Thoriumdioxid

[Newclears]

Thoriumdioxid

Name: Thoriumdioxid
Summenformel: ThO₂
Andere Namen: Thorium(IV)-oxid
Dichte: 9,86 g/cm³
Löslichkeit: nahezu unlöslich in Wasser, verdünnten und konzentrierten Säuren
Molare Masse: 264,04 g/mol
Schmelzpunkt: 3390°C
Gefahrenzeichen: T, R



R-Sätze:R: 45-23/24/25-33
S-Sätze:53-36/37/39-45

Beschreibung:

Thoriumdioxid ist ein weißes, geruch und geschmackloses, schweres Pulver welches aufgrund einiger besonderer Eigenschaften in der Technik recht weit verbreitete Anwendung gefunden hat. Aufgrund der nicht unerheblichen Radioaktivität dieses Stoffes wird jedoch zunehmend auf nicht radioaktive, wenn auch z.T. teurere Alternativen zurückgegriffen.
Bekanntestes Beispiel für die Verwendung von Thoriumdioxid ist wohl der von Carl Auer von Welsbach entwickelte Glühstrumpf, der lange Zeit mit einem Gemisch aus 1% Cernitrat und 99% Thoriumnitrat getränkt war, welche sich bei der ersten Inbetriebnahme zu den entsprechenden Oxiden umsetzten die dann bei der hohen Temperatur der Gasflamme und einigen bis heute nicht vollständig geklärten Effekten ein helles, weißes Licht aussandten welches bei Abwesenheit einer entsprechenden Atmosphäre bei gleicher Temperatur nicht beobachtet werden kann. Ein ähnliches Verhalten weisen viele Erdalkalioxide auf so z.B. Calciumoxid welches letztlich damit den Begriff "Limelight" für eine sehr helle Bühnenbeleuchtung ("Spot") lieferte indem ein Zylinder aus Calciumoxid punktuell mit einer Knallgasflamme erhitzt wurde.
Weitere Anwendung fand und findet das Material als hochtemperaturbeständige sogenannte Thoria-Keramik, als Bestandteil von stark lichtbrechenden optischen Gläsern und zuguterletzt als Röntgenkontrastmittel (Thorotrast). In dieser Funktion wurde es aber aufgrund der doch recht starken Alpha und Betastrahlung und des daraus resultierenden Krebsrisikos sowie der biologischen Halbwertzeit von etwa 400 Jahren bereits in den späten 1940´er Jahren größtenteils ersetzt. Eine weitere Anwendung ist der Zusatz z.B. in WIG-Elektroden aus gesintertem Wolfram, um die Zündfreudigkeit des Lichtbogens durch die ausgesandte, ionisierende Strahlung zu erhöhen oder auch als Elektrodenbeschichtung in bestimmten Gasentladungsröhren.
Thoriumdioxid findet außerdem Anwendung als spaltbares Material in Kernreaktoren wie dem THTR und anderen Kugelhaufenreaktoren.

Bei der Vorliegenden Probe wurden jeweils 5 Messungen auf alpha, beta und gamma Strahlung mit einem Silicium-Oberflächensperrschichtdetektor bei Normaldruck durchgeführt. Die Masse der Probe betrug ca. 50mg.

alpha je Messung 130 Sekunden Dauer:
1. 1400 Counts
2. 1300 Counts
3. 1400 Counts
4. 1400 Counts
5. 1400 Counts
Woraus sich eine durschnittliche Alphaaktivität von 10,62 Bq ergibt

beta je Messung 60 Sekunden :
1. 1900 Counts
2. 2000 Counts
3. 1900 Counts
4. 1900 Counts
5. 1800 Counts
Durschnitt beta: 31,7 Bq

gamma je Messung 60 Sekunden:
1. 2 Counts
2. 3 Counts
3. 14 Counts
4. 4 Counts
5. 7 Counts
Durschnitt gamma: 6 Bq

Die glatten Beträge kommen dadurch zustande, daß das Gerät ab 99 Counts aufrundet, so das ab 100 die Zehner wegfallen ab 1000 die Zehner und hunderter u.s.w. .

