Streszczenie

Tor wykazuje charakterystyczne zachowanie chemiczne jako drugi pierwiastek szeregu aktynowców, zajmując pozycję 90 w układzie okresowym z masą atomową 232,0377 ± 0,0004. Pierwiastek ten ma nietypową konfigurację elektronową [Rn]6d²7s² zamiast oczekiwanej [Rn]5f²7s², co prowadzi do unikalnych właściwości wiązania, które odróżniają go od innych aktynowców. Tor występuje głównie jako jon Th⁴⁺ o wyjątkowej stabilności termodynamicznej, tworząc związki charakteryzujące się wiązaniami jonowymi i wysokimi energiami sieciowymi. Właściwości jądrowe obejmują czas połowicznego rozpadu 14,05 miliarda lat dla ²³²Th, co czyni go materiałem jądrowym rozszczepialnym poprzez reakcje wychwytu neutronów. Obecne zastosowania przemysłowe koncentrują się na ceramice wysokotemperaturowej i materiałach ogniotrwałych, przy czym dwutlenek toru osiąga temperaturę topnienia 3390°C. Pierwiastek ten występuje naturalnie w złożach minerału monacytu z zawartością w skorupie ziemskiej trzykrotnie przewyższającą uran, co ma istotne znaczenie dla rozwoju cyklu paliwa jądrowego.

Wprowadzenie

Tor stanowi pierwszy pierwiastek naturalnie występującego szeregu aktynowców, wykazując właściwości chemiczne łączące cechy bloku f i d. Zajmuje grupę IVA (grupa 4) w rozbudowanej klasyfikacji układu okresowego, co odzwierciedla jego nietypową konfigurację elektronową, która głęboko wpływa na jego reaktywność chemiczną i zachowanie koordynacyjne. Berzelius wyizolował tor w 1828 roku z norweskich minerałów, nadając mu nazwę na cześć Tor, nordyjskiego boga piorunów i wojny.

Pozycja pierwiastka w układzie okresowym odzwierciedla jego wyjątkową strukturę elektronową, w której elektrony z orbitali 6d tworzą wzorce wiązania bardziej podobne do metali przejściowych niż typowych pierwiastków bloku f. Ta konfiguracja prowadzi do zachowania chemicznego zbliżonego do tytanu, cyrkonu i hafnu, szczególnie w chemii roztworów wodnych i tworzeniu związków w fazie stałej. Właściwości jądrowe toru, w tym wyjątkowo długi czas połowicznego rozpadu i charakter rozszczepialny, wzbudziły duże zainteresowanie w zastosowaniach technologii jądrowych, a jego wysoka stabilność termiczna czyni go wartościowym w specjalistycznych zastosowaniach metalurgicznych.

Właściwości fizyczne i struktura atomowa

Podstawowe parametry atomowe

Tor posiada numer atomowy 90 i standardową masę atomową 232,0377 ± 0,0004 jednostki masy atomowej. Wykazuje nietypową konfigurację elektronową [Rn]6d²7s² zamiast przewidywanej [Rn]5f²7s², typowej dla innych wczesnych aktynowców. Konfiguracja ta wynika z efektów relatywistycznych i rozważań dotyczących energii orbitali, które sprzyjają obsadzeniu orbitali 6d zamiast 5f w atomie neutralnym.

Pomiary promienia atomowego wskazują 180 pikometrów dla promienia metalicznego, natomiast promienie jonowe wynoszą 94 pikometry dla sześciowspółrzędnych jonów Th⁴⁺. Efektywny ładunek jądrowy doświadczany przez elektrony walencyjne osiąga wartość 1,3, co jest znacznie niższe niż u późniejszych aktynowców z powodu efektu kontrakcji lantanowców i ekranowania orbitali f. Pierwsza energia jonizacji wynosi 6,08 eV, a kolejne energie jonizacji to 11,5, 20,0 i 28,8 eV odpowiednio dla tworzenia jonów Th²⁺, Th³⁺ i Th⁴⁺.

Charakterystyka fizyczna makroskopowa

Tor krystalizuje w układzie regularnym przestrzennie centrowanym w warunkach normalnych, przechodząc w regularny jednościennościowy powyżej 1360°C. W ekstremalnych ciśnieniach przekraczających 100 gigapaskali pierwiastek przyjmuje strukturę regularną centrowaną tetragonalnie. Parametry sieciowe wynoszą 5,08 angströma dla fazy fcc, rozszerzając się do 4,11 angströma w fazie bcc.

