Verschil tussen uranium en thorium

Belangrijkste verschil - Uranium versus Thorium

Uranium en Thorium zijn bekende radioactieve elementen die in aanzienlijke hoeveelheden in de natuur voorkomen. Ze behoren tot de actinideserie van het f-blok van het periodiek systeem. Zowel uranium als thorium zijn zwak radioactieve elementen en bestaan uit een aantal radioactieve isotopen. Omdat ze zwak radioactief zijn, hebben sommige isotopen van Uranium en Thorium verschillende toepassingen. Deze chemische elementen kunnen ook gevaarlijk zijn vanwege hun radioactiviteit. Het belangrijkste verschil tussen Uranium en Thorium is dat Uranium heeft een van nature voorkomende splijtbare isotoop, terwijl Thorium geen splijtbare isotopen heeft.

Key Areas Covered

1. Wat is Uranium
      - Definitie, radioactiviteit, isotopen, toepassingen
2. Wat is Thorium
      - Definitie, radioactiviteit, isotopen, toepassingen
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen uranium en thorium
      - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen Uranium en Thorium
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: splijtbaar materiaal, isotoop, radioactief verval, radioactiviteit, thorium, uranium

Wat is Uranium

Uranium is een radioactief chemisch element met het atoomnummer 92 en het symbool U. Uranium behoort tot de groep van actiniden in het periodiek systeem der elementen. Het staat in het f-blok van het periodiek systeem. Het atoomgewicht van de meest stabiele en overvloedige isotoop van uranium is ongeveer 238,02 amu. De elektronconfiguratie van Uranium kan worden gegeven als [Rn] 5f³6d¹7s².

Bij kamertemperatuur en druk is Uranium een solide metaal. Het smeltpunt van Uranium is ongeveer 1132^OC. Het kookpunt is ongeveer 4130^OC. Uranium kan enkele stabiele positieve oxidatietoestanden hebben omdat Uranium 6 valentie-elektronen heeft.

Er zijn verschillende isotopen van uranium. De meest voorkomende isotoop is Uranium-238. (De overvloed is ongeveer 99%). Uranium-235 en Uranium-234 komen ook voor in de natuur. Maar ze zijn aanwezig in sporenhoeveelheden. Uranium-235 is erg belangrijk onder deze isotopen omdat het de enige splijtbare isotoop is die van nature voorkomt. Uranium wordt dus veel gebruikt in kerncentrales en kernwapens.

Figuur 1: Model van Uranium 235 Atoom

Uranium-238 wordt een vruchtbaar materiaal genoemd, omdat dit element zelf niet splijtbaar is maar kan worden omgezet in een isotoop die een kettingreactie kan ondersteunen door een andere methode, zoals een bombardement met een hogesnelheidsneutron.

Figuur 2: Enkele reacties van uraniumoxiden

Het uraniumelement kan oxiden vormen. De zouten van uranium zijn oplosbaar in water. Ze kunnen verschillende kleuren geven in waterige oplossingen volgens hun oxidatietoestand. Bovendien kan uranium haliden vormen, zoals UF4 en UF6. Deze fluoriden worden gevormd wanneer uraniummetaal reageert met HF (waterstoffluoride) of F₂ (Fluor gas).

Wat is Thorium

Thorium is een radioactief chemisch element dat het atoomnummer 90 en het symbool Th heeft. Thorium behoort tot de actinideserie van het f-blok in het periodiek systeem der elementen. Het is in vaste toestand bij kamertemperatuur en druk. De elektronische configuratie van Thorium is [Rn] 6d²7s². Het atoomgewicht van de meest stabiele en overvloedige isotoop van Thorium is ongeveer 232.038 amu.

Figuur 3: Chemische structuur van Thorium Atoom

Het smeltpunt van Thorium is ongeveer 1750^OC en het kookpunt is ongeveer 4785^OC. De meest voorkomende oxidatietoestand van Thorium is 4, omdat het aantal valentie-elektronen in Thorium 4 is. Maar er kunnen ook andere oxidatietoestanden zijn zoals +3, +2 en +1. Dit zijn zwakke basische verbindingen.

Thorium heeft een aantal isotopen. Maar de meest stabiele en overvloedige isotoop is Thorium-232. (De overvloed is ongeveer 99%). Andere isotopen worden in zeer kleine hoeveelheden aangetroffen. Thorium is zeer reactief en kan verschillende verbindingen vormen. Thorium kan betrokken zijn bij de vorming van anorganische en coördinatieverbindingen.

Aangezien Thorium overvloediger is dan Uranium, kan Thorium worden gebruikt als alternatief voor Uranium in kerncentrales. Thorium is echter gevaarlijk vanwege de radioactiviteit. Maar Thorium vergaat langzaam en het neigt om alpha-straling uit te zenden. Daarom kan de blootstelling aan Thorium voor een korte tijd geen enkel risico veroorzaken (omdat de alfa-straling niet door onze huid kan dringen).

Overeenkomsten tussen uranium en thorium

Uranium en Thorium zijn radioactieve elementen.
Beide elementen ondergaan langzaam alfa-verval.
Beide elementen bevinden zich in de actinideserie van het f-blok van het periodiek systeem der elementen.
Beide elementen hebben van nature voorkomende isotopen.
Beide chemische elementen worden gebruikt in kerncentrales en kernwapens.

Verschil tussen uranium en thorium

Definitie

Uranium: Uranium is een radioactief chemisch element met het atoomnummer 92 en het symbool U.

Thorium: Thorium is een radioactief chemisch element dat het atoomnummer 90 en het symbool Th heeft.

Smeltpunt en kookpunt

Uranium: Het smeltpunt van Uranium is ongeveer 1132^OC. Het kookpunt is ongeveer 4130^OC.

Thorium: Het smeltpunt van Thorium is ongeveer 1750^OC. Het kookpunt is ongeveer 4785^OC.

Isotopes

Uranium: Uranium heeft verschillende isotopen, waaronder een van nature voorkomende splijtbare isotoop.

Thorium: Thorium heeft verschillende isotopen, maar er zijn geen van nature voorkomende splijtbare isotopen.

Aantal Valence-elektronen

Uranium: Uranium heeft 6 valentie-elektronen.

Thorium: Thorium heeft 4 valentie-elektronen.

Overvloed

Uranium: Uranium is minder overvloedig dan Thorium.

Thorium: Thorium is overvloediger dan Uranium.

Conclusie

Uranium en Thorium zijn twee van de drie elementen die aanzienlijk radioactief verval kunnen ondergaan en die relatief veel in de natuur voorkomen. Dit zijn echter gevaarlijke elementen die door hun radioactiviteit verschillende ziektes in ons lichaam kunnen veroorzaken. Maar blootstelling aan een kleine hoeveelheid voor een zeer korte periode is misschien niet zo schadelijk, omdat deze elementen de neiging hebben om alfa-verval te ondergaan en het verval zeer langzaam plaatsvindt.

Referenties:

1. "Thorium - Elementinformatie, eigenschappen en toepassingen | Periodiek systeem. "Royal Society of Chemistry, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.
2. "Uranium." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31 aug. 2017, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.
3. Kirk Sorensen, hoofdtechnoloog, Flibe Energy 28 september 2016. "Wat is het verschil tussen thorium en uranium nucleaire reactoren?" Machineontwerp, 10 oktober 2016, hier beschikbaar. Betreden op 4 september 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "U-235" door Stefan-Xp - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Uranium-trioxide-vorming" door InXtremis - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "1802359" (Publiek domein) via Pixabay

Wetenschap