Gesamtaktivität: 48,32 Bq / 50mg also etwa 966 Bq/g wenn dieses auf die Detektorfläche ohne Hinderung einstrahlen könnte.
Hierbei sind nicht alle Alphazerfälle erfassbar weil diese z.T. schon vom Material selbst absorbiert werden.Die Bestrahlte Sensorfläche war maximal, da die Probe den Sensor voll ausschöpfte.Alle Angaben beziehen sich auf die Oberflächenaktivität.

Interessant ist der hohe Anteil an ß-Strahlung, da ²³²Th eigentlich ein Alphastrahler ist. Diese Strahlungskomponente ist also vermutlich auf leichtere Zerfallsprodukte, zurückzuführen.

Bilder:


Gesamtmenge des Glühstrumpfes ~320 mg


Gemessene Probe eines Thoriumhaltigen Glühstrumpfes mit einer Masse von etwa 50 mg in der Bleiabschirmung um bei der Messung Störungen von außen auszuschließen.


Strahlenmessgerät RAM-II der NVA auf diesem Bild ohne Messonde). Dieses Gerät ist ein Halbleiterdetektor und ermöglicht so auch die Erfassung von Alphastrahlung was mit herkömmlichen Zählrohren nicht möglich ist.

last edit: 9.9.´13 by Newclears

[Bariumchlorid]

Ja fein
Ist in diesem Glühstrümpfen immer noch ThO₂ drinne ? Ich meine nämlich nicht. Falls doch bin ich im Besitz von Thoriumoxid :yippie:

[Radithor]

In den heutigen Glühstrümpfen gibt es leider kein Thoriumnitrat mehr. Bis vor kurzem gab es aber noch welche bei Petromax, die sind aber ausverkauft. Bei Bedarf kann ich gerne ein Foto machen.

[dg7acg]

Stimmt, die neuen Glühstrümpfe sind heute mit anderen Leuchtstoffen versehen. Aber wer Glück hat findet eben auch heute noch so einen Schatz in irgenteinem Geräteschuppen... stimmts Lars?

[Newclears]

...und hat zufällig den Zähler mit um eine Mineralprobe messen zu wollen

[Newclears]

Hab ich noch was vergessen oder ist das so OK?

[dg7acg]

Das würde auch gut in den Physikbereich passen, aber ich schiebe es mal in die Stoffbeschreibungen

[Newclears]

Danke Dir.
Für Physik ist da noch einiges machbar z.B. zu Abschirmung etc.Wenn ich Zeit habe mach ich da vielleicht mal was zu.Aber die olle Leuchtsocke war eine Steilvorlage um sie hier mit einzubauen

[dg7acg]

ja ich glaube auch wir sollten uns echt mal um Nachschub für den Physikbereich kümmern... der arme kleine liegt doch schon sooo lange unbeachtet traurig in der Ecke

[Chaoschemiker]

Gesamtaktivität: 48,32 Bq / 50mg also etwa 966 Bq/g

Wenn ich mir die Rechnung da anguck hast du einfach die gemessenen Counts mit tatsächlichen Zerfällen gleichgesetzt, ich würde aber sagen, dass die Gesamtaktivität, je nach Größe des Einfallfensters deines Detektors, seiner Distanz zur Probe und des spezifischen Durchmessers des Fensters mindestens das Doppelte beträgt.

[Newclears]

Das Tolle an dem Aparillo ist die Tatsache, daß der Sensor selbst nix absorbiert und sehr nahe an der Probe ist.
In diesem Fall betrug die Entfernung ~2,5mm und die Sensorfläche wurde vollständig bestrahlt, da die Probe eine etwas kleinere Fläche aufwies als die Sensorfläche.
Das man die werte also verdoppeln müsste stimmt insofern, das etwa die gleiche Dosis natürlich auch auf der Rückseite der in diesem Fall wegen der geringen Dicke mal als zweidimensional angenommenen Probe abgegeben wird.
Allerdings habe ich darauf verzichtet, da man ja häufig nur die Oberflächenaktivität angibt und nicht die innere auf die das ja hinauslaufen würde.