Thorium 232

Le thorium 232, noté ²³²Th, est l'isotope du thorium dont le nombre de masse est égal à 232 : son noyau atomique compte 90 protons et 142 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 232,038 05 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 35 446,7 ± 1,4 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 615,03 keV[1]. Un gramme de thorium 232 présente une radioactivité de 4 070 Bq.

Thorium 232

table

Général
Nom	Thorium 232
Symbole	232 90Th 142
Neutrons	142
Protons	90

Données physiques
Présence naturelle	100 %
Demi-vie	1,40(1) × 10¹⁰ ans[1]
Produit de désintégration	²²⁸Ra
Masse atomique	232,0380536(15) u
Spin	0+
Excès d'énergie	35 446,7 ± 1,4 keV[1]
Énergie de liaison par nucléon	7 615,034 ± 0,006 keV[1]

Production radiogénique
Isotope parent	Désintégration	Demi-vie
232 89Ac	β^–	119(5) s
236 92U	α	2,342(4) × 10⁷ ans

Désintégration radioactive
Désintégration	Produit	Énergie (MeV)
α	228 88Ra	4.0816

C'est l'unique isotope primordial du thorium. Il se désintègre en radium 228 par radioactivité α avec une période radioactive de 14,05 milliards d'années (un peu plus que l'âge de l'univers). Il se trouve dans la nature en équilibre séculaire avec son descendant, le thorium 228, à raison d'environ 1,3 × 10⁻¹⁰ g de ²²⁸Th par gramme de ²³²Th ; le thorium 232 est l'isotope constituant la quasi-totalité du thorium naturel.

C'est un isotope fertile, car il donne un isotope fissile — en l'occurrence l'uranium 233 — par capture d'un neutron suivie de deux désintégrations β^– successives :

1
0n + 232
90Th ⟶ 233
90Th

\mathrm {\xrightarrow[{23,3\ min}]{\beta ^{-}\ 1,245\ MeV}}

233
91Pa

\mathrm {\xrightarrow[{26,967\ jours}]{\beta ^{-}\ 0,571\ MeV}}

233
92U.

Chaîne de désintégration naturelle

Sources[2]^,[3]

Chaîne de désintégration du thorium 232.

232
90Th

\mathrm {\xrightarrow[{1,41\times 10^{10}\ ans}]{\alpha }}

228
88Ra

\mathrm {\xrightarrow[{5,75\ ans}]{\beta ^{-}\ }}

228
89Ac

\mathrm {\xrightarrow[{6,13\ h}]{\beta ^{-}\ }}

228
90Th

\mathrm {\xrightarrow[{1,91\ ans}]{\alpha }}

220
86Rn

\mathrm {\xrightarrow[{55,6\ s}]{\alpha }}

216
84Po

\mathrm {\xrightarrow[{146\ ms}]{\alpha }}

212
82Pb

\mathrm {{}_{\ 82}^{212}Pb{\xrightarrow[{10,64\ h}]{\beta ^{-}\ }}{}_{\ 83}^{212}Bi{\begin{Bmatrix}{{\xrightarrow[{60,55\ min}]{64,07\%\beta ^{-}\ }}{}_{\ 84}^{212}Po{\xrightarrow[{299\ ns}]{\alpha }}}\\{{\xrightarrow[{60,55\ min}]{35,93\%\alpha }}{}_{\ 81}^{208}Tl{\xrightarrow[{3,05\ min}]{\beta ^{-}\ }}}\end{Bmatrix}}{}_{\ 82}^{208}Pb_{(stable)}}

Le thorium 232 possède également d'autres modes de désintégration[4], mais beaucoup plus rares.

Rendement	Nucléide	Commentaire
100,004 %	²⁰⁸Pb
4 × 10⁻⁹ %	²⁰⁶Pb	Par fission ²²⁴Ra → ¹⁴C + ²¹⁰Pb, puis décroissance de ce dernier
inconnu	²⁰⁴Hg	Par ²³²Th → ²³²U (2β^-), puis par fission ²³²U → ²⁸Mg + ²⁰⁴Hg
?	¹⁸²Yb	Théoriquement possible par fission ²³²Th → ²⁴Ne + ²⁶Ne + ¹⁸²Yb

Filière nucléaire

Cette réaction est une piste prometteuse pour accroître la quantité de matière fissile disponible pour la production d'énergie électronucléaire, sous forme de réacteurs surgénérateurs. Elle n'a cependant pour l'heure donné lieu qu'à un réacteur expérimental américain de faible puissance. Ce réacteur à sels fondus a fonctionné de manière satisfaisante à Oak Ridge (Tennessee), dans le Laboratoire national d'Oak Ridge de 1964 à 1969, mais les développements industriels ont été interrompus en 1976 faute de crédits.

Notes et références

(en) « Live Chart of Nuclides: 232
90Th
142 », sur https://www-nds.iaea.org/, AIEA, 31 mars 2004 (consulté le 12 août 2021).
Guide pratique Radionucléides & radioprotection, D. Delacroix, J.P. Guerre et P. Leblanc.
Isotopes du polonium sur le site du NIH.
« Isotope data for Thorium232 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 2 décembre 2015)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Argonne National Laboratory Thorium

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Tableau périodique des isotopes

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[IAEA.Nuclides-1] (en) « Live Chart of Nuclides: 232
90Th
142 », sur https://www-nds.iaea.org/, AIEA, 31 mars 2004 (consulté le 12 août 2021).

[2] Guide pratique Radionucléides & radioprotection, D. Delacroix, J.P. Guerre et P. Leblanc.

[3] Isotopes du polonium sur le site du NIH.

[4] « Isotope data for Thorium232 in the Periodic Table », sur www.periodictable.com (consulté le 2 décembre 2015)