იშვიათი დედამიწის მაგიური ელემენტი: თულიუმი

ატომური რიცხვითულიუმის ელემენტიარის 69 და მისი ატომური წონა არის 168,93421. დედამიწის ქერქში შემცველობა 100000-ის ორი მესამედია, რაც ყველაზე ნაკლებად გავრცელებული ელემენტია იშვიათ დედამიწის ელემენტებს შორის. ის ძირითადად გვხვდება სილიკო-ბერილიუმის იტრიუმის საბადოში, შავი იშვიათი დედამიწის ოქროს საბადოში, ფოსფორის იტრიუმის საბადოში და მონაზიტში. მონაციტში იშვიათი მიწიერი ელემენტების მასობრივი წილი ჩვეულებრივ აღწევს 50%-ს, თულიუმი შეადგენს 0,007%-ს. ბუნებრივი სტაბილური იზოტოპი არის მხოლოდ თულიუმი 169. ფართოდ გამოიყენება მაღალი ინტენსივობის ენერგიის გამომუშავების სინათლის წყაროებში, ლაზერებში, მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებსა და სხვა სფეროებში.

ისტორიის აღმოჩენა

აღმოაჩინა: PT Cleve

აღმოაჩინეს 1878 წელს

მას შემდეგ, რაც 1842 წელს მოსანდერმა გამოყო ერბიუმი დედამიწა და ტერბიუმ დედამიწა იტრიუმ დედამიწას, ბევრმა ქიმიკოსმა გამოიყენა სპექტრული ანალიზი, რათა დაედგინა და დაედგინა, რომ ისინი არ იყვნენ ელემენტის სუფთა ოქსიდები, რამაც ქიმიკოსებს წაახალისა გააგრძელონ მათი გამოყოფა. განშორების შემდეგიტერბიუმის ოქსიდიდასკანდიუმის ოქსიდიდაჟანგული სატყუარასგან კლიფმა გამოყო ორი ახალი ელემენტარული ოქსიდი 1879 წელს. ერთ-ერთ მათგანს ეწოდა თულიუმი კლიფის სამშობლოს აღსანიშნავად სკანდინავიის ნახევარკუნძულზე (თულია), ელემენტის სიმბოლოთი Tu და ახლა Tm. ტულიუმის და სხვა იშვიათი დედამიწის ელემენტების აღმოჩენით დასრულდა იშვიათი დედამიწის ელემენტების აღმოჩენის მესამე ეტაპის მეორე ნახევარი.

ელექტრონის კონფიგურაცია

ელექტრონის კონფიგურაცია
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13

მეტალი

თულიუმიარის ვერცხლისფერი თეთრი ლითონი ელასტიურობით და რბილი ტექსტურის გამო შეიძლება დანით გაიჭრას; დნობის წერტილი 1545 ° C, დუღილის წერტილი 1947 ° C, სიმკვრივე 9,3208.

თულიუმი შედარებით სტაბილურია ჰაერში;ტულიუმის ოქსიდიარის ღია მწვანე კრისტალი. მარილის (ორვალენტიანი მარილის) ოქსიდები ყველა ღია მწვანე ფერისაა.

განაცხადი

მიუხედავად იმისა, რომ თულიუმი საკმაოდ იშვიათი და ძვირია, მას მაინც აქვს გარკვეული აპლიკაციები სპეციალურ სფეროებში.

მაღალი ინტენსივობის გამონადენი სინათლის წყარო

თულიუმი ხშირად შეჰყავთ მაღალი ინტენსივობის გამონადენი სინათლის წყაროებში მაღალი სისუფთავის ჰალოიდების სახით (ჩვეულებრივ, თულიუმის ბრომიდი), ტულიუმის სპექტრის გამოყენების მიზნით. 