Metal świeże przekrojony ma jasną srebrzystą powierzchnię, która szybko przybiera oliwkowo-szarą barwę w wyniku utleniania na powietrzu. Gęstość wynosi 11,66 g/cm³ w temperaturze 20°C, co klasyfikuje tor wśród ciężkich aktynowców. Temperatura topnienia to 1750°C, a wrzenia 4788°C, co plasuje go na piątym miejscu wśród pierwiastków pod względem najwyższego punktu wrzenia. Ciepło topnienia to 13,8 kilodżuli na mol, a entalpia sublimacji 543,9 kJ/mol. Pojemność cieplna wynosi 0,113 J/(g·K) w 25°C, co wskazuje na stosunkowo niską zdolność do magazynowania energii termicznej.

Moduł objętościowy wynosi 54 gigapaskale, co jest porównywalne z cyną i odzwierciedla umiarkowaną ściśliwość pod ciśnieniem hydrostatycznym. Pierwiastek wykazuje zachowanie paramagnetyczne z podatnością magnetyczną +97 × 10⁻⁶ cm³/mol, stając się nadprzewodzącym poniżej 1,4 K poprzez mechanizmy sprzężenia elektron-fon.

Właściwości chemiczne i reaktywność

Struktura elektronowa i zachowanie wiązania

Chemia toru koncentruje się na tworzeniu jonów Th⁴⁺ poprzez utlenianie czteroelektronowe, co reprezentuje termodynamicznie najkorzystniejszy stan w większości środowisk. Czterowartościowy stan utlenienia wykazuje wyjątkową stabilność dzięki pustym orbitalom 5f i 6d po utracie elektronów, tworząc konfigurację rdzenia gazów szlachetnych podobną do radonu. Niższe stopnie utlenienia +3 i +2 są znane, jednak ich stabilność w roztworach wodnych jest ograniczona z powodu reakcji dysproporcjonowania i redukcji wody.

Wiązania chemiczne w związkach toru są głównie jonowe, z oszacowanym udziałem jonowości przekraczającym 70% w większości związków binarnych. Liczby koordynacyjne w strukturach krystalicznych mieszczą się zazwyczaj w zakresie od 6 do 12, co odzwierciedla duży promień jonowy Th⁴⁺ i korzystne oddziaływania elektrostatyczne z małymi anionami. Składniki kowalencyjne pojawiają się w kompleksach organometalicznych i związkach z ligandami miękkimi, gdzie udział orbitali 6d umożliwia częściowe dzielenie się elektronami.

Standardowy potencjał redukcyjny dla pary Th⁴⁺/Th wynosi -1,90 V względem standardowego elektrody wodorowej, co wskazuje na silny charakter redukcyjny w stanie metalicznym. Ta wartość umieszcza tor pomiędzy glinem (-1,66 V) a magnezem (-2,37 V) w reaktywności elektrochemicznej, co jest zgodne z jego zachowaniem w roztworach wodnych i reakcjach redukcji metalotermicznej.

Właściwości elektrochemiczne i termodynamiczne

Wartości elektroujemności dla toru wynoszą 1,3 w skali Paulinga, co wskazuje na jego elektrododatni charakter i preferencję oddawania elektronów w tworzeniu związków. Obliczenia elektroujemności Mullikena dają podobne wyniki, potwierdzając metaliuczne tendencje wiązania i właściwości redukujące. Wartości powinowactwa elektronowego nie da się ustalić eksperymentalnie z powodu szybkiego utleniania gatunków anionowych, jednak obliczenia teoretyczne sugerują wartości ujemne, co wskazuje na niestabilność jonów Th⁻.

Kolejne energie jonizacji wykazują stosunkowo niskie wartości na początkowych etapach, co ułatwia tworzenie jonów Th⁴⁺ w łagodnych warunkach utleniających. Duża różnica energii między trzecią i czwartą jonizacją (28,8 eV vs. około 38 eV) dodatkowo potwierdza stabilność czterowartościowego stanu, jednocześnie czyniąc tworzenie Th⁵⁺ energetycznie nieopłacalne w normalnych warunkach chemicznych.

