जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: थुलियम

की परमाणु संख्याथ्यूलियम तत्व69 है और इसका परमाणु भार 168.93421 है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी मात्रा 100000 का दो-तिहाई है, जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में सबसे कम प्रचुर तत्व है। यह मुख्य रूप से सिलिको बेरिलियम यिट्रियम अयस्क, ब्लैक रेयर अर्थ गोल्ड अयस्क, फॉस्फोरस यिट्रियम अयस्क और मोनाजाइट में मौजूद है। मोनाजाइट में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का द्रव्यमान अंश आम तौर पर 50% तक पहुँच जाता है, जिसमें थ्यूलियम 0.007% होता है। प्राकृतिक स्थिर समस्थानिक केवल थ्यूलियम 169 है। उच्च-तीव्रता बिजली उत्पादन प्रकाश स्रोतों, लेजर, उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इतिहास की खोज

खोजकर्ता: पी.टी. क्लीव

1878 में खोजा गया

1842 में मोसेंडर द्वारा एर्बियम मृदा और टेरबियम मृदा को यिट्रियम मृदा से अलग करने के बाद, कई रसायनज्ञों ने वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग करके यह पहचानने और निर्धारित करने के लिए कि वे किसी तत्व के शुद्ध ऑक्साइड नहीं थे, रसायनज्ञों को उन्हें अलग करना जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया।यटरबियम ऑक्साइडऔरस्कैंडियम ऑक्साइडऑक्सीकृत चारा से, क्लिफ ने 1879 में दो नए मौलिक ऑक्साइड अलग किए। उनमें से एक का नाम स्कैंडिनेवियाई प्रायद्वीप (थुलिया) में क्लिफ की मातृभूमि की याद में थुलियम रखा गया, जिसमें तत्व का प्रतीक तू और अब टीएम है। थुलियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की खोज के साथ, दुर्लभ पृथ्वी तत्व खोज के तीसरे चरण का दूसरा भाग पूरा हो गया है।

इलेक्ट्रॉन विन्यास

इलेक्ट्रॉन विन्यास
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13

धातु

थ्यूलियमयह एक चांदी जैसी सफेद धातु है जिसमें लचीलापन होता है और इसकी मुलायम बनावट के कारण इसे चाकू से काटा जा सकता है; गलनांक 1545 ° C, क्वथनांक 1947 ° C, घनत्व 9.3208।

थ्यूलियम हवा में अपेक्षाकृत स्थिर है;थ्यूलियम ऑक्साइडयह एक हल्का हरा क्रिस्टल है। नमक (द्विसंयोजी नमक) ऑक्साइड सभी हल्के हरे रंग के होते हैं।

आवेदन

यद्यपि थ्यूलियम काफी दुर्लभ और महंगा है, फिर भी विशेष क्षेत्रों में इसका कुछ अनुप्रयोग है।

उच्च तीव्रता निर्वहन प्रकाश स्रोत

थ्यूलियम को अक्सर उच्च-तीव्रता वाले डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतों में उच्च-शुद्धता वाले हैलाइडों (आमतौर पर थ्यूलियम ब्रोमाइड) के रूप में डाला जाता है, जिसका उद्देश्य थ्यूलियम के स्पेक्ट्रम का उपयोग करना होता है। 

लेज़र

थ्री डोप्ड यट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट (Ho: Cr: Tm: YAG) सॉलिड-स्टेट पल्स लेजर को यट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट में थ्यूलियम आयन, क्रोमियम आयन और होलमियम आयन का उपयोग करके बनाया जा सकता है, जो 2097 एनएम की तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन कर सकता है; इसका व्यापक रूप से सैन्य, चिकित्सा और मौसम संबंधी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। थ्यूलियम डोप्ड यट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट (Tm: YAG) सॉलिड-स्टेट पल्स लेजर द्वारा उत्सर्जित लेजर की तरंग दैर्ध्य 1930 एनएम से 2040 एनएम तक होती है। ऊतकों की सतह पर एब्लेशन बहुत प्रभावी है, क्योंकि यह हवा और पानी दोनों में बहुत गहरा थक्का बनने से रोक सकता है। इससे थ्यूलियम लेजर में बुनियादी लेजर सर्जरी में आवेदन की काफी संभावनाएं हैं इससे थ्यूलियम लेजर में लेजर सर्जरी में उपयोग की काफी संभावनाएं हैं