ლაზერი

სამი დოპირებული იტრიუმის ალუმინის ბროწეული (Ho: Cr: Tm: YAG) მყარი მდგომარეობის პულსური ლაზერი შეიძლება წარმოიქმნას ტულიუმის იონის, ქრომის იონის და ჰოლმიუმის იონის გამოყენებით იტრიუმის ალუმინის გარნეტში, რომელსაც შეუძლია ასხივოს ტალღის სიგრძე 2097 ნმ; იგი ფართოდ გამოიყენება სამხედრო, სამედიცინო და მეტეოროლოგიურ სფეროებში. ლაზერის ტალღის სიგრძე, რომელიც გამოსხივებულია თულიუმ-დოპირებული იტრიუმის ალუმინის გარნეტით (Tm: YAG) მყარი მდგომარეობის პულსური ლაზერით 1930 ნმ-დან 2040 ნმ-მდე მერყეობს. ქსოვილების ზედაპირზე აბლაცია ძალზე ეფექტურია, რადგან მას შეუძლია თავიდან აიცილოს შედედების ღრმად ჩავარდნა ჰაერში და წყალში. ეს ხდის ტულიუმის ლაზერებს დიდი პოტენციალის გამოყენებას ძირითად ლაზერულ ქირურგიაში. თულიუმის ლაზერი ძალზე ეფექტურია ქსოვილის ზედაპირების ასპექტში მისი დაბალი ენერგიისა და შეღწევადობის გამო და შეუძლია შედედება ღრმა ჭრილობების გარეშე. ეს ხდის თულიუმის ლაზერებს ლაზერულ ქირურგიაში გამოყენების დიდ პოტენციალს

თულიუმ დოპირებული ლაზერი

რენტგენის წყარო

მიუხედავად მაღალი ღირებულებისა, ტულიუმის შემცველი პორტატული რენტგენის მოწყობილობები ფართოდ გამოიყენეს ბირთვულ რეაქციებში რადიაციის წყაროდ. ამ გამოსხივების წყაროებს აქვთ სიცოცხლის ხანგრძლივობა დაახლოებით ერთი წელი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სამედიცინო და სტომატოლოგიური დიაგნოსტიკის იარაღები, ასევე დეფექტების გამოვლენის ხელსაწყოები მექანიკური და ელექტრონული კომპონენტებისთვის, რომლებიც ძნელად მისადგომია ცოცხალი ძალისთვის. ეს რადიაციული წყაროები არ საჭიროებს მნიშვნელოვან რადიაციულ დაცვას - საჭიროა მხოლოდ მცირე რაოდენობით ტყვია. თულიუმ 170-ის გამოყენება, როგორც რადიაციული წყარო კიბოს ახლო მანძილზე მკურნალობისთვის სულ უფრო ფართოვდება. ამ იზოტოპს აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 128,6 დღე და მნიშვნელოვანი ინტენსივობის ხუთი ემისიის ხაზი (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 და 84,253 კილოელექტრონ ვოლტი). თულიუმი 170 ასევე არის ოთხი ყველაზე ხშირად გამოყენებული სამრეწველო გამოსხივების წყაროდან.

მაღალი ტემპერატურის სუპერგამტარი მასალები

იტრიუმის მსგავსად, თულიუმი ასევე გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებში. თულიუმს აქვს ფერიტის გამოყენების პოტენციური ღირებულება, როგორც კერამიკული მაგნიტური მასალა, რომელიც გამოიყენება მიკროტალღურ მოწყობილობებში. თავისი უნიკალური სპექტრის გამო, თულიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას რკალის ნათურების განათებაზე, როგორიცაა სკანდიუმი, და მწვანე შუქი, რომელიც გამოსხივებულია რკალით ტულიუმის გამოყენებით, არ იქნება დაფარული სხვა ელემენტების ემისიის ხაზებით. ულტრაიისფერი გამოსხივების ქვეშ ლურჯი ფლუორესცენციის გამოსხივების უნარის გამო, თულიუმი ასევე გამოიყენება, როგორც გაყალბების საწინააღმდეგო ერთ-ერთი სიმბოლო ევრო ბანკნოტებში. ტულიუმთან დამატებული კალციუმის სულფატის მიერ გამოსხივებული ლურჯი ფლუორესცენცია გამოიყენება პერსონალურ დოზიმეტრიაში რადიაციის დოზის გამოსავლენად.

სხვა აპლიკაციები

თავისი უნიკალური სპექტრის გამო, თულიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას რკალის ნათურებში, როგორიცაა სკანდიუმი, და მწვანე შუქი, რომელიც გამოსხივებულია ტულიუმის შემცველი რკალის ნათურებით, არ დაიფარება სხვა ელემენტების ემისიის ხაზებით.

თულიუმი ულტრაიისფერი გამოსხივების ქვეშ ასხივებს ლურჯ ფლუორესცენციას, რაც მას ევროს ბანკნოტებში გაყალბების საწინააღმდეგო სიმბოლოდ აქცევს.

ევრო ულტრაიისფერი გამოსხივების ქვეშ, აშკარად ჩანს ფალსიფიკაციის საწინააღმდეგო ნიშნები