90. Torio

 

Vamos a aprender algo sobre el elemento que representa a Thor, el Dios de la tormenta y el relámpago: El torio. Es el elemento número 90 que vemos y el segundo de los actínidos, ese grupito de elementos especiales que, junto con los Lantánidos, quedan apartados del grueso de la Tabla Periódica.  

Imagino que a estas alturas (si has ido leyendo los anteriores elementos en este blog) ya sabrás que ser el elemento número 90 significa tener ni más ni menos que 90 protones en el núcleo y 90 electrones alrededor del mismo (necesarios para ser eléctricamente neutro). Además, el torio tiene 142 neutrones en prácticamente el 100% de los átomos del mundo (Th232).  

Este elemento fue descubierto por uno de los grandes químicos de la historia: John Jacob Berzelius. Aunque, en realidad, lo que tenía en las manos la primera vez era fosfato de itrio. Lo extrajo de una muestra de gadolinita de la mina de cobre de Falun, a unos 250 km de Estocolmo. Corría el año 1815. 9 años más tarde tuvo que retractarse, pues se encontraron más depósitos de ese mineral (esta vez en Noruega) y quedó claro que era otra cosa.  

Así que el mundo tuvo que esperar al año 1828, cuando un aficionado a la mineralogía, además de religioso, Morten Thrane Esmark, encontró una extraña roca negra en la isla de Lovoya, al sur de Noruega. Su padre, Jens Esmark, era profesor de geología en la Universidad de Oslo y cuando recibió aquella muestra de su hijo, vio que era un mineral desconocido, con lo que se la envió a Berzelius, que determinó que contenía un nuevo elemento. Además, lo aisló (supongo que obteniendo el óxido) reduciéndolo con potasio y analizó concienzudamente algunas de sus características: radio, masa, electronegatividad… Se acordó del elemento que creía haber descubierto hacía unos cuantos años y lo llamó torio. Al mineral, por su parte, le puso el nombre de torita (ThSiO4).  

La primera vez que se obtuvo torio metálico fue en 1914. Fueron los daneses Dirk Lely y Lodewijk Hamburger. El nuevo elemento resultó ser algo más estable que sus compañeros actinio y proactinio. El isótopo de 142 neutrones, el Th232, tiene una vida media de unos 14.000 millones de años, lo cual hace que sí, sea bastante estable. Quizás por eso sea un elemento relativamente abundante, porque no se ha desintegrado en otros elementos. El Th232 emite una partícula alfa pasando a ser Ra228, que se sigue desintegrando hasta acabar siendo plomo. Por cierto, la radiactividad del torio fue descubierta independientemente por Marie Curie y Gerhard Carl Schmidt en 1898. 

Decaimiento del torio.

Aunque sea abundante, nunca se encuentra solo. Forma óxidos muy fácilmente siendo su estado de oxidación +4. Esto quiere decir que no se encuentra en estado puro en la naturaleza si no que siempre está mezclado con otros elementos. Los países que más torio tienen son La India, Estados Unidos y Australia. ¿Y para qué queremos ese torio? 

La primera aplicación, en 1885, vino de la mano de Carl Auer, quien añadió nitrato de torio mezclado con cerio, berilio y magnesio, en las lámparas de gas, dotándolas de una intensa luz blanca (termoluminiscencia). Esa aplicación calló en desuso con la aparición de la bombilla (Aunque en las camisas de algunas lamparitas de camping siguió utilizándose hasta los años 90, cuando se reemplazó por itrio). 

Por cierto, que el torio emite partículas alfa, que, en realidad, no son muy peligrosas… primero porque el torio, como he comentado, no emite muchas y segundo, porque se frenaban con el mismo cristal de las lámparas, con lo que no afectaban a los usuarios de las mismas. 

Hoy en día se utiliza para la fabricación de cerámicas (necesitan muy altas temperaturas), lámparas (junto con wolframio) y ciertas aleaciones (también que soporten altas temperaturas). Resulta que el óxido de torio (ThO2) tiene un punto de fusión de 3300 grados, uno de los más altos conocidos (De ahí que se utilizara para las lámparas). También se utiliza en la industria química como catalizador de la reacción amoniaco - ácido nítrico o incluso para fabricar ciertas lentes para fotografía o laboratorios, debido a su alto índice de refracción. Algunas de estas aplicaciones han dejado de serlo por el hecho de haber encontrado sustitutos menos peligrosos.

Pero sobretodo promete como combustible nuclear. El combustible por excelencia de las centrales nucleares es el uranio (que ya veremos en detalle cuando toque). Se necesita un elemento que fisione (Es decir: Se rompa en dos. Y se rompe al chocar contra él un neutrón lento, liberando energía y 2 ó 3 neutrones más) ¿Cómo que lentos? Bueno, los neutrones inicialmente son rápidos, y éstos reducen su velocidad gracias a ciertos materiales, como por ejemplo el agua (chocan con las moléculas de agua y en cada choque, se van frenando). Es cuando llegan a una velocidad determinada cuando pueden fisionar el uranio. La reacción en cadena que tiene lugar dentro de los reactores puede controlarse perfectamente en parte  gracias a eso. En el caso del torio (Th232), si éste absorbe un neutrón, pasa a ser torio 233, que decae emitiendo una partícula beta y convirtiéndose en proactinio 233, que vuelve a emitir una beta pasando a ser uranio-233, que fisiona con neutrones lentos y el cual nos va a permitir tener un reactor nuclear que funcione.

Y lo mejor de todo es que el torio es entre 3 y 4 veces más abundante que el uranio (Además de menos radiactivo, con mayor punto de fusión, no produce plutonio o incluso lo elimina y además es más aprovechable en un reactor). Hoy en día, la verdad, es que se usa poco torio, que se extrae como subproducto de la extracción de tierras raras. Pero eso, muy posiblemente, cambie en los próximos años.

El caso es que en el año 2017 científicos holandeses pusieron en marcha una planta experimental con torio (También las ha habido en USA, Alemania o Inglaterra y varios países han trabajado en ello, como Noruega, Bélgica, Canadá, Rusia o Brasil). China y La India, por otro lado, están invirtiendo millones en desarrollar esta fuente de energía. Y al menos éstos dos últimos países saben que, debido a la intermitencia de las renovables, la energía nuclear es esencial para la transición energética. Lo conseguirán, y es posible que la energía nuclear con torio pase a ser el futuro de la energía. Quién sabe.