Կախարդական հազվագյուտ երկրային տարր՝ թուլիում

-ի ատոմային թիվըտուլիումի տարր69 է, իսկ ատոմային զանգվածը՝ 168,93421։ Երկրակեղևի պարունակությունը կազմում է 100000-ի երկու երրորդը, որը հազվագյուտ երկրային տարրերի մեջ ամենաքիչ առատ տարրն է: Այն հիմնականում առկա է սիլիկոբերիլիումի իտրիումի հանքաքարում, սև հազվագյուտ հողային ոսկու հանքաքարում, ֆոսֆորի իտրիումի հանքաքարում և մոնազիտում։ Մոնազիտում հազվագյուտ հողային տարրերի զանգվածային բաժինը սովորաբար հասնում է 50%-ի, իսկ թուլիումը՝ 0,007%: Բնական կայուն իզոտոպը միայն թուլիում 169-ն է: Լայնորեն օգտագործվում է բարձր ինտենսիվության էներգիայի արտադրության լույսի աղբյուրներում, լազերներում, բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչներում և այլ ոլորտներում:

Պատմության բացահայտում

Հայտնաբերել է՝ PT Cleve

Հայտնաբերվել է 1878 թվականին

Այն բանից հետո, երբ 1842 թվականին Մոսանդերն առանձնացրեց էրբիում երկիրը և տերբիում երկիրը իտրիումային երկրից, շատ քիմիկոսներ օգտագործեցին սպեկտրային անալիզ՝ պարզելու և որոշելու, որ դրանք տարրի մաքուր օքսիդներ չեն, ինչը քիմիկոսներին խրախուսեց շարունակել դրանք առանձնացնել: Բաժանվելուց հետոիտերբիումի օքսիդևսկանդիումի օքսիդօքսիդացված խայծից Քլիֆը 1879 թվականին առանձնացրեց երկու նոր տարերային օքսիդներ: Դրանցից մեկը կոչվեց թուլիում` ի հիշատակ Քլիֆի հայրենիքի Սկանդինավյան թերակղզում (Թուլիա), տարրի խորհրդանիշով Tu և այժմ Tm: Թուլիումի և այլ հազվագյուտ երկրային տարրերի հայտնաբերմամբ ավարտվել է հազվագյուտ հողային տարրերի հայտնաբերման երրորդ փուլի մյուս կեսը։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13

Մետաղ

Թուլիումարծաթագույն սպիտակ մետաղ է՝ ճկունությամբ և կարող է բացվել դանակով իր փափուկ հյուսվածքի պատճառով. Հալման կետը 1545 ° C, եռման կետը 1947 ° C, խտությունը 9,3208:

Թուլիումը համեմատաբար կայուն է օդում;Թուլիումի օքսիդբաց կանաչ բյուրեղ է: Աղի (երկվալենտ աղի) օքսիդները բոլորը բաց կանաչ գույն ունեն:

Դիմում

Թեև թուլիումը բավականին հազվադեպ է և թանկ, այն դեռևս որոշ կիրառություններ ունի հատուկ ոլորտներում:

Բարձր ինտենսիվության արտանետման լույսի աղբյուր

Թուլիումը հաճախ ներմուծվում է բարձր ինտենսիվ լիցքաթափման լույսի աղբյուրներում՝ բարձր մաքրության հալոգենիդների (սովորաբար թուլիումի բրոմիդի) տեսքով՝ նպատակ ունենալով օգտագործել թուլիումի սպեկտրը։ 

