Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du thorium et de l’uranium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Thorium contre Uranium.
Thorium et Uranium – À propos des éléments
Source : www.luciteria.com
Thorium et Uranium – Applications
Thorium
La plupart des applications de thorium utilisent son dioxyde (parfois appelé « thorium » dans l’industrie), plutôt que le métal. Ce composé a un point de fusion de 3300°C (6000°F), le plus élevé de tous les oxydes connus; seules quelques substances ont des points de fusion plus élevés.[46] Cela aide le composé à rester solide dans une flamme et augmente considérablement la luminosité de la flamme; c’est la principale raison pour laquelle le thorium est utilisé dans les manteaux des lampes à gaz. Toutes les substances émettent de l’énergie (lueur) à des températures élevées, mais la lumière émise par le thorium est presque entièrement dans le spectre visible, d’où la luminosité des manteaux de thorium. Le thorium est un agent d’alliage important dans le magnésium, car il confère une plus grande résistance et une résistance au fluage à des températures élevées. L’oxyde de thorium est utilisé comme catalyseur industriel. Les autres utilisations du thorium comprennent les céramiques résistantes à la chaleur, les moteurs d’avion et les ampoules électriques. Le thorium peut être utilisé comme source d’énergie nucléaire. Il est environ trois fois plus abondant que l’uranium et à peu près aussi abondant que le plomb, et il y a probablement plus d’énergie disponible à partir du thorium qu’à partir de l’uranium et des combustibles fossiles. Le 232Th est un isotope fertile. Le 232Th n’est pas capable de subir une réaction de fission après absorption de neutrons thermiques, par contre le 232Th peut être fissionné par des neutrons rapides d’énergie supérieure à >1MeV. L’Inde et la Chine sont en train de développer des centrales nucléaires avec des réacteurs au thorium, mais il s’agit encore d’une technologie très récente. Le dioxyde de thorium était autrefois ajouté au verre lors de la fabrication pour augmenter l’indice de réfraction, produisant du verre thorié destiné à être utilisé dans des objectifs d’appareil photo de haute qualité. et il y a probablement plus d’énergie disponible à partir du thorium qu’à partir de l’uranium et des combustibles fossiles. Le 232Th est un isotope fertile. Le 232Th n’est pas capable de subir une réaction de fission après absorption de neutrons thermiques, par contre le 232Th peut être fissionné par des neutrons rapides d’énergie supérieure à >1MeV. L’Inde et la Chine sont en train de développer des centrales nucléaires avec des réacteurs au thorium, mais il s’agit encore d’une technologie très récente. Le dioxyde de thorium était autrefois ajouté au verre lors de la fabrication pour augmenter l’indice de réfraction, produisant du verre thorié destiné à être utilisé dans des objectifs d’appareil photo de haute qualité. et il y a probablement plus d’énergie disponible à partir du thorium qu’à partir de l’uranium et des combustibles fossiles. Le 232Th est un isotope fertile. Le 232Th n’est pas capable de subir une réaction de fission après absorption de neutrons thermiques, par contre le 232Th peut être fissionné par des neutrons rapides d’énergie supérieure à >1MeV. L’Inde et la Chine sont en train de développer des centrales nucléaires avec des réacteurs au thorium, mais il s’agit encore d’une technologie très récente. Le dioxyde de thorium était autrefois ajouté au verre lors de la fabrication pour augmenter l’indice de réfraction, produisant du verre thorié destiné à être utilisé dans des objectifs d’appareil photo de haute qualité. d’autre part le 232Th peut être fissionné par des neutrons rapides d’énergie supérieure à >1MeV. L’Inde et la Chine sont en train de développer des centrales nucléaires avec des réacteurs au thorium, mais il s’agit encore d’une technologie très récente. Le dioxyde de thorium était autrefois ajouté au verre lors de la fabrication pour augmenter l’indice de réfraction, produisant du verre thorié destiné à être utilisé dans des objectifs d’appareil photo de haute qualité. d’autre part le 232Th peut être fissionné par des neutrons rapides d’énergie supérieure à >1MeV. L’Inde et la Chine sont en train de développer des centrales nucléaires avec des réacteurs au thorium, mais il s’agit encore d’une technologie très récente. Le dioxyde de thorium était autrefois ajouté au verre lors de la fabrication pour augmenter l’indice de réfraction, produisant du verre thorié destiné à être utilisé dans des objectifs d’appareil photo de haute qualité.
