Het atoomnummer vanthulium-elementis 69 en het atoomgewicht is 168,93421. Het gehalte in de aardkorst is tweederde van 100.000, wat het minst voorkomende element is onder de zeldzame aarden. Het komt voornamelijk voor in silico beryllium-yttriumerts, zwart zeldzaam aardgouderts, fosfor-yttriumerts en monaziet. De massafractie van zeldzame aarden in monaziet bereikt over het algemeen 50%, waarbij thulium 0,007% uitmaakt. De natuurlijke stabiele isotoop is alleen thulium 169. Veelgebruikt in lichtbronnen voor hoogintensieve energieopwekking, lasers, hogetemperatuursupergeleiders en andere toepassingen.
Geschiedenis ontdekken
Ontdekt door: PT Cleve
Ontdekt in 1878
Nadat Mossander in 1842 erbium- en terbiumaarde van yttrium-aarde had gescheiden, gebruikten veel chemici spectrale analyse om te identificeren en vast te stellen dat het geen zuivere oxiden van een element waren, wat chemici aanmoedigde om ze te blijven scheiden. Na de scheidingytterbiumoxideEnscandiumoxideUit geoxideerd aas scheidde Cliff in 1879 twee nieuwe elementoxiden. Eén daarvan werd thulium genoemd, ter nagedachtenis aan Cliffs geboorteland op het Scandinavische schiereiland (Thulia), met als elementsymbool Tu en nu Tm. Met de ontdekking van thulium en andere zeldzame aardmetalen is de andere helft van de derde fase van de ontdekking van zeldzame aardmetalen voltooid.
Elektronenconfiguratie
Elektronenconfiguratie
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Thuliumis een zilverwit metaal met ductiliteit en kan door de zachte textuur met een mes worden opengesneden; smeltpunt 1545 °C, kookpunt 1947 °C, dichtheid 9,3208.
Thulium is relatief stabiel in de lucht;Thuliumoxideis een lichtgroen kristal. Zoutoxiden (tweewaardige zouten) zijn allemaal lichtgroen van kleur.
Sollicitatie
Hoewel thulium vrij zeldzaam en duur is, kent het toch enkele toepassingen in specifieke vakgebieden.
Hoogintensieve ontladingslichtbron
Thulium wordt vaak in de vorm van zeer zuivere haliden (meestal thuliumbromide) in hoogintensieve ontladingslichtbronnen geïntroduceerd, met als doel het spectrum van thulium te benutten.
Laser
Een drievoudig gedoteerde yttrium-aluminium-granaat (Ho:Cr:Tm:YAG) vastestofpulslaser kan worden geproduceerd door gebruik te maken van thuliumionen, chroomionen en holmiumionen in yttrium-aluminium-granaat, die een golflengte van 2097 nm kunnen uitzenden; deze laser wordt veel gebruikt in militaire, medische en meteorologische toepassingen. De golflengte van de laser die wordt uitgezonden door de thuliumgedoteerde yttrium-aluminium-granaat (Tm:YAG) vastestofpulslaser varieert van 1930 nm tot 2040 nm. Ablatie op het weefseloppervlak is zeer effectief, omdat het voorkomt dat stolling te diep in zowel lucht als water terechtkomt. Dit maakt thuliumlasers zeer geschikt voor toepassing in basislaserchirurgie. De thuliumlaser is zeer effectief bij het ablateren van weefseloppervlakken vanwege zijn lage energie en penetratievermogen, en kan coaguleren zonder diepe wonden te veroorzaken. Dit maakt thuliumlasers zeer geschikt voor toepassing in laserchirurgie.
Thulium-gedoteerde laser
Röntgenbron
Ondanks de hoge kosten worden draagbare röntgenapparaten met thulium steeds vaker gebruikt als stralingsbron bij kernreacties. Deze stralingsbronnen hebben een levensduur van ongeveer een jaar en kunnen worden gebruikt als medische en tandheelkundige diagnostische hulpmiddelen, evenals voor het detecteren van defecten in mechanische en elektronische componenten die moeilijk bereikbaar zijn voor mankracht. Deze stralingsbronnen vereisen geen significante stralingsbescherming – slechts een kleine hoeveelheid lood is vereist. De toepassing van thulium 170 als stralingsbron voor de behandeling van kanker op korte afstand wordt steeds wijdverbreider. Deze isotoop heeft een halfwaardetijd van 128,6 dagen en vijf emissielijnen met aanzienlijke intensiteit (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 en 84,253 kilo-elektronvolt). Thulium 170 is tevens een van de vier meest gebruikte industriële stralingsbronnen.
Hoge temperatuur supergeleidende materialen
Net als yttrium wordt thulium ook gebruikt in hogetemperatuursupergeleiders. Thulium heeft potentiële toepassingswaarde in ferriet als keramisch magnetisch materiaal voor microgolfapparatuur. Dankzij zijn unieke spectrum kan thulium, net als scandium, worden toegepast in booglampen, en het groene licht dat wordt uitgezonden door booglampen met thulium wordt niet bedekt door de emissielijnen van andere elementen. Omdat thulium blauw kan fluorescenteren onder ultraviolette straling, wordt het ook gebruikt als een van de anti-valsmuntsymbolen op eurobankbiljetten. De blauwe fluorescentie die wordt uitgezonden door calciumsulfaat waaraan thulium is toegevoegd, wordt gebruikt in persoonsdosimetrie voor het detecteren van stralingsdosis.
Andere toepassingen
Dankzij zijn unieke spectrum kan thulium net als scandium worden toegepast bij booglampverlichting. Bovendien wordt het groene licht dat wordt uitgezonden door booglampen met thulium niet bedekt door de emissielijnen van andere elementen.
Thulium straalt blauw fluorescerend licht uit onder ultraviolette straling, waardoor het een van de anti-valsmuntsymbolen op eurobankbiljetten is.
Euro onder UV-bestraling, met duidelijke anti-valsmuntmarkeringen zichtbaar
Plaatsingstijd: 25-08-2023