थुलियम डोप्ड लेजर

एक्स-रे स्रोत

उच्च लागत के बावजूद, थुलियम युक्त पोर्टेबल एक्स-रे उपकरणों का परमाणु प्रतिक्रियाओं में विकिरण स्रोतों के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है। इन विकिरण स्रोतों का जीवनकाल लगभग एक वर्ष का होता है और इनका उपयोग चिकित्सा और दंत चिकित्सा निदान उपकरण के रूप में किया जा सकता है, साथ ही यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए दोष का पता लगाने वाले उपकरण के रूप में भी किया जा सकता है, जिन तक मानव शक्ति द्वारा पहुंचना मुश्किल होता है। इन विकिरण स्रोतों को महत्वपूर्ण विकिरण सुरक्षा की आवश्यकता नहीं होती है - केवल थोड़ी मात्रा में सीसा की आवश्यकता होती है। नज़दीकी सीमा के कैंसर उपचार के लिए विकिरण स्रोत के रूप में थुलियम 170 का उपयोग तेजी से व्यापक होता जा रहा है। इस आइसोटोप का आधा जीवन 128.6 दिन है और काफी तीव्रता वाली पाँच उत्सर्जन रेखाएँ हैं (7.4, 51.354, 52.389, 59.4 और 84.253 किलोइलेक्ट्रॉन वोल्ट)। थुलियम 170 भी चार सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले औद्योगिक विकिरण स्रोतों में से एक है।

उच्च तापमान अतिचालक पदार्थ

यिट्रियम की तरह ही, थुलियम का उपयोग उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर में भी किया जाता है। माइक्रोवेव उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले सिरेमिक चुंबकीय पदार्थ के रूप में फेराइट में थुलियम का संभावित उपयोग मूल्य है। अपने अनूठे स्पेक्ट्रम के कारण, थुलियम को स्कैंडियम जैसी आर्क लैंप लाइटिंग में लगाया जा सकता है, और थुलियम का उपयोग करके आर्क लैंप द्वारा उत्सर्जित हरी रोशनी अन्य तत्वों की उत्सर्जन रेखाओं द्वारा कवर नहीं की जाएगी। पराबैंगनी विकिरण के तहत नीले प्रतिदीप्ति का उत्सर्जन करने की अपनी क्षमता के कारण, थुलियम का उपयोग यूरो बैंकनोटों में जालसाजी विरोधी प्रतीकों में से एक के रूप में भी किया जाता है। थुलियम के साथ मिलाए गए कैल्शियम सल्फेट द्वारा उत्सर्जित नीले प्रतिदीप्ति का उपयोग विकिरण खुराक का पता लगाने के लिए व्यक्तिगत डोसिमेट्री में किया जाता है।

अन्य अनुप्रयोग

अपने अद्वितीय स्पेक्ट्रम के कारण, थ्यूलियम को स्कैंडियम जैसे आर्क लैंप प्रकाश में लागू किया जा सकता है, और थ्यूलियम युक्त आर्क लैंप द्वारा उत्सर्जित हरे प्रकाश को अन्य तत्वों की उत्सर्जन रेखाओं द्वारा कवर नहीं किया जाएगा।

थ्यूलियम पराबैंगनी विकिरण के तहत नीले रंग का प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करता है, जिससे यह यूरो बैंकनोटों में जालसाजी-रोधी प्रतीकों में से एक बन जाता है।

यूवी विकिरण के तहत यूरो, स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले जालसाजी विरोधी चिह्नों के साथ