Перейти к содержанию

Торианит

Материал из Викицитатника
Торианит
Статья в Википедии
Медиафайлы на Викискладе

Ториани́т (англ. Thorianite, от названия химического элемента) — редкий минерал тория из группы уранинита, по составу оксид тория с идеальной формулой ThO2), однако в его составе присутствует массу примесей, чаще всего, это оксиды урана, лантана, церия, празеодима и неодима. Кроме того, в составе торианита присутствует гелий как продукт радиоактивного распада урана и тория. Минерал немного менее радиоактивен, чем настуран (уранинит), однако излучение от него труднее экранировать вследствие высокоэнергетического гамма-излучения. Торианит и уранинит образуют непрерывную серию твёрдых растворов как в природе, так и синтетическим путём. По цвету, удельному весу и составу различают три типа торианита, описанные как модификации α, β и γ.

Первоначально в 1904 году торианит был описан Анандой Кумарасвами как уранинит, однако вскоре был определён Уиндхемом Р. Данстаном как новый, ранее неизвестный минерал и получил своё современное название. Торианит распространен в некоторых аллювиальных россыпях Цейлона среди драгоценных камней, где он встречается в основном в виде небольших тяжёлых чёрных кристаллов кубической формы, частично эрозированных водой. Разности торианита обычно не крупнее полутора сантиметров, однако есть сообщения, что на Мадагаскаре найдены кристаллы в четыре раза крупнее.

Коротко о торианите[править]

  •  

Торианит в вакууме отдает в сутки на 1 кг 0,069 см3 гелия.[1]:39

  Василий Соколов, «Гелий и другие редкие газы : их добыча и применение», 1933
  •  

...больше всего гелия оказалось в одном минерале, который добывают на острове Цейлон. Называется этот минерал торианит. Если килограмм торианита раскалить докрасна, то он отдаст около десяти литров гелия.[2]

  Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936
  •  

...гелий, который извлекают из торианита, это гелий, возникший из тория и из урана (в торианите есть и торий, и уран).[2]

  Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936
  •  

Торианит: черный; <...> слегка окатанные кубы, реже неправильные зерна. Очень редкий.[3]:87

  — Екатерина Копчёнова, «Минералогический анализ шлихов», 1950
  •  

...минералы, образующие изоморфный ряд, крайними членами которого являются уранинит — UO2 и торианит — ThO2...[4]:269

  Евгений Лазаренко, «Курс минералогии», 1951
  •  

Известны находки торианита в скарнированных и мраморизованных известняках на контакте их с монацитоносными гранитами.[5]:174

  Александр Кухаренко, «Минералогия россыпей», 1961
  •  

Распространен торианит значительно меньше, чем монацит и торит. В качестве акцессорного минерала,[6] он иногда присутствует в сиенитах и гранитах.[7]:30

  — Требования промышленности к качеству минерального сырья: справочник для геологов. Выпуск 72. Торий, 1961
  •  

Торианит (Th,U)O2 содержит от 45 до 93% ThO2 и до 50% UO2, изоморфен с уранинитом. К разновидностям торианита относятся ураноторианит, содержащий до 50% UO2, и алданит, в составе которого 15-20% UO2...[8]:414

  — Василий Емельянов, «Металлургия ядерного горючего», 1962
  •  

Торианит — изоморфная смесь окиси тория и урана.[9]:261

  Константин Лукашёв, «X-трансуран», 1968
  •  

Торианит <...> образует идиоморфные, хорошо ограненные кубические кристаллы темно-бурого (до черного) цвета, с блестящими, иногда искривленными гранями, а иногда характерные срастания с бадделеитом <...>. Торианит сильно радиоактивен...[10]:164

  — Юрий Капустин, «Минералогия карбонатитов», 1971
  •  

Химический состав торианита прост; наиболее характерной примесью в нем является U, и содержание UO2 в минерале колеблется от 0,5 до 25% (ураноторианит). Постоянно присутствуют Pb (вероятно, радиогенный) и TR цериевой группы...[10]:164

  — Юрий Капустин, «Минералогия карбонатитов», 1971

Торианит в научной и научно-популярной литературе[править]

