Was ist Thorium?

Interview mit Matthias Schaffitz  – Thorium

Thorium ist kein neues Produkt, sondern schon immer in sehr vielen unserer Wolfram-Industrie-Produkte enthalten. Es ist nur insofern ein Thema, als es natürlich ein strahlendes Material ist. Sei es in Richtung Ressourcenknappheit, sei es in Richtung: Darf man‘s überhaupt noch verwenden? Wer produziert es noch? Wolfram-Industrie ist die einzige Firma, die es in Europa noch herstellt, die auch eine Umgangs-Erlaubnis haben. Es ist eine wahnsinnig komplizierte Sache, das überhaupt produzieren zu dürfen und das dann auch zu versenden.

Wo wird Thorium bei Wolfram-Industrie verwendet?

So lange es noch natürliche Ressourcen gibt an Thorium, werden wir es weiterverwenden. Es ist ein Bestandteil in den Elektroden und zum Beispiel in Düsen. Wir verwenden oft den Begriff „WTH“, und dieses TH steht für Thorium. Die Legierung gibt es immer schon – eine Wolfram-Thorium-Legierung mit vier oder zwei Prozent.

Aber das große Thema rund um Thorium ist: die Frage, inwieweit ist es gefährlich, wenn‘s strahlend ist. Und was für uns weiter Thema ist: Wir haben einen neuen F&E-Mitarbeiter, den Dr. Schneider, der hat die Möglichkeit, das zu trennen. Der kann quasi dieses Thorium von Wolfram trennen, was immer Riesenthema war, weil wir natürlich eine sehr gering strahlende Masse hatten, aber es war eine strahlende Masse.

Aber worum es geht, ist: Wofür wird es eingesetzt?

Um das noch mal klarzustellen, es ist es kein neues Produkt und das gab es auch irgendwie immer schon. Aber Thorium ist trotzdem ein Thema, das man separat behandeln sollte. Die Logistik ist ein Thema, die Entsorgung ist ein Thema und natürlich ist auch der gesundheitliche Aspekt ein Thema.

Thorium ist in dem Sinne eigentlich wahrscheinlich eines der ältesten Legierungen überhaupt neben dem reinen Wolfram?

Genau, geschichtlich kommt es aus diesen Glühstrümpfen usw. Da wurde das entdeckt. Früher war es in den Camping-Gaslampen enthalten. Und da war Thoriumnitrat drin und dann hat man nebenbei die Eigenschaft entdeckt, dass die Temperaturbeständigkeit sehr, sehr hoch ist. Und dann lag es nahe, dass man das Thoriumoxid so verwendet, auch in der Hochtemperatur-Metalltechnik. Und dieses Produkt machen wir seit wahrscheinlich 100 Jahren.

Im Falle von Wolframthorium ist die Grundmatrix 96 Prozent plus – zwischen 96 und 99 Prozent – in dieser Matrix ist Wolfram. Und dort haben wir dann einzelne Teile von diesem Thorium drin, so viel, wie wir für die Anwendung benötigen, um die Legierung den Anforderungen anzupassen. Das ist ein Legierungs-Element.

Geschichtlich ganz interessant: Das kann man dann in einer kurzen Recherche mal sehen. Es gab in den 60er, 70er Jahren diese super Hochgeschwindigkeits-Flugzeuge, X-15. Das hat begonnen mit der X-1, von denen die ersten die Staumauer durchbrochen haben und das ist bis heute das schnellste bemannte Flugzeug, diese X 15. Die wurden immer schneller und irgendwann wurde die Oberfläche so heiß, dass sie eigentlich geschmolzen wäre. Das ist dann der letzte Schritt, um diese super-hohen Geschwindigkeiten zu erreichen und dann hat man in diese Aluminium-Legierung noch Thorium beigemischt und die hatten dann quasi eigentlich ein radioaktives Flugzeug. Das ist aber in dem Sinne radioaktiv: einerseits strahlend, aber es hat eben andererseits erlaubt, diese letzten paar hundert Kilometer pro Stunde mehr rauszuholen, weil die Temperatur-Beständigkeit erhöht wurde.

