जादुई दुर्लभ पृथ्वी तत्व: थ्यूलियम

का परमाणु क्रमांकथ्यूलियम तत्व69 है तथा इसका परमाणु भार 168.93421 है।पृथ्वी की पपड़ी में सामग्री 1000000 का दो-तिहाई है, जो दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में सबसे कम प्रचुर तत्व है।यह मुख्य रूप से सिलिको बेरिलियम येट्रियम अयस्क, ब्लैक रेयर अर्थ गोल्ड अयस्क, फॉस्फोरस येट्रियम अयस्क और मोनाजाइट में मौजूद होता है।मोनाज़ाइट में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का द्रव्यमान अंश आम तौर पर 50% तक पहुँच जाता है, जिसमें थ्यूलियम 0.007% होता है।प्राकृतिक स्थिर आइसोटोप केवल थ्यूलियम 169 है। उच्च तीव्रता बिजली उत्पादन प्रकाश स्रोतों, लेजर, उच्च तापमान सुपरकंडक्टर्स और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इतिहास की खोज

खोजकर्ता: पीटी क्लेव

1878 में खोजा गया

1842 में मोसैंडर द्वारा येट्रियम अर्थ से एरबियम अर्थ और टेरबियम अर्थ को अलग करने के बाद, कई रसायनज्ञों ने यह पहचानने और निर्धारित करने के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण का उपयोग किया कि वे किसी तत्व के शुद्ध ऑक्साइड नहीं थे, जिसने रसायनज्ञों को उन्हें अलग करना जारी रखने के लिए प्रोत्साहित किया।अलग होने के बादयटरबियम ऑक्साइडऔरस्कैंडियम ऑक्साइडऑक्सीकृत चारे से, क्लिफ ने 1879 में दो नए मौलिक ऑक्साइड अलग किए। उनमें से एक का नाम स्कैंडिनेवियाई प्रायद्वीप (थुलिया) में क्लिफ की मातृभूमि की स्मृति में थ्यूलियम रखा गया, जिसका तत्व प्रतीक Tu और अब Tm है।थ्यूलियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की खोज के साथ, दुर्लभ पृथ्वी तत्व की खोज के तीसरे चरण का दूसरा भाग पूरा हो गया है।

ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास

ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13

धातु

थ्यूलियमयह लचीलापन वाली चांदी जैसी सफेद धातु है और इसकी नरम 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 ऑक्साइडएक हल्के हरे रंग का क्रिस्टल है.नमक (डाइवैलेंट नमक) ऑक्साइड सभी हल्के हरे रंग के होते हैं।

आवेदन

हालाँकि थ्यूलियम काफी दुर्लभ और महंगा है, फिर भी विशेष क्षेत्रों में इसके कुछ अनुप्रयोग हैं।

उच्च तीव्रता डिस्चार्ज प्रकाश स्रोत

थ्यूलियम के स्पेक्ट्रम का उपयोग करने के उद्देश्य से, थ्यूलियम को अक्सर उच्च-शुद्धता वाले हेलाइड्स (आमतौर पर थ्यूलियम ब्रोमाइड) के रूप में उच्च-तीव्रता वाले डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतों में पेश किया जाता है। 

लेज़र

तीन डोप्ड येट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट (Ho: Cr: Tm: YAG) सॉलिड-स्टेट पल्स लेजर का उत्पादन येट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट में थ्यूलियम आयन, क्रोमियम आयन और होल्मियम आयन का उपयोग करके किया जा सकता है, जो 2097 एनएम की तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित कर सकता है;इसका व्यापक रूप से सैन्य, चिकित्सा और मौसम संबंधी क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।थ्यूलियम डोप्ड येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (टीएम: 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 थक्के को बहुत गहराई तक बनने से रोक सकता है।इससे बुनियादी लेजर सर्जरी में थ्यूलियम लेजर के अनुप्रयोग की काफी संभावनाएं हैं।थ्यूलियम लेजर अपनी कम ऊर्जा और भेदन शक्ति के कारण ऊतक सतहों को अलग करने में बहुत प्रभावी है, और गहरे घाव पैदा किए बिना जमावट कर सकता है।इससे लेजर सर्जरी में थ्यूलियम लेजर के अनुप्रयोग की काफी संभावनाएं हैं

थ्यूलियम डोप्ड लेजर

एक्स-रे स्रोत

उच्च लागत के बावजूद, थ्यूलियम 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 है और इन्हें चिकित्सा और दंत निदान उपकरणों के साथ-साथ यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए दोष का पता लगाने वाले उपकरणों के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिन तक जनशक्ति द्वारा पहुंचना मुश्किल है।इन विकिरण स्रोतों को महत्वपूर्ण विकिरण सुरक्षा की आवश्यकता नहीं है - केवल थोड़ी मात्रा में सीसे की आवश्यकता होती है।निकटवर्ती कैंसर उपचार के लिए विकिरण स्रोत के रूप में थ्यूलियम 170 का अनुप्रयोग तेजी से व्यापक होता जा रहा है।इस आइसोटोप का आधा जीवन 128.6 दिन और उल्लेखनीय तीव्रता की पांच उत्सर्जन लाइनें (7.4, 51.354, 52.389, 59.4, और 84.253 किलोइलेक्ट्रॉन वोल्ट) है।थ्यूलियम 170 भी चार सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक विकिरण स्रोतों में से एक है।

उच्च तापमान अतिचालक सामग्री

येट्रियम के समान, थ्यूलियम का उपयोग उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स में भी किया जाता है।माइक्रोवेव उपकरण में प्रयुक्त सिरेमिक चुंबकीय सामग्री के रूप में थ्यूलियम का फेराइट में संभावित उपयोग मूल्य है।अपने अद्वितीय स्पेक्ट्रम के कारण, थ्यूलियम को स्कैंडियम की तरह आर्क लैंप प्रकाश व्यवस्था में लागू किया जा सकता है, और थ्यूलियम का उपयोग करके आर्क लैंप द्वारा उत्सर्जित हरी रोशनी अन्य तत्वों की उत्सर्जन लाइनों द्वारा कवर नहीं की जाएगी।पराबैंगनी विकिरण के तहत नीली प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करने की अपनी क्षमता के कारण, थ्यूलियम का उपयोग यूरो बैंक नोटों में जालसाजी विरोधी प्रतीकों में से एक के रूप में भी किया जाता है।थ्यूलियम के साथ कैल्शियम सल्फेट द्वारा उत्सर्जित नीली प्रतिदीप्ति का उपयोग विकिरण खुराक का पता लगाने के लिए व्यक्तिगत डोसिमेट्री में किया जाता है।

अन्य अनुप्रयोगों

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

थ्यूलियम पराबैंगनी विकिरण के तहत नीली प्रतिदीप्ति उत्सर्जित करता है, जिससे यह यूरो बैंकनोटों में जालसाजी विरोधी प्रतीकों में से एक बन जाता है।

यूरो यूवी विकिरण के तहत, स्पष्ट जालसाजी विरोधी निशान दिखाई देने के साथ