Торианитовый «песок» (Юта)
  •  

Самарскит, содержащий 3% тория и 12% урана, дал при нагревании от 20 до 80° семикратное увеличение выделения эманации радия, т . е . имел почти одинаковый температурный коэффициент со смолкой <урановой>.
Интересную аномалию дал торианит из Галле, выделявший при 20 и 80° одинаковое количество эманации. Таким образом, при увеличении температуры не произошло ускорение реакции распада.[11]:150

  Владимир Спицын, «К вопросам эманации радия», 1921
  •  

Для извлечени газов из минералов существует несколько способов, а именно: способ измельчения, способ нагревания и способ разложения. Минералы, содержащие значительные количества гелия, как монацит, торианит — уже в сравнительно больших кусках сами отдают гелий. Напр., куски монацита в сутки отдают 0,002 см3 гелия на 1 кг минерала. Торианит в вакууме отдает в сутки на 1 кг 0,069 см3 гелия.[1]:39

  Василий Соколов, «Гелий и другие редкие газы : их добыча и применение», 1933
  •  

Торианит: черный; удельный вес 8,97-9,33; слегка окатанные кубы, реже неправильные зерна. Очень редкий.
Уранинит: черный; удельный вес 6,6-10‚6; сходен с торианитом.[3]:87

  — Екатерина Копчёнова, «Минералогический анализ шлихов», 1950
  •  

...минералы, образующие изоморфный ряд, крайними членами которого являются уранинит — UO2 и торианит — ThO2, получившие названия по содержанию урана и тория.
Химический состав характеризуется наличием UO2 (от 4,41 до 74,43 %) , UO3 (от 1,8 до 59,9 %), ThO2 (от следов до 93,02%, Ra, Ас, Ро, TR, Pb и Не (свинец и гелий являются продуктами радиоактивного распада). Синоним для уранинита — урановая смоляная руда, урановая смолка.[4]:269

  Евгений Лазаренко, «Курс минералогии», 1951
  •  

Сам процесс распада В. М. Гольдшмидт представляет как перегруппировку вещества. Например, соединение YNbO4 превращается в тонкодисперсную смесь (твердый псевдораствор) окислов: Y2O3 и Nb2O5. При такой концепции понятно, почему не наблюдается превращений в аморфное вещество простых соединений, как ThO2 (торианит), или солей сильных кислот со слабыми основаниями, например (Ce,La,...)PO4 (монацит).[12]:52

  Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951
  •  

Группа уранинита. Сюда относятся двуокиси четырехвалентных металлов: U, Th и Zrуранинит (UO2), торианит (ThO2) и бадделеит (ZrO2).[12]:350

  Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951
  •  

В пегматитах торианит ассоциирует с цирконом, торитом, уранинитом, эшинитом, фергусонитом, танталитом, монацитом, ксенотимом, биотитом, магнетитом, обыкновенной роговой обманкой, иногда с пирохлором, бетафитом и некоторыми другими минералами. В качестве редкого акцессорного минерала торианит встречается также в некоторых микроклиновых гранитах и гранит-порфирах в ассоциации с биотитом, ортитом, цирконом, монацитом и магнетитом. Известны находки торианита в скарнированных и мраморизованных известняках на контакте их с монацитоносными гранитами.[5]:174

  Александр Кухаренко, «Минералогия россыпей», 1961
  •  

Так как монацит, торит и торианит являются в настоящее время основными минералами, имеющими промышленное значение на торий, а сведения о них в справочниках частично устарели, необходимо остановиться на описании их состава и особенностей несколько подробнее.[7]:27

  — Требования промышленности к качеству минерального сырья: справочник для геологов. Выпуск 72. Торий, 1961
  •  

Торианит, особенно его урансодержащая разновидность — ураноторианит, второй собственно ториевый минерал, который пригоден для промышленной добычи тория. <...> Наивысший выход тория из всех перечисленных минералов даёт торианит, сходный внешне с настураном. Распространен торианит значительно меньше, чем монацит и торит. В качестве акцессорного минерала, он иногда присутствует в сиенитах и гранитах.[7]:30

  — Требования промышленности к качеству минерального сырья: справочник для геологов. Выпуск 72. Торий, 1961
  •  

