் மாற்றப்பட்டுள்ளது,. ஏனெனில் அவை ஒத்த விளைவுகளையும் அளிக்கின்றன அதேசமயம் கதிரியக்கத்தன்மை கொண்டவையாகவும் இருக்கவில்லை^[18]

.