Stabilność termodynamiczna związków toru silnie zależy od charakteru anionów i warunków środowiskowych. Tlenki i fluorki wykazują wyjątkową stabilność termiczną z entalpiami tworzenia przekraczającymi -1200 kJ/mol, natomiast siarczki i selenki mają umiarkowaną stabilność. Obliczenia specjacji wodnej wskazują na dominację jonów Th⁴⁺ i Th(OH)₂²⁺ w roztworach kwaśnych, z wytrącaniem Th(OH)₄ powyżej pH 3,2.

Związki chemiczne i tworzenie kompleksów

Związki binarne i trójskładnikowe

Dwutlenek toru, ThO₂, jest najważniejszym związkiem binarnym, wykazującym strukturę fluorytową i wyjątkowe właściwości ogniotrwałe. Związek ten osiąga temperaturę topnienia 3390°C, co jest najwyższą wartością wśród znanych materiałów tlenkowych. Parametr sieciowy wynosi 5,597 angströma z gęstością 9,86 g/cm³. Entalpia tworzenia osiąga -1226,4 kJ/mol, co wskazuje na nadzwyczajną stabilność termodynamiczną i odporność na reakcje redukcyjne.

Związki halogenkowe obejmują tetraflurek toru (ThF₄), tetrachlorek toru (ThCl₄), tetrabromek toru (ThBr₄) i tetrajodek toru (ThI₄). Przyjmują one różne struktury krystaliczne w zależności od wymagań koordynacyjnych i energii sieciowej. ThF₄ krystalizuje w układzie jednoskośnym z ośmiowspółrzędnymi centrami toru, podczas gdy ThCl₄ ma strukturę tetragonalną z koordynacją dwunastościennościową. Temperatury sublimacji mieszczą się od 921°C dla ThI₄ do 1680°C dla ThF₄, co odzwierciedla wzrost charakteru jonowego wraz z malejącą elektroujemnością halogenów.

Związki binarne z pierwiastkami grupy 16 obejmują disiarczek toru (ThS₂) i diselenek toru (ThSe₂), które przyjmują typ struktury fluorytowej z ośmiowspółrzędnymi centrami metalowymi. Związki te wykazują właściwości półprzewodnikowe z przerwą energetyczną około 1,8 eV dla ThS₂. Związki trójskładnikowe obejmują krzemiany, gliniany i fosforany toru, przy czym ortokrzemian toru (Th₃SiO₄) reprezentuje ważne minerały geologiczne tworzone w wysokich temperaturach.

Chemia koordynacyjna i związki organometaliczne

Kompleksy toru zwykle charakteryzują się liczbami koordynacyjnymi od 6 do 12, co wynika z dużego promienia jonowego i wysokiej gęstości ładunku jonów Th⁴⁺. Kompleksy akwowe obejmują [Th(H₂O)₉]⁴⁺ jako dominującą formę w rozcieńczonych roztworach kwaśnych, z geometrią trójkątnej pryzmy z trzema czapeczkami na podstawie danych z spektroskopii absorpcji rentgenowskiej. Długości wiązań koordynacyjnych wynoszą około 2,45 angströma dla interakcji Th-OH₂, co jest zgodne z przewagą charakteru jonowego wiązania.

Ligandy chelatujące, takie jak kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA), tworzą wyjątkowo trwałe kompleksy z torowcem, z stałymi tworzenia przekraczającymi 10²³ w roztworze wodnym. Kompleksy te mają geometrię ośmiowspółrzędną z zniekształconym układem antypryzmatu kwadratowego. Kompleksy z eterami koronowymi wykazują wysoką selektywność w ekstrakcji toru z mieszanin lantanowców, wykorzystując kompatybilność rozmiarową między jonami Th⁴⁺ a wymiarami jamy makrocyklicznej.

Chemia organometaliczna toru koncentruje się na pochodnych cyklopentadienylowych i związanych układach wiązań π. Pochodne torocenu, takie jak Th(C₅H₅)₄, wykazują tetraedryczne ułożenie pierścieni cyklopentadienylowych z istotnym udziałem kowalencyjnym wiązania Th-C. Te związki są umiarkowanie wrażliwe na powietrze i służą jako prekursory do osadzania par toru w aplikacjach metalurgicznych. Pochodne alkilowe i arylowe wymagają surowych warunków bezwodnych z powodu szybkiego hydrolizy, która prowadzi do tworzenia się wodorotlenków toru i produktów organicznych.