Важнейшими промышленными минералами тория в настоящее время являются монацит, торит и торианит (ураноторианит). В Индии некоторое значение приобрел чералит (Th,Ce,Ca,U)(PO4,SiO4). <...>
Торианит (Th, U)O2 содержит от 45 до 93% ThO2 и до 50% UO2, изоморфен с уранинитом. К разновидностям торианита относятся ураноторианит, содержащий до 50% UO2, и алданит, в составе которого 15-20% UO2...[8]:414

  — Василий Емельянов, «Металлургия ядерного горючего», 1962
  •  

Акцессорный торианит ThO2 — очень редкий минерал в карбонатитах. Он встречен в массивах Палабора (Russell, Hiemstra, Groeneveld, 1954), Сибири (Гайдукова и др., 1962) и на Кольском полуострове (Капустин, 1964; Краснова и др., 1967), где ассоциирует с магнетитом, апатитом, флогопитом, пирохлором и бадделеитом. Торианит установлен в карбонатитах II стадии и в зонах карбонатизации. Он образует идиоморфные, хорошо ограненные кубические кристаллы темно-бурого (до черного) цвета, с блестящими, иногда искривленными гранями, а иногда характерные срастания с бадделеитом (Краснова и др., 1967); его удельный вес 8,89. Торианит сильно радиоактивен; дебаеграмма аналогична эталонной и получается без предварительного прокаливания. Этот минерал оптически изотропен, его показатель преломления n = 2,20. Химический состав торианита прост; наиболее характерной примесью в нем является U, и содержание UO2 в минерале колеблется от 0,5 до 25% (ураноторианит). Постоянно присутствуют Pb (вероятно, радиогенный) и TR цериевой группы <...>. Ввиду редкости торианита условия его появления однозначно не установлены.[10]:164

  — Юрий Капустин, «Минералогия карбонатитов», 1971
  •  

К важнейшим минералам тория, имеющим промышленное значение, относятся монацит, торит и торианит. <...>
Торианит (Th,U)O2 cодержит 45–93% Th, он изоморфен с урановым минералом уранинитом.[13]:231

  — Юрий Туманов, «Электротехнологии нового поколения в производстве неорганических материалов: экология, электроснабжение, качество», 2013
  •  

Минералы тория и торийсодержащие руды.
Важнейшие собственные минералы — торит (содержит до 77% тория. Здесь и далее % масс.) и торианит (содержит до 45–93% тория).[14]:48

  — Сергей Алексеев, ‎Владимир Зайцев, «Торий в ядерной энергетике», 2014
  •  

Торит обнаружен в Новой Зеландии и Норвегии. Однако, он редок, так же как и другой богатый торием минерал — торианит (Th,U)O2. К разновидностям торианита относятся ураноторианит и алданит, содержащие до 50 и 20% диоксида урана соответственно. Торианит и его разновидности содержат 6–13% редкоземельных элементов, кроме того, в нем содержится радиоактивный свинец (до 13%) и примеси железа и циркония.[14]:48

  — Сергей Алексеев, ‎Владимир Зайцев, «Торий в ядерной энергетике», 2014
  •  

Торианит встречается в пегматитах. Добывается торианит из кларков на Мадагаскаре и в небольших количествах из некоторых россыпей на Шри-Ланке.[14]:48

  — Сергей Алексеев, ‎Владимир Зайцев, «Торий в ядерной энергетике», 2014

Торианит в публицистике и документальной прозе[править]

Торианит (Шри-Ланка)
  •  

Гелий давно уже был найден в клевеите — почему бы не поискать его и в других минералах? Рамзай и Трэверс принялись за работу. И вскоре гелий был найден в уранините, фергусоните, самарските, колумбите, монаците. Но больше всего гелия оказалось в одном минерале, который добывают на острове Цейлон. Называется этот минерал торианит. Если килограмм торианита раскалить докрасна, то он отдаст около десяти литров гелия. Много минералов изучил Рамзай, ища в них гелий. Из своих наблюдений он вывел странное правило: гелий всегда оказывается в тех минералах, которые содержат металлы уран и торий. Если в состав минерала входит металл уран или металл торий, то в нем наверняка можно рассчитывать найти и гелий.[2]

  Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936
  •  

Гелий, найденный Рамзаем в клевеите, это гелий, возникший из урана. А гелий, который извлекают из торианита, это гелий, возникший из тория и из урана (в торианите есть и торий, и уран). Сколько же лет пролежали в земле клевеит, торианит, фергусонит, монацит, прежде чем попали в руки человека? Геологи не могли ответить на этот вопрос. За них ответили физики после того, как узнали тайну рождения гелия. <...>
Миллионы и миллиарды лет гематит, уранинит, клевеит, торианит, фергусонит, монацит копили в себе гелий. Измерив количество гелия, ученые установили хронологию Земли. Минералы, содержащие уран и торий, стали хронометрами, по которым физики и геологи отсчитали не секунды, не минуты и не часы, а тысячелетия и миллионы лет.[2]

  Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936
  •  

«Я полагаю, — писал Трелфолл, — что немцы изобрели какой-то способ добывать в большом количестве гелий и на этот раз наполнили оболочку своего цеппелина не водородом, как обычно, а гелием». <...> Откуда же немецкие инженеры достали его так много? Может быть, они извлекли гелий из минералов, как когда-то извлек его Рамзай? Но минералы, содержащие гелий, не дешевы. Неужели же немцы раздобыли десятки тысяч тонн монацита или торианита? Да в Германии и нет таких минералов. Монацитовый песок им пришлось бы ввозить из Бразилии, торианит с Цейлона, а время военное. Не нагружать же броненосцы бразильским песком![2]

  Матвей Бронштейн, «Солнечное вещество», 1936

Источники[править]

  1. 1 2 Соколов В. А., Гелий и другие редкие газы : их добыча и применение / В. А. Соколов. — Ленинград; Москва: Государственное научно-техническое нефтяное издательство, 1933 г. — 90 с.
  2. 1 2 3 4 5 М. П. Бронштейн «Солнечное вещество». — М.: Детиздат ЦК ВЛКСМ, 1936 г.
  3. 1 2 Е. В. Копчёнова. Минералогический анализ шлихов. Всесоюз. науч.-исслед. ин-т минер. сырья «ВИМС» м-ва геологии. — Москва: Госгеолиздат, 1951 г. — 208 с.
  4. 1 2 Лазаренко Е. К., «Курс минералогии». — Киев: Гостехиздат Украины, 1951 г. — 688 с.
  5. 1 2 Кухаренко А. А. Минералогия россыпей. — Москва: Госгеолтехиздат, 1961 г. — 318 с.
  6. Акцессорные минералы входят в состав более крупных пород в очень малых количествах (менее 1 %) и потому не влияют на классификацию и свойства основной породы.
  7. 1 2 3 Требования промышленности к качеству минерального сырья : Справочник для геологов. (Ред. коллегия: А. И. Гинзбург, А. Д. Ершов (глав. ред.) и др.) Выпуск 72: Торий. Авт.: И. В. Чирков, Г. Е. Каплан, Т. А. Успенская; Науч. ред. В. А. Невский. ― Москва: Госгеолтехиздат, 1961 г. — 84 с.
  8. 1 2 Емельянов В. С. Металлургия ядерного горючего. Свойства и основы технологии урана, плутония и тория. 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Атомиздат, 1968 г. — 483 с.
  9. Лукашёв К. И. Геохимические поиски элементов в зоне гипергенеза : в 2 книгах. Книга первая. ― Минск : Наука и техника, 1967 г. — 298 с.
  10. 1 2 3 Капустин Ю. Л. Минералогия карбонатитов. — Москва: Наука, 1971 г. — 288 с.
  11. Ламан Н. К. Владимир Иванович Спицын. — М.: Наука, 1981 г. — 167 с.
  12. 1 2 А. Г. Бетехтин, Курс минералогии. — М.: КДУ, 2007 год
  13. Туманов Ю. Н. Электротехнологии нового поколения в производстве неорганических материалов: экология, электроснабжение, качество. ― Москва: Физматлит, 2013 г. — 806 с.
  14. 1 2 3 С. В. Алексеев, В. А. Зайцев, Торий в ядерной энергетике. ― Москва: Техносфера, 2014 г. — 284 с.

См. также[править]