Uranium
La principale utilisation de l’uranium dans le secteur civil est l’alimentation des centrales nucléaires. Un kilogramme d’uranium 235 peut théoriquement produire environ 20 térajoules d’énergie, en supposant une fission complète ; autant d’énergie que 1,5 million de kilogrammes (1500 tonnes) de charbon. Un réacteur type peut contenir environ 100 tonnes d’uranium enrichi (c’est-à-dire environ 113 tonnes de dioxyde d’uranium). Ce combustible est chargé dans, par exemple, 157 assemblages combustibles composés de plus de 45 000 crayons combustibles. Un assemblage combustible commun contient de l’énergie pendant environ 4 ans de fonctionnement à pleine puissance. Le combustible retiré (combustible nucléaire usé) contient encore environ 96 % de matière valorisable (il doit être retiré en raison de la diminution du kinf d’un assemblage). Avant (et parfois après) la découverte de la radioactivité, l’uranium était principalement utilisé en petites quantités pour les émaux de verre et de poterie jaunes, comme le verre d’uranium. L’uranium est également utilisé par l’armée pour alimenter les sous-marins nucléaires et dans les armes nucléaires. En raison de sa densité élevée, ce matériau se retrouve dans les systèmes de guidage inertiel et dans les compas gyroscopiques.[10] L’uranium appauvri est préféré aux métaux de densité similaire en raison de sa capacité à être facilement usiné et coulé ainsi que de son coût relativement faible. Le principal risque d’exposition à l’uranium appauvri est l’empoisonnement chimique par l’oxyde d’uranium plutôt que par la radioactivité (l’uranium n’étant qu’un faible émetteur alpha). L’uranium appauvri est un uranium qui contient beaucoup moins d’uranium 235 que l’uranium naturel. Il est considérablement moins radioactif que l’uranium naturel. C’est un métal dense qui peut servir de lest pour les navires et de contrepoids pour les avions. Il est également utilisé dans les munitions et les armures. L’uranium appauvri peut également être utilisé pour protéger des radiations. L’uranium appauvri est beaucoup plus efficace en raison de son Z plus élevé. L’uranium appauvri est utilisé pour le blindage des sources portables de rayons gamma. L’uranium est utilisé dans les aciers rapides comme agent d’alliage pour améliorer la résistance et la ténacité. Le trioxyde d’uranium (également appelé oxyde uranique) de formule UO3, est une poudre jaune orangé et est utilisé comme pigment pour la céramique. Dans les verres, il produit un beau « verre d’uranium » jaune verdâtre.
Thorium et Uranium – Comparaison dans le tableau
| Élément | Thorium | Uranium |
| Densité | 11,724 g/cm3 | 19,05 g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 220 MPa | 390 MPa |
| Limite d’élasticité | 144 MPa | 190 MPa |
| Module de Young | 79 GPa | 208 GPa |
| Échelle de Mohs | 3 | 6 |
| Dureté Brinell | 400 MPa | 2400 MPa |
| Dureté Vickers | 350 MPa | 1960 MPa |
| Point de fusion | 1750°C | 1132°C |
| Point d’ébullition | 4790°C | 4131°C |
| Conductivité thermique | 54W/mK | 27W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 11 µm/mK | 13,9 µm/mK |
| Chaleur spécifique | 0,12 J/g·K | 0,12 J/g·K |
| Température de fusion | 13,8 kJ/mole | 8,52 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 514,4 kJ/mol | 417 kJ/mole |