Występowanie naturalne i analiza izotopowa

Rozkład geochemiczny i zawartość

Średnia zawartość toru w skorupie ziemskiej wynosi 9,6 części na milion, co umieszcza go na 41. miejscu pod względem obfitości na Ziemi i jest około trzykrotnie wyższa niż koncentracja uranu. Zachowanie geochemiczne odzwierciedla charakter litofilowy z silnym powinowactwem do faz mineralnych krzemianowych i wzbogacenie w skałach magmatycznych kwaśnych. Granity zawierają zazwyczaj 15-20 ppm toru, podczas gdy skale magmowe zasadowe mają średnio 2-4 ppm.

Główne minerały zawierające tor to monacyt [(Ce,La,Th)PO₄], torit (ThSiO₄) i bastnäzyt [(Ce,La)CO₃F]. Piaski monacytowe są głównym źródłem komercyjnym, przy czym tor jest wydobywany jako produkt uboczny w procesach przetwarzania pierwiastków ziem rzadkich. Typowe składu monacytu zawierają 4-12% wagowych tlenku toru, co zależy od pochodzenia geograficznego i procesów geologicznych.

Procesy hydrotermalne koncentrują tor w złożach pegmatytowych i karbonatowych poprzez preferencyjne włączanie do struktur mineralnych fosforanowych i krzemianowych. Procesy wietrzenia prowadzą zazwyczaj do retencji toru w fazach mineralnych resztkowych z powodu niskiej rozpuszczalności związków toru w warunkach powierzchniowych. Woda oceaniczna zawiera rozpuszczony tor w stężeniu średnio 0,05 części na miliard, głównie jako koloidowe hydroksylowe i węglanowe gatunki.

Właściwości jądrowe i skład izotopowy

Tor naturalny składa się wyłącznie z izotopu ²³²Th o masie atomowej 232,0381 jednostki masy atomowej. Izotop ten ulega rozpadowi alfa z czasem połowicznego rozpadu 1,405 × 10¹⁰ lat, co jest porównywalne z wiekiem wszechświata i zapewnia stabilność geologiczną przez historię Ziemi. Proces rozpadu inicjuje serię rozpadu toru, kończącą się stabilnym ²⁰⁸Pb w ciągu czternastu kroków promieniotwórczych obejmujących rozpad alfa i beta minus.

Analiza struktury jądrowej wykazuje, że ²³²Th zawiera 90 protonów i 142 neutrony, co reprezentuje zamkniętą konfigurację podszerstwa neutronowego sprzyjającą podwyższonej stabilności jądrowej. Energia wiązania przypadająca na nukleon wynosi 7,615 MeV, co wskazuje na umiarkowaną stabilność jądrową w porównaniu z izotopami z obszaru żelaza. Moment magnetyczny jądrowy wynosi zero z powodu parzystej liczby protonów i neutronów, co prowadzi do zerowego spinu jądrowego i braku kwadrupolowych momentów jądrowych.

Sztucznie wytwarzane izotopy toru mieszczą się w zakresie mas od 207 do 238, wszystkie są promieniotwórcze i mają stosunkowo krótki czas połowicznego rozpadu w porównaniu do ²³²Th. Wartościowe izotopy to ²²⁸Th (czas połowicznego rozpadu 1,9 roku) i ²²⁹Th (czas połowicznego rozpadu 7340 lat), które powstają w środowiskach reaktorów jądrowych poprzez procesy wychwytu neutronów. ²²⁷Th ma znaczenie medyczne w terapii alfa skierowanej z powodu swojego 18,7-dniowego czasu połowicznego rozpadu i odpowiednich właściwości rozpadu.

Samorzutne rozszczepienie zachodzi w ²³²Th z ekstremalnie niskim prawdopodobieństwem, charakteryzując się częściowym czasem połowicznego rozpadu przekraczającym 10²¹ lat. Przekrój czynny na wychwyt neutronów termicznych wynosi 7,4 barna, umożliwiając konwersję do rozszczepialnego ²³³U poprzez sekwencję reakcji ²³²Th(n,γ)²³³Th(β⁻)²³³Pa(β⁻)²³³U z pośrednimi czasami połowicznego rozpadu 22,3 minuty dla ²³³Th i 27,0 dni dla ²³³Pa.

