钍

核燃料用途

钍日益被认为是具有显著优势的下一代核燃料，其优势超过铀基燃料。钍-232受到中子轰击后会转化为铀-233，后者是核反应堆优良的裂变材料。这种钍燃料循环产生的长寿命放射性废物较少，也不易被武器化，因此成为和平利用核能的一个有吸引力的选择。

熔盐反应堆

钍是熔盐反应堆（MSR）技术的首选燃料。在这种技术中，氟化钍溶解在熔盐中，熔盐同时充当燃料和冷却剂。这些反应堆可以在大气压下运行，具有固有安全特性，并且能够消耗现有的核废物。中国和印度等国家正在大力投资钍熔盐反应堆的开发。

气灯纱罩和高温用途

历史上，钍最常见的用途是气灯纱罩，其中二氧化钍受热后会产生强烈而明亮的光。尽管由于放射性问题，这种用途已基本停止，但钍化合物仍用于特殊的高温用途，包括坩埚和炉衬用耐火材料，这些材料必须承受极高温度。

特种合金和材料

钍用于制造航空航天领域的镁钍合金，这些领域对高强度重量比有严格要求。这些合金在高温下仍能保持其性质，因此适用于喷气发动机部件和导弹。加入少量钍可以显著提高镁合金的抗蠕变性能。

科学和研究用途

研究机构将钍用于多种用途，包括中子源、辐射检测设备校准以及基础核物理研究。钍化合物可作为辐射测量的参考标准，也用于研究重元素化学和核衰变过程。

未来能源用途

先进核技术正在探索钍在加速器驱动系统（ADS）和小型模块化反应堆（SMR）中的潜力。这些系统有望以更少的废物产生量和更强的抗扩散能力，提供清洁、安全的核电，使钍成为未来可持续能源战略中的关键元素。

核能研究

钍最具前景的现代用途是先进核反应堆设计。世界各地的研究项目正在开发钍熔盐反应堆，这种反应堆有望提供更安全、更清洁的核能。鉴于印度拥有丰富的钍储量，该国的三阶段核计划特别致力于钍的利用。

高温材料

二氧化钍（氧化钍）用于需要极强耐高温性能的特殊耐火材料领域。其熔点为3,300°C，因此适用于材料研究和金属加工中使用的坩埚、炉衬及高温实验室设备。

航空航天合金

在镁合金中加入少量钍，可制造出具有优异高温性质、适用于航空航天领域的材料。这些合金在高温下仍能保持强度并具有抗蠕变性能，因此适用于飞机发动机和结构部件。

科学仪器

钍化合物可作为辐射检测设备的校准标准，也可作为中子活化分析的源。研究设施使用钍同位素研究核衰变过程并开发新的放射化学技术。

新兴技术

人们正在研究将钍用于小型模块化反应堆和其他先进核技术，这些技术有望提供分散式清洁能源。钍的丰度和有利的核性质，使其成为未来能源系统中颇具吸引力的铀替代品。

丰富的天然矿床

钍在地壳中相对丰富，平均浓度为9.6百万分之一，约为铀丰度的三倍。钍主要存在于火成岩中，并集中在由风化和侵蚀过程形成的重矿物砂中。

主要含钍矿物

最重要的含钍矿物是独居石（一种含有4-12%二氧化钍的稀土磷酸盐），发现于海滩砂和河流沉积物中。其他重要矿物包括钍石（硅酸钍）、方钍石（二氧化钍）和氟碳铈矿，后者同时含有钍和稀土元素。

全球分布

主要钍矿床位于印度、澳大利亚、巴西和美国。印度拥有世界上最大的钍储量，主要分布在其东部和西南部沿海的独居石海滩砂中。澳大利亚的储量主要位于矿物砂中，而巴西的矿床则位于富含独居石的海滩砂和风化岩层中。

开采和提取

钍通常作为稀土元素开采的副产品获得，而不是专门为钍进行开采。提取过程包括对独居石精矿进行酸浸，随后采用化学分离技术，将钍与稀土元素及其他成分分离。

环境中的存在

钍天然存在于花岗岩、土壤和水中，浓度较低。煤中的钍含量为1-20百万分之一，燃烧煤会将钍释放到大气中。天然本底辐射中有一小部分来自钍及其衰变产物。