தோரியம்: ஒரு பல்துறை தனிமம்
தோரியம் (Th), இயற்கையாக நிகழும் ஒரு கதிரியக்க உலோகத் தனிமம் ஆகும். அதன் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் அணு எரிபொருளாக அதன் ஆற்றல் காரணமாக இது முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது. இதன் அணு எண் 90.
இயற்கை இருப்பு மற்றும் பிரித்தெடுத்தல்
பெரும்பாலான பாறைகள் மற்றும் மண்ணில் தோரியம் சிறிய அளவில் காணப்படுகிறது. அதன் முதன்மையான வணிக ரீதியாக லாபகரமான ஆதாரம், அரிய பூமி பாஸ்பேட் கனிமமான மோனசைட் மணல் ஆகும். மோனசைட் பொதுவாக 3-10% தோரியம் டை ஆக்சைடு (ThO₂) கொண்டுள்ளது. தோரைட் மற்றும் தோரியானைட் ஆகியவை மற்ற அரிதாகக் காணப்படும் தோரியம் கனிமங்களாகும்.
இந்தியாவில், கடற்கரையோரப் பகுதிகளில் மோனசைட் மணலின் குறிப்பிடத்தக்க படிவுகள் காணப்படுகின்றன. கேரளா, தமிழ்நாடு, ஆந்திரப் பிரதேசம் மற்றும் ஒடிசா மாநிலங்களின் கடற்கரை மணல்களில் குறிப்பிடத்தக்க இருப்பு உள்ளது. தோரியத்தின் உலகின் மிகப்பெரிய இருப்புக்களில் ஒன்றை இந்தியா கொண்டுள்ளது.
மோனசைட்டிலிருந்து தோரியத்தைப் பிரித்தெடுப்பது பல படிநிலைகளைக் கொண்ட ஒரு வேதியியல் செயல்முறையை உள்ளடக்கியது. மோனசைட் மணல்கள் முதலில் செறிவூட்டப்பட்டு, பின்னர் வலுவான அமிலங்கள் அல்லது காரங்களைப் பயன்படுத்தி வேதியியல் முறையில் செரிமானத்திற்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த செயல்முறை தோரியத்தை அரிய பூமி தனிமங்கள் மற்றும் பிற அசுத்தங்களிலிருந்து பிரிக்கிறது. தோரியம் பின்னர் மேலும் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது, பெரும்பாலும் கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் அல்லது வீழ்படிவாக்கல் முறைகள் மூலம் தோரியம் நைட்ரேட் போன்ற தோரியம் சேர்மங்களை உருவாக்குகிறது, இது பின்னர் தோரியம் டை ஆக்சைடாக மாற்றப்படலாம். பொதுத்துறை நிறுவனமான இந்தியன் ரேர் எர்த்ஸ் லிமிடெட் (IREL), இந்தக் கனிம மணல்களை அகழ்வாராய்ச்சி செய்வதிலும் பதப்படுத்துவதிலும் ஈடுபட்டுள்ளது.
தோரியத்தின் அன்றாட மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகள்
ஒளியூட்டலில் வரலாற்றுப் பயன்பாடுகள் முதல் நவீன உயர் தொழில்நுட்பத் தொழில்கள் வரை பல்வேறு துறைகளில் தோரியம் பயன்பாடுகளைக் காண்கிறது.
- கேஸ் மேண்டில்கள்: வரலாற்று ரீதியாக, வெல்ஸ்பாக் கேஸ் மேண்டில்களில் தோரியம் டை ஆக்சைடு ஒரு முக்கிய அங்கமாக இருந்தது. ஒரு தீச்சுடரால் சூடாக்கப்படும்போது, சுமார் 99% தோரியம் டை ஆக்சைடு மற்றும் 1% சீரியம் டை ஆக்சைடு கொண்ட இந்த மேண்டில்கள் ஒரு பிரகாசமான, ஒளிவீசும் ஒளியை உருவாக்கின. மின்சார விளக்குகள் வருவதற்கு முன்பு இந்த பயன்பாடு பரவலாக இருந்தது.