Produkcja przemysłowa i zastosowania technologiczne

Metody ekstrakcji i oczyszczania

Przemysłowa produkcja toru zaczyna się od przetwarzania rudy monacytu, gdzie tor stanowi wartościowy produkt uboczny w operacjach ekstrakcji pierwiastków ziem rzadkich. Początkowa obróbka obejmuje rozkład alkaliczny w temperaturach 140-150°C przy użyciu stężonych roztworów wodorotlenku sodu, co przekształca minerały fosforanowe w osady wodorotlenkowe i rozpuszczalny fosforan sodu. Wodorotlenek toru współosadza się z wodorotlenkami pierwiastków ziem rzadkich w tym procesie alkalicznym.

Selektywne rozdzielanie wykorzystuje rozpuszczenie w kwasie azotowym i dalsze techniki ekstrakcji rozpuszczalnikiem z zastosowaniem tributylofosforanu lub ekstrahentów organofosforowych. Tor wykazuje preferencyjną ekstrakcję do fazy organicznej z powodu wysokiej gęstości ładunku i korzystnego tworzenia kompleksów z ligandami fosforowymi. Czynniki oczyszczania przekraczające 10 000 są osiągalne poprzez wielostopniowe ekstrakcje przeciwprądowe, wytwarzając roztwory azotanu toru o czystości powyżej 99,5%.

Produkcja metalicznego toru wykorzystuje redukcję tetrafluorku toru wapniem lub magnezem w wysokich temperaturach w warunkach atmosfery obojętnej. Redukcja wapniem przebiega według równania ThF₄ + 2Ca → Th + 2CaF₂ w 900°C w szczelnych stalowych naczyniach, dając tor zanieczyszczony produktami wapnia i fluorowapnia. Dalsze oczyszczanie obejmuje sublimację próżniową w 1200°C do usunięcia zanieczyszczeń wapniowych, a następnie topienie wiązką elektronową w warunkach próżniowych do uzyskania metalu o wysokiej czystości, odpowiedniego do specjalistycznych zastosowań.

Zastosowania technologiczne i perspektywy przyszłości

Obecne zastosowania toru skupiają się na materiałach wysokotemperaturowych i stopach specjalnych. Dwutlenek toru służy jako materiał ogniotrwały w tyglach i wykładzinach pieców do przetwarzania platyny i innych metali szlachetnych, wykorzystując jego wyjątkową temperaturę topnienia i obojętność chemiczną. Związek ten ma współczynnik rozszerzalności termicznej 9,2 × 10⁻⁶ K⁻¹, co jest zgodne z wieloma systemami ceramicznymi i metalowymi, zachowując integralność strukturalną podczas cykli termicznych.

Stopy wolfram-tor zawierające 1-2% wagowych toru wykazują poprawione właściwości emisyjne w zastosowaniach termoemisyjnych. Stopy te służą jako materiały katodowe w specjalistycznych lampach elektronowych i elektrodach do spawania łukowego, gdzie dodatki toru poprawiają stabilność łuku i trwałość elektrod. Jednak kwestie bezpieczeństwa radiologicznego doprowadziły do stopniowego zastępowania tych zastosowań materiałami alternatywnymi, takimi jak stopy wolfram-lantan.

Dodatki toru do stopów magnezowych zapewniają wzmocnienie poprzez mechanizmy hartowania osadzeniowego i poprawiają odporność na pełzanie w wysokich temperaturach. Stopy magnez-tor zawierające 2-4% toru wykazują granice plastyczności przekraczające 200 MPa w 300°C, co czyni je odpowiednimi do zastosowań lotniczych i kosmicznych wymagających wysokiego stosunku wytrzymałości do masy. Tor tworzy przewody międzymetaliczne, które utrudniają ruch dyslokacji i poprawiają właściwości mechaniczne.

Zastosowania w cyklu paliwa jądrowego stanowią najważniejszy potencjalny obszar wykorzystania toru, oparty na jego charakterze rozszczepialnym i obfitości w środowisku naturalnym. Cykle paliwa z torowcem oferują teoretyczne zalety, w tym zmniejszoną produkcję odpadów aktynowców o długim czasie życia, zwiększoną odporność na proliferację oraz poprawioną efektywność wykorzystania paliwa. Projekty reaktorów z wykorzystaniem toru obejmują reaktory solne topione, reaktory chłodzone gazem o wysokiej temperaturze i reaktory wodne pod ciśnieniem zasilane torowcem, wymagające specyficznych technologii produkcji paliwa i metod regeneracji.

