Atomnumret förtuliumelementär 69 och dess atomvikt är 168,93421. Halten i jordskorpan är två tredjedelar av 100000, vilket är det minst förekommande grundämnet bland sällsynta jordartsmetaller. Det förekommer huvudsakligen i kiselberyllium-ytttriummalm, svart sällsynt jordartsmetall-guldmalm, fosfor-ytttriummalm och monazit. Massfraktionen av sällsynta jordartsmetaller i monazit når vanligtvis 50 %, varav tulium står för 0,007 %. Den naturliga stabila isotopen är endast tulium-169. Används i stor utsträckning i högintensiva kraftgenererande ljuskällor, lasrar, högtemperatursupraledare och andra områden.
Upptäck historia
Upptäckt av: PT Cleve
Upptäcktes 1878
Efter att Mossander separerat erbiumjord och terbiumjord från yttriumjord år 1842, använde många kemister spektralanalys för att identifiera och fastställa att de inte var rena oxider av ett element, vilket uppmuntrade kemister att fortsätta separera dem. Efter separeringenytterbiumoxidochskandiumoxidFrån oxiderat bete separerade Cliff två nya elementära oxider år 1879. En av dem fick namnet tulium för att minnas Cliffs hemland på den skandinaviska halvön (Thulia), med elementsymbolen Tu och nu Tm. Med upptäckten av tulium och andra sällsynta jordartsmetaller har den andra halvan av det tredje steget i upptäckten av sällsynta jordartsmetaller avslutats.
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Tuliumär en silvervit metall med duktilitet och kan skäras upp med kniv på grund av sin mjuka konsistens; Smältpunkt 1545 °C, kokpunkt 1947 °C, densitet 9,3208.
Tulium är relativt stabilt i luft;Tuliumoxidär en ljusgrön kristall. Saltoxider (tvåvärda salt) är alla ljusgröna till färgen.
Ansökan
Även om tulium är ganska sällsynt och dyrt, har det fortfarande vissa tillämpningar inom specialområden.
Högintensiv urladdningsljuskälla
Tulium introduceras ofta i högintensiva urladdningsljuskällor i form av högrena halogenider (vanligtvis tuliumbromid), i syfte att utnyttja tuliums spektrum.
Laser
Tredopad yttriumaluminiumgranat (Ho:Cr:Tm:YAG) fastfaspulslaser kan framställas med hjälp av tuliumjoner, kromjoner och holmiumjoner i yttriumaluminiumgranat, vilka kan avge en våglängd på 2097 nm. Den används ofta inom militära, medicinska och meteorologiska områden. Våglängden för lasern som avges av den tuliumdopade yttriumaluminiumgranat (Tm:YAG) fastfaspulslasern varierar från 1930 nm till 2040 nm. Ablation på vävnadsytan är mycket effektivt, eftersom det kan förhindra att koagulering blir för djup i både luft och vatten. Detta gör att tuliumlasrar har stor potential för tillämpning inom grundläggande laserkirurgi. Tuliumlaser är mycket effektiv för att ablera vävnadsytor på grund av sin låga energi och penetrerande kraft, och kan koagulera utan att orsaka djupa sår. Detta gör att tuliumlasrar har stor potential för tillämpning inom laserkirurgi.
Tuliumdopad laser
Röntgenkälla
Trots den höga kostnaden har bärbara röntgenapparater som innehåller tulium börjat användas i stor utsträckning som strålkällor i kärnreaktioner. Dessa strålkällor har en livslängd på cirka ett år och kan användas som medicinska och dentala diagnostiska verktyg, såväl som verktyg för detektering av defekter för mekaniska och elektroniska komponenter som är svåra att nå med arbetskraft. Dessa strålkällor kräver inte betydande strålskydd – endast en liten mängd bly krävs. Användningen av tulium-170 som strålkälla för cancerbehandling på nära håll blir alltmer utbredd. Denna isotop har en halveringstid på 128,6 dagar och fem emissionslinjer med avsevärd intensitet (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 och 84,253 kiloelektronvolt). Tulium-170 är också en av de fyra vanligaste industriella strålkällorna.
Högtemperatur supraledande material
I likhet med yttrium används även tulium i högtemperatursupraledare. Tulium har potentiellt användningsvärde i ferrit som ett keramiskt magnetiskt material som används i mikrovågsutrustning. Tack vare sitt unika spektrum kan tulium appliceras i båglampsbelysning som scandium, och det gröna ljuset som avges av båglampor med tulium kommer inte att täckas av emissionslinjerna från andra element. På grund av dess förmåga att avge blå fluorescens under ultraviolett strålning används tulium också som en av symbolerna mot förfalskning i eurosedlar. Den blå fluorescensen som avges av kalciumsulfat tillsatt med tulium används i persondosimetri för att detektera strålningsdoser.
Andra tillämpningar
Tack vare sitt unika spektrum kan tulium användas i båglampsbelysning som scandium, och det gröna ljuset som avges av båglampor som innehåller tulium kommer inte att täckas av emissionslinjerna från andra element.
Tulium avger blå fluorescens under ultraviolett strålning, vilket gör det till en av symbolerna mot förfalskning i eurosedlar.
Euro under UV-bestrålning, med tydliga synliga markeringar mot förfalskning
Publiceringstid: 25 augusti 2023