- வெல்டிங் எலக்ட்ரோடுகள்: டங்ஸ்டன் மந்த வாயு (TIG) வெல்டிங்கில் பயன்படுத்தப்படும் டங்ஸ்டன் எலக்ட்ரோடுகளில் தோரியம் சேர்க்கப்படுகிறது. தோரியம் கலந்த டங்ஸ்டன் எலக்ட்ரோடுகள் (வழக்கமாக 1-4% தோரியம் டை ஆக்சைடு) மேம்பட்ட ஆர்க் தொடக்க பண்புகள், மேம்படுத்தப்பட்ட ஆர்க் நிலைத்தன்மை மற்றும் நீண்ட எலக்ட்ரோடு ஆயுள் போன்ற நன்மைகளை வழங்குகின்றன, இது வெல்டிங் செயல்முறைகளை மேலும் திறமையானதாக்குகிறது.
- ஆப்டிகல் லென்ஸ்கள்: கேமராக்கள், அறிவியல் கருவிகள் மற்றும் சிறப்பு லென்ஸ்களில் பயன்படுத்தப்படும் உயர்தர ஆப்டிகல் கண்ணாடியில் தோரியம் டை ஆக்சைடு சேர்க்கப்படுகிறது. இதைச் சேர்ப்பது ஒளிவிலகல் குறியீட்டை அதிகரிக்கிறது மற்றும் வண்ண சிதறலை (chromatic dispersion) குறைக்கிறது, இது குறைக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் பிறழ்ச்சிகளுடன் கூர்மையான படங்களை உருவாக்கும் லென்ஸ்களுக்கு வழிவகுக்கிறது.
- வினையூக்கிகள்: பல்வேறு தொழில்துறை வேதியியல் வினைகளில் தோரியம் சேர்மங்கள் வினையூக்கிகளாகச் செயல்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, நைட்ரிக் அமிலம், சல்ஃப்யூரிக் அமிலம் உற்பத்தி மற்றும் பெட்ரோலியப் பிளவு மற்றும் கரிமத் தொகுப்புடன் தொடர்புடைய சில செயல்முறைகளில் இவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- எலக்ட்ரான் குழாய்கள் மற்றும் இழைகள்: அதன் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வேலை செயல்பாடு காரணமாக, தோரியம் வரலாற்று ரீதியாக எலக்ட்ரான் குழாய்கள் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் விளக்குகளில் டங்ஸ்டன் இழைகளில் ஒரு பூச்சாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த பண்பு எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வை எளிதாக்குகிறது, இது இத்தகைய சாதனங்களின் செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமானது.
இந்தியாவின் ஆற்றல் எதிர்காலத்தில் தோரியம்
இந்தியாவின் குறிப்பிடத்தக்க தோரியம் இருப்புக்கள் உலகளாவிய எரிசக்தி நிலப்பரப்பில் தனித்துவமாக நிலைநிறுத்துகின்றன. நீண்ட கால, நிலையான எரிசக்தி ஆதாரமாக அதன் பரந்த தோரியம் இருப்புக்களைப் பயன்படுத்துவதை முதன்மையாக நோக்கமாகக் கொண்டு, நாடு ஒரு அதிநவீன மூன்று-கட்ட அணுசக்தி திட்டத்தை உருவாக்கியுள்ளது. இந்த திட்டத்தின் மூன்றாவது கட்டம் தோரியம்-232 ஐப் பயன்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, இது வளமானதாகும் (அதாவது இது நியூட்ரான் உறிஞ்சுதல் மூலம் பிளவுபடக்கூடிய யுரேனியம்-233 ஆக மாற்றப்படலாம்), மேம்பட்ட கனநீர் அணு உலைகளில். இந்த ஆற்றலை உணர்ந்து கொள்வதற்காக பாபா அணு ஆராய்ச்சி மையம் (BARC) போன்ற நிறுவனங்களால் விரிவான ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு மேற்கொள்ளப்பட்டு வருவதால், இந்த உத்தி இந்தியாவின் எரிசக்தி பாதுகாப்பு மற்றும் சுதந்திரத்திற்கு மிகவும் முக்கியமானது.