जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: थुलियम

परमाणु संख्याथ्यूलियम तत्व69 है और इसका परमाणु वजन 168.93421 है। पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री 100000 के दो-तिहाई है, जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के बीच सबसे कम प्रचुर मात्रा में तत्व है। यह मुख्य रूप से सिलिको बेरिलियम yttrium अयस्क, काले दुर्लभ पृथ्वी सोने के अयस्क, फॉस्फोरस yttrium अयस्क और मोनज़ाइट में मौजूद है। मोनाज़ाइट में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का द्रव्यमान अंश आमतौर पर 50%तक पहुंच जाता है, जिसमें 0.007%के लिए थ्यूलियम लेखांकन होता है। प्राकृतिक स्थिर आइसोटोप केवल थ्यूलियम 169 है। व्यापक रूप से उच्च तीव्रता वाले बिजली उत्पादन प्रकाश स्रोतों, लेज़रों, उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

इतिहास की खोज

द्वारा खोजा गया: पीटी क्लेव

1878 में खोजा गया

1842 में मोसैंडर ने एरबियम पृथ्वी और टेरबियम पृथ्वी को Yttrium पृथ्वी से अलग करने के बाद, कई रसायनज्ञों ने वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग किया और यह निर्धारित किया कि वे एक तत्व के शुद्ध ऑक्साइड नहीं थे, जिसने रसायनज्ञों को उन्हें अलग करने के लिए जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया। अलग होने के बादयूटेरबियम ऑक्साइडऔरस्कैंडियम ऑक्साइडऑक्सीकृत चारा से, क्लिफ ने 1879 में दो नए मौलिक ऑक्साइड को अलग कर दिया। उनमें से एक को स्कैंडिनेवियाई प्रायद्वीप (थुलिया) में क्लिफ की मातृभूमि को याद करने के लिए थुलियम का नाम दिया गया था, जिसमें तत्व प्रतीक टीयू और अब टीएम के साथ। थुलियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की खोज के साथ, दुर्लभ पृथ्वी तत्व खोज के तीसरे चरण का दूसरा आधा हिस्सा पूरा हो गया है।

इलेक्ट्रॉन विन्यास

इलेक्ट्रॉन विन्यास
1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4S2 3D10 4P6 5S2 4D10 5P6 6S2 4F13

धातु

थ्यूलियमलचीलापन के साथ एक चांदी की सफेद धातु है और इसकी नरम बनावट के कारण चाकू के साथ खुला किया जा सकता है; मेल्टिंग पॉइंट 1545 ° C, क्वथनांक 1947 ° C, घनत्व 9.3208।

थुलियम हवा में अपेक्षाकृत स्थिर है;थ्यूलियम ऑक्साइडएक हल्का हरा क्रिस्टल है। नमक (divalent नमक) ऑक्साइड सभी हल्के हरे रंग में होते हैं।

आवेदन

हालांकि थुलियम काफी दुर्लभ और महंगा है, फिर भी इसमें विशेष क्षेत्रों में कुछ अनुप्रयोग हैं।

उच्च तीव्रता का निर्वहन प्रकाश स्रोत

थ्यूलियम को अक्सर उच्च-तीव्रता वाले हलाइड्स (आमतौर पर थुलियम ब्रोमाइड) के रूप में उच्च-तीव्रता वाले डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतों में पेश किया जाता है, जिसका उद्देश्य थ्यूलियम के स्पेक्ट्रम का उपयोग करना है। 

लेज़र

तीन डोपेड Yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट (HO: CR: TM: YAG) ठोस-राज्य पल्स लेजर को थ्यूलियम आयन, क्रोमियम आयन, और होल्मियम आयन का उपयोग करके yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है, जो 2097 एनएम की एक तरंग दैर्ध्य का उत्सर्जन कर सकता है; इसका व्यापक रूप से सैन्य, चिकित्सा और मौसम संबंधी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। थ्यूलियम डोपेड Yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट (TM: YAG) द्वारा उत्सर्जित लेजर की तरंग दैर्ध्य 1930 एनएम से 2040 एनएम तक ठोस-राज्य पल्स लेजर रेंज। ऊतकों की सतह पर पृथक्करण बहुत प्रभावी है, क्योंकि यह थक्के को हवा और पानी दोनों में बहुत गहरा बनने से रोक सकता है। यह थुलियम लेजर को बुनियादी लेजर सर्जरी में आवेदन के लिए बहुत संभावनाएं बनाता है। थ्यूलियम लेजर अपनी कम ऊर्जा और मर्मज्ञ शक्ति के कारण ऊतक सतहों को खत्म करने में बहुत प्रभावी है, और गहरे घावों का कारण बन सकते हैं। यह थुलियम लेज़रों को लेजर सर्जरी में आवेदन के लिए बहुत संभावनाएं बनाता है

