二酸化トリウム

二酸化トリウム（トリア）は、原子炉においてセラミック燃料ペレットとして使用され、通常はジルコニウム合金で被覆された核燃料棒に封入されます。トリウムは核分裂性ではありませんが（中性子照射下で核分裂性ウラン233を生成する「増殖性」があります）、原子炉燃料として使用するには、ウランまたはプルトニウムの核分裂性同位体と組み合わせて使用​​する必要があります。これは、トリウムをウランまたはプルトニウムと混合するか、純粋なトリウムをウランまたはプルトニウムを含む別の燃料棒と組み合わせて使用​​することで実現できます。二酸化トリウムは、従来の二酸化ウラン燃料ペレットに比べて、熱伝導率が高く（動作温度が低い）、融点がかなり高く、化学的に安定している（二酸化ウランとは異なり、水や酸素の存在下で酸化しない）ため、利点があります。

二酸化トリウムは、ウラン233と混合することで核燃料に変換できます（詳細は下記およびトリウムに関する記事を参照）。二酸化トリウムは熱安定性が高いため、溶射や高温セラミックスなどの用途に利用できます。

二酸化トリウムは、 TIG溶接、電子管、航空機用ガスタービンエンジンのタングステン電極の安定剤として使用されています。合金として、トリウム添加タングステン金属は、高融点物質である酸化トリウムが高温での機械的特性を向上させ、トリウムが電子（熱電子）の放出を促進するため、変形しにくくなっています。低コストであることから最も一般的な酸化物添加剤ですが、セリウム、ランタン、ジルコニウムなどの非放射性元素に取って代わられつつあります。

トリウム分散ニッケルは、耐クリープ性に優れた材料であるため、燃焼エンジンなどのさまざまな高温動作に利用されています。また、水素トラップにも使用できます。^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

二酸化トリウムは商業触媒としての価値はほとんどありませんが、そのような用途は十分に研究されています。ルジツカ大環合成の触媒として使用されています。その他に検討されている用途としては、石油分解、アンモニアから硝酸への変換、硫酸の製造などがあります。^{[ 14 ]}

二酸化トリウムは、かつて脳血管造影に用いられた一般的な放射線造影剤であるトロトラストの主成分であったが、投与後何年も経ってからまれな癌（肝血管肉腫）を引き起こす。 ^{[ 15 ]}この使用は、標準的なX線造影剤として注射用ヨウ素または経口摂取用硫酸バリウム懸濁液に置き換えられた。

過去のもう一つの主要な用途は、1890 年にカール・アウアー・フォン・ウェルスバッハによって開発されたランタンのガスマントルで、これは 99% の ThO ₂と 1% のセリウム (IV) 酸化物で構成されています。1980 年代になっても、生産された ThO ₂の約半分(年間数百トン) がこの目的で使用されていたと推定されています。^{[ 16 ]}一部のマントルは今でもトリウムを使用していますが、代替として酸化イットリウム(または場合によっては酸化ジルコニウム) がますます使用されるようになっています。

二酸化トリウムをガラスに添加すると、屈折率が上昇し、分散が減少します。このようなガラスは、カメラや科学機器用の高品質レンズに使用されています。 ^{[ 17 ]}これらのレンズからの放射線は、長年にわたりレンズを黒ずませ、黄色に変色させ、フィルムを劣化させる可能性がありますが、健康リスクは最小限です。^{[ 18 ]}黄色に変色したレンズは、強い紫外線に長時間さらすことで、元の無色透明の状態に戻すことができます。二酸化トリウムは、同様の効果があり放射性ではないため、現代のほとんどすべての高屈折率ガラスで、酸化ランタンなどの希土類酸化物に置き換えられています。^{[ 19 ]}