[[분류:악티늄족]]
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[include(틀:원소 정보, name_ko=토륨, name_en=Thorium, number=90, symbol=Th, category=악티늄족, state=고체, weight=232.03811, density=11.7 g/cm<sup>3</sup>, melt=1842 °C, boil=4788 °C, fusion=13.81 kJ/mol, vapor=514 kJ/mol, valence=2, ion=587 kJ/mol, negativity=1.3, affinity=미확인 kJ/mol, found=Jöns J. Berzelius, found_link=, found_link_alt=, found_year=1828, CAS=7440-29-1, prev=악티늄, prev_alt=악티늄, prev_symbol=(Ac), next=프로트악티늄, next_alt=프로트악티늄, next_symbol=(Pa), ref=)]
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== 개요 ==
[[악티늄족]] [[원소(화학)|원소]]의 일종으로, 원자번호는 '''90'''이다. 납과 비슷하게 무르다.

1815년 [[노르웨이]]에서 [[스웨덴]] 과학자 베르셀리우스가 발견했다. 1917년에 [[북유럽 신화]]의 천둥신 [[토르]](Thor)의 이름을 따 명명되었다. 토르는 [[북유럽]]의 사람들이 숭배한 뇌신으로 모국인의 신앙의 중심에 있었기 때문에 그렇게 이름을 붙였다고 한다. 1898년에 [[마리 퀴리]]가 방사성 원소임을 입증했으며 토륨 계열의 기원 원소, 알파선을 쬐면 메소토륨으로 바뀐다.

== 동위원소 ==
[include(틀:동위원소 표, 90=,)]
[[동위원소]]는 몇 가지 있지만, 자연계에 존재하는 것은 모두 [[반감기]]가 140.5억 년[* 안정한 동위원소가 아예 없는 원소들(원자번호 43번, 61번, 그리고 83번 이상)의 동위원소들 중 둘째로 긴 반감기이며, [[7주기 원소]]중에는 가장 안정하다. 안정하지 않은 동위원소 중 반감기가 가장 긴 원소는 [[텔루륨]]-128이다. 반감기는 '''2.2*10^^24^^'''년. 안정한 동위원소가 없는 원소들로 한정하면 [[비스무트]]-209가 제일 안정하다.]으로 우주의 나이보다 긴 토륨-232뿐이고 나머지는 모두 인공적으로 합성되거나 다른 [[방사성 동위원소]]의 붕괴 과정에서 잠깐 거쳐가는 정도. 

토륨이 붕괴되어 나오는 [[라돈]]의 동위원소 Rn-220을 토론(thoron)이라고 하며, 한때 Tn로 적었던 때도 있었다. [[https://www.kaeri.re.kr/board/menu1/view.ht?keyCode=5&start=0&sk=&sf=0&search_category=&article_seq=6787&article_upSeq=6785|반감기는 55.6초.]] 관련 학계에서는 "토론"이라고 표기하는 게 정착되어 있는데, 이는 영어가 아닌 라틴어를 기준으로 한 표기법이므로 틀린 표기법이 아니다.

== 매장량 ==
은백색의 천연 방사성 원소로 악티늄족 원소뿐 아니라 지구 상의 모든 방사성 동위원소 중에서도 가장 많다.(클라크 수 37번) 이유는 당연히 반감기가 길기 때문. [[지각]]에 '''[[납]]'''보다도 풍부해서, 못지 않게 풍부한 방사성 원소인 [[우라늄]]보다 네 배나 많다. 인체에도 평균 100 마이크로그램의 토륨이 들어있다고 한다.[* 단 체내에 가장 많은 방사성 물질은 [[칼륨]]-40이다. 식물을 통해 많은 칼륨을 섭취하게 되기 때문.] 게다가 광상이 편중된 우라늄에 비해 비교적 지각에 고르게 분포하는 것도 특징. 후술할 핵연료로 주목받는 이유도 풍부한 매장량 때문이다. 우라늄과 함께 지구 내부의 온도를 유지시키는 주요 열원 중 하나이다.[* 다만 가장 큰 열원은 아니다. 지구에서 가장 풍부한 방사성 원소인 토륨과 우라늄은 규산염질 마그마에 농집되는 성질이 있어서 '''애초에 핵에 거의 없으며,''' 대부분 맨틀과 지각에 있다. 수천 도에 달하는 핵의 온도를 유지시키는 주된 열원은 지구 자체의 중력으로 인한 중력 수축 열이다.]

특히 [[희토류]] 광석에는 이 토륨이 잔뜩 들어있는데 희토류들을 분리하기 전에 토륨을 먼저 분리하기 때문에 희토류를 생산할 때마다 방사능을 가진 찌꺼기가 잔뜩 나와서 이게 희토류 생산 시의 상당한 골칫거리 중 하나이다. 그래서 토륨의 산업적 이용을 촉진하면 희토류 광산의 채산성이 올라가 희토류 생산도 촉진할 수 있다. 

== 용도 ==
우라늄과 플루토늄에 이어 [[원자로]]의 핵연료로 사용 가능한 원소이기도 하다. 정확하게는 토륨에 중성자를 조사하면 베타 붕괴를 거쳐 우라늄233으로 바뀌고, 이 우라늄233이 핵분열한다. 핵연료로서 우라늄 보다 좋은 점은 자원이 풍부하고 상대적으로 안전하고 방사성재도 덜나오기 때문에. 하지만 세계의 원자력산업은 우라늄 위주로 발전해서 실제 이를 실험한 나라는 미국과 인도뿐이다. 두 나라 다 국토 면적에 비해 우라늄은 부족하지만 토륨은 풍부하기 때문. 자세한 것은 [[토륨 원자로]] 문서 참고.

