O tório é um elemento químico da tabela periódica com o símbolo Th e número atômico 90. É um metal fracamente radioativo, de cor prateada, e pertence ao grupo dos actinídeos (não às terras raras, embora seja frequentemente encontrado associado a elas na natureza).
Propriedades e abundância
O tório é mais abundante na crosta terrestre do que o urânio, aproximadamente três a quatro vezes mais. É encontrado principalmente em minerais como a monazita, a torianita e outros minerais de terras raras, o que explica o interesse estratégico dos países com grandes reservas.
Tório e energia nuclear
O tório é conhecido pelo seu potencial como combustível nuclear, embora seja necessário um esclarecimento fundamental: o tório-232 não é físsil, ou seja, não pode sofrer fissão direta como o urânio-235 ou o plutônio-239.
Em reatores nucleares, o tório funciona como um material fértil. Ao absorver um nêutron, o tório-232 se transforma, por meio de decaimento beta, em urânio-233, que é um material físsil e pode ser usado para produzir energia por meio da fissão nuclear.
Por essa razão, o tório é considerado uma alternativa ao ciclo do urânio, com vantagens potenciais em termos de:
- segurança,
- geração de resíduos,
- disponibilidade de combustível a longo prazo.
Usos não nucleares do tório
Além de suas aplicações nucleares, o tório teve usos industriais, embora muitos tenham diminuído devido a razões de segurança radiológica:
- Camisas incandescentes para lâmpadas a gás (o uso é muito restrito hoje em dia).
- Ligas metálicas para altas temperaturas.
- Indústria de vidro e cerâmica, para melhorar a resistência térmica e óptica.
- Eletrodos de soldagem TIG (que estão sendo cada vez mais substituídos).
Usinas nucleares que utilizam tório
Atualmente, não existem usinas nucleares comerciais que operem exclusivamente com tório. No entanto, existem reatores experimentais e programas de pesquisa avançada.
Reatores de sal fundido (MSR)
Um dos projetos mais promissores é o Reator de Sal Fundido de Tório (MSR ). Nesse conceito:
- O combustível é dissolvido em sais de fluoreto fundidos.
- O reator opera em baixa pressão, o que reduz o risco de acidentes.
- Pode incorporar sistemas de segurança passiva, como drenagem automática de combustível em caso de sobreaquecimento.
Países com programas ativos
- Índia: possui grandes reservas de tório e está desenvolvendo um programa nuclear em três fases. O reator de Kamini utiliza urânio-233 derivado do tório, mas é um reator de pesquisa, não comercial.
- China: possui um dos programas de reatores de sal fundido mais avançados e já iniciou a operação de reatores experimentais de sal fundido.
- Estados Unidos, Canadá e Europa: pesquisa principalmente em nível de projeto e prototipagem.
A implementação comercial em larga escala do tório permanece incerta e, segundo a maioria dos especialistas, ainda requer várias décadas de desenvolvimento tecnológico e validação industrial.
Vantagens e desvantagens em comparação com o urânio
Vantagens do tório
O
tório é mais abundante e tem uma melhor distribuição geográfica do que o urânio, o que reduz as dependências estratégicas.
Redução de resíduos a longo prazo:
Os ciclos de tório podem gerar:
- menor quantidade de actinídeos transurânicos,
- Resíduos com meia-vida mais curta e menor radiotoxicidade a longo prazo (embora ainda sejam resíduos nucleares).
Menor risco de proliferação.
O urânio-233 gerado é frequentemente contaminado com urânio-232, que emite intensa radiação gama, dificultando seu uso militar.
Potencialmente maior segurança.
Alguns modelos (especialmente MSR):
- Eles operam à pressão atmosférica.
- Eles reduzem o risco de fusão do núcleo,
- Os sistemas de desligamento passivo estão ativados.
Menor consumo de água (dependendo do projeto)
Certos reatores de tório podem:
- usar resfriamento alternativo,
- reduzir o consumo de água em comparação com os reatores de água leve tradicionais (embora isso não seja inerente ao tório, mas sim ao tipo de reator).
Desvantagens
A tecnologia ainda não está madura.
A maioria dos reatores de tório encontra-se em fase experimental. Uma cadeia industrial totalmente desenvolvida ainda não existe.
Custos elevados:
O desenvolvimento inicial, as licenças, os novos materiais e os processos de reprocessamento tornam os projetos mais caros em comparação com as tecnologias já estabelecidas.
Necessidade de um “combustível inicial”
Os reatores de tório precisam inicialmente de urânio-235 ou plutônio-239 para iniciar a reação e gerar urânio-233.
Complexidade química.
Especialmente em reatores de sal fundido (MSRs), o manuseio de sais fundidos e o reprocessamento online de combustível são tecnicamente exigentes.
Eficiência elétrica:
Não foi comprovado de forma conclusiva que os reatores de tório sejam mais eficientes na geração de eletricidade do que os reatores de urânio atuais.
reservas globais de tório
As estimativas globais não são exatas, mas considera-se que as reservas de tório excedem em muito as de urânio.
Estimativas aproximadas:
- Índia: aproximadamente 485.000 toneladas (principalmente de monazita).
- Brasil: ~300.000 toneladas.
- Austrália: possui reservas significativas associadas a minerais de terras raras.
- Canadá: depósitos significativos, embora menos quantificados.
- Outros países: Noruega, Estados Unidos, Malásia e vários países africanos também possuem reservas potenciais.
Propriedades do tório
A tabela abaixo mostra as principais propriedades do tório.
| Propriedade | Valor |
|---|---|
|
Número atômico |
90 |
|
Massa atômica |
232,0377 em |
|
Símbolo químico |
O |
|
Grupo |
Grupo 3 |
|
Período |
Período 7 |
|
Configuração eletrônica |
[Rn] 6d 2 7s 2 |
|
Estado físico |
Sólido |
|
Cor |
Cinza prateado |
|
Ponto de fusão |
1.750 °C (3.182 °F) |
|
Ponto de ebulição |
4.788 °C (8.670 °F) |
|
Densidade |
11,7 g/ cm³ |
|
Condutividade elétrica |
Bom condutor de eletricidade |
|
Radioatividade |
Radioativo |
|
Abundância |
Mais abundante que o urânio na crosta terrestre. |
|
Aplicações |
Lâmpadas incandescentes, ligas metálicas, indústria do vidro, combustível nuclear (potencial) |