Լազերային

Երեք դոփավորված իտրիումի ալյումինե նռնաքար (Ho: Cr: Tm: YAG) պինդ վիճակի իմպուլսային լազեր կարող է արտադրվել՝ օգտագործելով տուլիումի իոնը, քրոմի իոնը և հոլմիումի իոնը ևտրիումի ալյումինե նռնաքարի մեջ, որը կարող է արձակել 2097 նմ ալիքի երկարություն; Այն լայնորեն կիրառվում է ռազմական, բժշկական և օդերևութաբանական ոլորտներում։ Լազերի ալիքի երկարությունը, որն արտանետվում է տուլիումով լիցքավորված իտրիումային ալյումինե նռնաքարի (Tm: YAG) պինդ վիճակի իմպուլսային լազերի միջակայքում տատանվում է 1930 նմ-ից մինչև 2040 նմ: Հյուսվածքների մակերևույթի աբլյացիան շատ արդյունավետ է, քանի որ այն կարող է կանխել մակարդման չափազանց խորացումը ինչպես օդում, այնպես էլ ջրի մեջ: Սա թույլ է տալիս, որ thulium լազերները մեծ ներուժ ունեն կիրառելու հիմնական լազերային վիրաբուժության մեջ: Թուլիումի լազերը շատ արդյունավետ է հյուսվածքների մակերեսները քայքայելու համար՝ շնորհիվ իր ցածր էներգիայի և ներթափանցող ուժի, և կարող է կոագուլյացիա անել՝ առանց խորը վերքեր առաջացնելու: Սա ստիպում է թուլիումի լազերներին լազերային վիրաբուժության մեջ կիրառելու մեծ ներուժ

Թուլիումի դոպինգ լազեր

Ռենտգեն աղբյուր

Չնայած բարձր գնին, տուլիում պարունակող շարժական ռենտգեն սարքերը սկսել են լայնորեն օգտագործվել որպես միջուկային ռեակցիաների ճառագայթման աղբյուրներ: Այս ճառագայթման աղբյուրները ունեն մոտ մեկ տարի կյանքի տևողությունը և կարող են օգտագործվել որպես բժշկական և ատամնաբուժական ախտորոշման գործիքներ, ինչպես նաև մեխանիկական և էլեկտրոնային բաղադրիչների թերությունների հայտնաբերման գործիքներ, որոնք դժվար է հասնել աշխատուժի կողմից: Այս ճառագայթման աղբյուրները չեն պահանջում զգալի ճառագայթային պաշտպանություն. պահանջվում է միայն փոքր քանակությամբ կապար: Թուլիում 170-ի կիրառումը որպես ճառագայթման աղբյուր մոտ տարածությունից քաղցկեղի բուժման համար գնալով ավելի է տարածվում: Այս իզոտոպն ունի 128,6 օր կիսամյակ և զգալի ինտենսիվության հինգ արտանետման գծեր (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 և 84,253 կիլոէլեկտրոն վոլտ): Թուլիում 170-ը նաև արդյունաբերական ճառագայթման ամենատարածված չորս աղբյուրներից մեկն է:

Բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչ նյութեր

Իտրիումի նման, թուլիումը նույնպես օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչներում։ Թուլիումը ֆերիտի պոտենցիալ օգտագործման արժեք ունի որպես միկրոալիքային սարքավորումների մեջ օգտագործվող կերամիկական մագնիսական նյութ: Իր եզակի սպեկտրի շնորհիվ տուլիումը կարող է կիրառվել աղեղային լամպերի լուսավորության վրա, ինչպես սկանդիան, և տուլիում օգտագործող աղեղային լամպերի կողմից արձակված կանաչ լույսը չի ծածկվի այլ տարրերի արտանետման գծերով: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տակ կապույտ ֆլուորեսցենտ արձակելու ունակության շնորհիվ թուլիումը օգտագործվում է նաև որպես եվրո թղթադրամների կեղծման դեմ պայքարող խորհրդանիշներից մեկը։ Տուլիումով ավելացված կալցիումի սուլֆատից արտանետվող կապույտ ֆլյուորեսցենցիան օգտագործվում է անհատական ​​դոզիմետրիայում՝ ճառագայթման դոզան հայտնաբերելու համար:

Այլ հավելվածներ

Իր եզակի սպեկտրի շնորհիվ թուլիումը կարող է կիրառվել աղեղային լամպերի լուսավորության մեջ, ինչպես սկանդիան, իսկ թուլիում պարունակող աղեղային լամպերի կողմից արձակված կանաչ լույսը չի ծածկվի այլ տարրերի արտանետման գծերով:

Թուլիումը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տակ արձակում է կապույտ ֆլուորեսցենտ, ինչը այն դարձնում է եվրոյի թղթադրամների կեղծման դեմ պայքարող խորհրդանիշներից մեկը:

Եվրոն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման տակ, ակնհայտ հակակեղծման նշաններով