Thorium ist ja auch eine endliche Ressource – irgendwann wird es keins mehr geben.

Diese Hightech-Metalle, das hol ich ja aus dem Boden und da kommen ja viele Schadstoffe mit raus. Und einer dieser Schadstoffe ist Thorium. Und das führt dazu, dass ein beträchtlicher Teil von diesen seltenen Erden oder Erzen, die rausgenommen werden, als Begleitelemente Thorium haben, und deshalb die Entsorgung nicht nur Prozesschemikalien sind, sondern auch radioaktiv. Alles, was wir aus der Erde rausholen, ist prinzipiell in größeren oder geringeren Mengen radioaktiv. […] Und letztendlich alles, was ich aus der Erde rausbuddele, hat so genannte NORM, (Naturally Occuring Radioactive Material), das sind quasi natürlich vorkommende, radioaktive Stoffe, das ist in der Regel Uran und Th.

Zum Thema Nachfolgeprodukte von Thorium

CWir haben Alternativen, wir können heute schon Kunden Alternativen geben. Das ist dann aber quasi im Lifcycle von ihrem Produkt kaum möglich umzusetzen. Würden wir jetzt den Stecker ziehen und sagen: Ab morgen produzieren wir kein Th mehr, wird deswegen nicht die Welt stehenbleiben. Es wird einfach verschiedene Turbinen-Hersteller geben, die sagen: Jetzt müssen wir Geld ausgeben und alles neu qualifizieren etc. Was wir mit den meisten Kunden machen, ist: Vorausplanen, wenn neue Prozesse qualifiziert werden, dass es bestmöglich ohne Th geht. Es gibt also schon Wege für die Zukunft, weil man weiß, wenn ich dem jetzt was verspreche für die nächsten 20 Jahre, das kann ich nicht halten, weil ich nicht weiß, wie endlich das dann ist.

Die Eigenschaften von diesem Stoff sind einfach der „perfect match“: Ultra-hohe Temperaturbeständigkeit, sehr gut zu verarbeiten. Alle diese Eigenschaften sind eigentlich ideal und sehr, sehr nahe am Wolfram. Man kann eigentlich sagen, es ist quasi wie die bessere Hälfte vom Wolfram. D. h., überall dort, wo Wolfram Nachteile hat, dort kommt Th und ergänzt es eigentlich. Z. B: Schmelzpunkt von Thoriumoxid 3390 °C, von Wolfram selber 3422 °C, ganz nahe beieinander. Und der zweitbeste Stoff, sag ich jetzt mal, da sprechen wir dann von Temperaturen von 2800 °C.

HEADLINE EINZEILIG ODER ZWEIZEILIG

Wolframpulver werden durch einen Reduktionsprozess aus Wolframsäure gewonnen. In Abhängigkeit von der Korngröße der Wolframsäure und den Reduktionsbedingungen bildet sich die Korngröße des metallischen Wolframpulvers aus. Es ist als Primärkorn sehr fein und fällt mit wenigen Ausnahmen unter 0,01 mm Korngröße an. Bedingt durch seine Kornform, Kornfeinheit und Kornoberfläche weist es auch ein für die Dichte des Wolframs geringes Schüttgewicht auf. Dieses Gewicht liegt im Allgemeinen zwischen 2,5 und 4 g/cm3.

Bestimmte Einsatzgebiete in der Technik

Erfordern aber Wolframpulver mit deutlichen gröberen Kornklassierungen, mit wesentlich höheren Schüttdichten und zum Teil auch mit besonders Wolframpulver werden durch einen Reduktionsprozess aus Wolframsäure gewonnen. In Abhängigkeit von der Korngröße der Wolframsäure und den Reduktionsbedingungen bildet sich die Korngröße des metallischen Wolframpulvers aus. Es ist als Primärkorn sehr fein und fällt. Itat. Everit as vitas et ea dolupta tendaeped que liqui re volum reprat.

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