थ्यूलियम डोपेड लेजर

एक्स-रे स्रोत

उच्च लागत के बावजूद, थ्यूलियम युक्त पोर्टेबल एक्स-रे उपकरणों को परमाणु प्रतिक्रियाओं में विकिरण स्रोतों के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाना शुरू हो गया है। इन विकिरण स्रोतों में लगभग एक वर्ष का जीवनकाल होता है और इसका उपयोग चिकित्सा और दंत नैदानिक ​​उपकरणों के रूप में किया जा सकता है, साथ ही यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए दोष का पता लगाने के उपकरण भी हैं जो जनशक्ति तक पहुंचना मुश्किल है। इन विकिरण स्रोतों को महत्वपूर्ण विकिरण सुरक्षा की आवश्यकता नहीं होती है - केवल थोड़ी सी लीड की आवश्यकता होती है। क्लोज रेंज कैंसर उपचार के लिए एक विकिरण स्रोत के रूप में थुलियम 170 का अनुप्रयोग तेजी से व्यापक होता जा रहा है। इस आइसोटोप में 128.6 दिन का आधा जीवन और काफी तीव्रता की पांच उत्सर्जन लाइनें (7.4, 51.354, 52.389, 59.4, और 84.253 किलोइलेक्ट्रॉन वोल्ट) हैं। थुलियम 170 भी चार सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले औद्योगिक विकिरण स्रोतों में से एक है।

उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग सामग्री

Yttrium के समान, Thulium का उपयोग उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स में भी किया जाता है। माइक्रोवेव उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक चुंबकीय सामग्री के रूप में फेराइट में थ्यूलियम में संभावित उपयोग मूल्य है। इसके अनूठे स्पेक्ट्रम के कारण, थुलियम को स्कैंडियम की तरह आर्क लैंप लाइटिंग पर लागू किया जा सकता है, और थ्यूलियम का उपयोग करके आर्क लैंप द्वारा उत्सर्जित हरी रोशनी को अन्य तत्वों की उत्सर्जन लाइनों द्वारा कवर नहीं किया जाएगा। पराबैंगनी विकिरण के तहत नीले रंग की प्रतिदीप्ति का उत्सर्जन करने की क्षमता के कारण, थ्यूलियम का उपयोग यूरो बैंकनोट्स में एंटी-काउंटरफिटिंग प्रतीकों में से एक के रूप में भी किया जाता है। थ्यूलियम के साथ जोड़े गए कैल्शियम सल्फेट द्वारा उत्सर्जित नीले प्रतिदीप्ति का उपयोग विकिरण खुराक का पता लगाने के लिए व्यक्तिगत डोसिमेट्री में किया जाता है।

अन्य अनुप्रयोग

इसके अद्वितीय स्पेक्ट्रम के कारण, थ्यूलियम को स्कैंडियम की तरह आर्क लैंप लाइटिंग में लागू किया जा सकता है, और थ्यूलियम युक्त आर्क लैंप द्वारा उत्सर्जित हरी रोशनी को अन्य तत्वों की उत्सर्जन लाइनों द्वारा कवर नहीं किया जाएगा।

थुलियम पराबैंगनी विकिरण के तहत नीले रंग की प्रतिदीप्ति का उत्सर्जन करता है, जिससे यह यूरो बैंकनोट्स में विरोधी-काउंटरफिटिंग प्रतीकों में से एक है।

यूवी विकिरण के तहत यूरो, स्पष्ट एंटी-काउंटरफिटिंग चिह्नों के साथ दिखाई दे रहा है