연구 개발 중인 원자력 자동차의 주 연료로도 각광받는 듯하다. 기사 제목만 보면 1번 넣으면 1세기는 너끈하다는데,[[http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20110902204011&type=det|'100년간 연료 걱정 없는 핵 자동차']] 하지만 자동차의 원자로가 작으면 중성자 통제가 어려워[* 원자로 통제를 실패해서 일어난 것이 [[체르노빌 원자력 발전소 폭발 사고]]이다.] 못 만들 수도 있어서, 앞으로 두고 봐야 될 문제. ~~근데 과연 사람들이 그 차를 타고 싶어 할까?~~

토륨은 전자의 여기에너지(excitation)가 낮아서 (원자핵에서 거리가 머니까) 산화토륨의 형태로 [[텅스텐]] 용접봉에 1-5% 첨가하면 전자방출 능력을 향상시키는 효과가 있어 전통적으로 철재 등을 아크 용접으로 접합할 때 용접봉으로 많이 쓰여 왔으나 텅스텐봉에 함유된 토륨 함량이 자연 지각에서의 함량보다 30배 이상에 달해 토륨에 의한 [[방사선]]이 인체에 영향을 미친다는 지적이 있어 현재는 산화[[란타넘]] 등 다른 재료로 대체되어 가고 있다.

[[전자레인지]] 등에 사용되는 마그네트론의 텅스텐 필라멘트에 섞어 전자방출을 원활히 한다.

산화토륨을 함유한 렌즈는 굴절률이 매우 높아 일부 구형 카메라 렌즈에도 소량이 첨가되는 경우가 있으나, 세월이 흐르며 갈변 문제가 생기고, 루뻬 등에 장착하면 눈이 방사선을 얻어맞는 관계로 현재는 사장되었다. 현재는 용접봉용이나 렌즈용으로는 산화[[란타넘]]로 점차 대치되고 있다.

열을 받으면 빛나서, 분젠 버너나 캠핑 랜턴의 불꽃 덮개로도 쓴다. 특히 외각전자가 풍부해서 가스버너 불꽃으로 가열하면 열에너지를 빛으로 변환에 방출하는 효율이 높아고 특히 청색성분이 풍부해 백색에 가까운 매우 밝은 빛은 낸다.  그래서 과거 가스등의 심지(mantle)로 쓰였고 지금도 등산용 가스랜턴등에 널리 쓰인다. 비단이나 인견섬유로 그물망이나 봉투를 만들어 토륨 화화물을 적셔서 가스맨틀 심지를 만든다. 그걸 가스등에 씌워 태워도 그물망 형상이 유지되며 강렬한 빛을 낸다. 약한 방사능이 있지만 약해서 문제가 될 정도는 아니다. 그래서 이런 덮개에 필름을 붙인 뒤 현상하면 덮개가 선명하게 보인다.

앞선 서술에서도 보듯 공업적 용도로는 점차 [[란타넘]]이나 [[이트륨]]이나 [[세륨]] 등 다른 희유금속류로 대체되고 있다. 제일 큰 요인은 방사선 때문인 듯하다. 때문에 주변에 흔한 광석에도 상당히 함유되어 있고 희토류 광산에서 희토류 채굴과 정제과정에서 부산물로 대량으로 나오고 있는데 미약하긴 하지만 방사선이 나오는 토륨을 대량으로 처분할 길이 막연해서 골칫덩이가 되고 있다. 근래에는 쓸모없는 금속의 대명사라고 보아도 과언이 아닐 듯하다.

중국에서 기 운운 또는 음이온 방출 운운 하는 건강장신구 따위에 토륨을 넣어 팔고 있는 돌팔이들도 있다. [[대진침대 라돈 기준치 초과 검출 사건]]도 관련 사건이라고 할 수 있다.

== 방사선 ==
[include(틀:발암물질)]
토륨의 건강우려에 대해 말하자면 토륨의 방사능은 자연방사능에 비해 거의 무시할 정도로 약해서 걱정하지 않아도 된다. 토륨은 방사선성원소이기는 하지만 반감기가 우주의 나이보다 길 정도로 워낙 길어서 단위시간당 나오는 방사선은 매우 미약하고 또 피부에서 쉽게 차단되는 알파선이라서 산업적 용도로 쓰는데 건강을 해치거나 위험할 정도가 아니고 손으로 얼마든지 만져도 된다. 하지만 워낙 사람들이 방사선을 찝찝해 하니까 그마저도 기피되고 있는 것이다.

== 여담 ==
덩어리라면 표면을 얇은 산화물의 막이 덮어서 공기 중에서도 안정하지만, 금속분말로는 급격히 산화해 자연발화한다. 산업적으로는 각 방면에서 활약하는 원소였지만 점차 란타늄 이트륨으로 대체되어 쓸모없는 골치꺼리로 전락했다.

개인이 토륨 원자로를 만들려 해서 문제가 된 적이 있다. 1994년 [[데이비드 한]]이란 17살 짜리 미국 미시건 주의 학생이 보이스카우트 배지를 따려고 원자로를 만들었다! 대신 정상치의 1000배 정도인 방사선만 나왔다. 덕택에 정부가 세금들여서 그 지역을 정화한 뒤에, '''개인은 원자로를 가져선 안 된다!'''라는 법을 만들었다.