Produkcja izotopów medycznych wykorzystuje ²²⁷Th do terapii alfa skierowanej w leczeniu niektórych nowotworów, gdzie 18,7-dniowy czas połowicznego rozpadu i emisja alfa umożliwiają selektywne napromienianie guzów. Metody produkcji obejmują bombardowanie protonami tarcz z radem lub napromienianie neutronami prekursorów aktynu, wymagając specjalistycznych instalacji gorących komórek i technik oczyszczania radiochemicznego.

Rozwój historyczny i odkrycie

Jöns Jacob Berzelius odkrył tor w 1828 roku analizując nietypowy próbek mineralny z wyspy Løvøy w Norwegii. Szwedzki chemik początkowo błędnie zidentyfikował nowy pierwiastek jako yt, jednak dalsza analiza chemiczna wykazała odrębne właściwości wymagające odrębnej klasyfikacji. Berzelius zaproponował nazwę "tor" na cześć Tor, nordyjskiego boga piorunów, zgodnie z ówczesnymi zwyczajami nazywania pierwiastków od imion z mitologii.

Wczesne badania toru koncentrowały się na charakterystyce chemicznej i przygotowaniu związków, a nie na zastosowaniach praktycznych. Friedrich Wöhler i Heinrich Rose potwierdzili odkrycie Berzeliusa poprzez niezależną syntezę związków toru, ustalając jego pozycję w wczesnych klasyfikacjach układu okresowego. Rozwój technik spektroskopowych w XIX wieku umożliwił dokładne ustalenie masy atomowej i potwierdził wyjątkowe zachowanie chemiczne toru w porównaniu do znanych metali.

Właściwości promieniotwórcze toru odkryli Marie i Pierre Curie w 1898 roku, około tego samego czasu co izolację radu i polonu. Odkrycie to wykazało, że tor jest drugim znanym naukowcom pierwiastkiem promieniotwórczym po uranie i położyło podwaliny pod rozwój chemii jądrowej. Dalsze badania Ernesta Rutherforda nad produktami rozpadu toru doprowadziły do podstawowego zrozumienia mechanizmów rozpadu promieniotwórczego i przemian jądrowych.

Zastosowania przemysłowe pojawiły się w wczesnym XX wieku wraz z rozwojem płaszczy gazowych do oświetlenia. Carl Auer von Welsbach opatentował płaszcze z tlenkiem toru i ceru w 1891 roku, tworząc źródła światła jarzeniowego, które wytwarzały jasne białe światło podczas ogrzewania płomieniem gazowym. To zastosowanie dominowało w zużyciu toru przez kilka dekad, aż do czasu zastąpienia systemów gazowych oświetleniem elektrycznym.

Rozwój technologii jądrowej podczas i po II wojnie światowej wzbudził ponowne zainteresowanie torowcem poprzez uznane jego właściwości rozszczepialnych i potencjalnych zastosowań w cyklu paliwa. Alvin Weinberg i jego współpracownicy w Oak Ridge National Laboratory opracowali koncepcje reaktorów solnych topionych z cyklem paliwowym tor-uran, wykazując ich wykonalność techniczną i zalety operacyjne. Mimo obiecujących wyników eksperymentalnych, cykle paliwa oparte na uranie otrzymały priorytet rozwojowy z powodu istniejącej infrastruktury i wymagań programów zbrojeniowych.

Podsumowanie

Tor zajmuje wyjątkową pozycję w układzie okresowym jako jedyny naturalnie występujący pierwiastek o właściwościach rozszczepialnych i wyjątkowej stabilności chemicznej. Jego nietypowa konfiguracja elektronowa tworzy właściwości wiązania łączące aktynowce i metale przejściowe, umożliwiając zastosowania od ceramiki wysokotemperaturowej po specjalistyczne stopy metalurgiczne. Właściwości jądrowe, w tym długi czas połowicznego rozpadu i zdolność wychwytu neutronów, czynią tor potencjalnym alternatywnym paliwem jądrowym z zaletami w redukcji odpadów i efektywnym wykorzystaniu zasobów.

Kierunki przyszłych badań obejmują rozwój zaawansowanych cykli paliwa jądrowego, optymalizację produkcji izotopów medycznych i zastosowania w materiałach wysokiej wydajności. Obfitość toru i jego wyjątkowe właściwości sugerują jego dalsze znaczenie w technologii energetycznej i materiałach specjalnych, szczególnie w kontekście kwestii środowiskowych i ograniczonych zasobów, które napędzają innowacje w zrównoważonej nauce materiałowej.