जादुई दुर्मिळ पृथ्वी घटक: थ्युलियम

चा अणुक्रमांकथ्युलियम घटक69 आहे आणि त्याचे अणु वजन 168.93421 आहे. पृथ्वीच्या कवचातील सामग्री 100000 च्या दोन-तृतीयांश आहे, जी दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांमध्ये सर्वात कमी मुबलक घटक आहे. हे प्रामुख्याने सिलिको बेरीलियम य्ट्रिअम धातू, काळा दुर्मिळ पृथ्वी सुवर्ण धातू, फॉस्फरस य्ट्रिअम धातू आणि मोनाझाइटमध्ये अस्तित्वात आहे. मोनाझाईटमधील दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचा वस्तुमान अंश सामान्यतः 50% पर्यंत पोहोचतो, थ्युलियमचे प्रमाण 0.007% असते. नैसर्गिक स्थिर समस्थानिक फक्त थ्युलियम 169 आहे. उच्च-तीव्रतेच्या वीज निर्मितीच्या प्रकाश स्रोत, लेसर, उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

इतिहास शोधत आहे

द्वारे शोधले: पीटी क्लीव्ह

1878 मध्ये सापडला

1842 मध्ये मॉसँडरने एर्बियम पृथ्वी आणि टर्बियम पृथ्वीला यट्रिअम पृथ्वीपासून वेगळे केल्यानंतर, अनेक रसायनशास्त्रज्ञांनी वर्णक्रमीय विश्लेषणाचा वापर केला आणि ते ओळखण्यासाठी आणि निर्धारित केले की ते घटकांचे शुद्ध ऑक्साइड नाहीत, ज्यामुळे रसायनशास्त्रज्ञांना ते वेगळे करणे सुरू ठेवण्यास प्रोत्साहित केले. वेगळे केल्यानंतरयटरबियम ऑक्साईडआणिस्कँडियम ऑक्साईडऑक्सिडाइज्ड आमिषापासून, क्लिफने 1879 मध्ये दोन नवीन मूलभूत ऑक्साईड वेगळे केले. त्यातील एकाला थ्युलिअम असे नाव देण्यात आले, ज्याचे नाव स्कॅन्डिनेव्हियन द्वीपकल्प (थुलिया) मधील क्लिफच्या जन्मभूमीच्या स्मरणार्थ Tu आणि आता Tm असे मूलद्रव्य आहे. थ्युलिअम आणि इतर दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या शोधासह, दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या शोधाच्या तिसऱ्या टप्प्यातील अर्धा भाग पूर्ण झाला आहे.

इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन

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

धातू

थुलिअमएक चांदीचा पांढरा धातू आहे ज्यामध्ये लवचिकता आहे आणि त्याच्या मऊ पोतमुळे ते चाकूने कापले जाऊ शकते; वितळ बिंदू 1545 ° से, उत्कलन बिंदू 1947 ° से, घनता 9.3208.

थ्युलियम हवेत तुलनेने स्थिर आहे;थ्युलियम ऑक्साईडएक हलका हिरवा क्रिस्टल आहे. मीठ (डायव्हॅलेंट सॉल्ट) ऑक्साईड सर्व हलक्या हिरव्या रंगाचे असतात.

अर्ज

थ्युलियम अत्यंत दुर्मिळ आणि महाग असले तरी, विशेष क्षेत्रात त्याचे काही उपयोग आहेत.

उच्च तीव्रता डिस्चार्ज प्रकाश स्रोत

थुलिअमच्या स्पेक्ट्रमचा वापर करण्याच्या उद्देशाने, थुलिअम बहुतेकदा उच्च-तीव्रतेच्या डिस्चार्ज प्रकाश स्रोतांमध्ये उच्च-शुद्धतेच्या हॅलाइड्स (सामान्यतः थ्युलियम ब्रोमाइड) स्वरूपात आणले जाते. 

लेसर

तीन डोप केलेले य्ट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Ho: Cr: Tm: YAG) सॉलिड-स्टेट पल्स लेसर थुलिअम आयन, क्रोमियम आयन आणि य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेटमध्ये होल्मियम आयन वापरून तयार केले जाऊ शकते, जे 2097 nm तरंगलांबी उत्सर्जित करू शकते; हे सैन्य, वैद्यकीय आणि हवामानशास्त्रीय क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. थ्युलियम डोपड य्ट्रिअम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Tm: YAG) सॉलिड-स्टेट पल्स लेसरद्वारे उत्सर्जित केलेल्या लेसरची तरंगलांबी 1930 nm ते 2040 nm पर्यंत असते. ऊतींच्या पृष्ठभागावरील पृथक्करण खूप प्रभावी आहे, कारण ते हवा आणि पाणी दोन्हीमध्ये खूप खोल होण्यापासून रोखू शकते. यामुळे थ्युलिअम लेसरना मूलभूत लेसर शस्त्रक्रियेमध्ये वापरण्याची मोठी क्षमता आहे. थुलिअम लेसर कमी उर्जा आणि भेदक शक्तीमुळे ऊतींचे पृष्ठभाग कमी करण्यासाठी खूप प्रभावी आहे आणि खोल जखमा न करता ते गोठू शकते. यामुळे थ्युलिअम लेसरला लेसर शस्त्रक्रियेमध्ये वापरण्याची मोठी क्षमता आहे

थ्युलियम डोपेड लेसर

एक्स-रे स्त्रोत

उच्च किंमत असूनही, थ्युलियम असलेली पोर्टेबल क्ष-किरण उपकरणे विकिरण स्त्रोत म्हणून विभक्त प्रतिक्रियांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाऊ लागली आहेत. या रेडिएशन स्त्रोतांचे आयुष्य सुमारे एक वर्ष आहे आणि ते वैद्यकीय आणि दंत निदान साधने, तसेच मनुष्यबळापर्यंत पोहोचणे कठीण असलेल्या यांत्रिक आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांसाठी दोष शोधण्याचे साधन म्हणून वापरले जाऊ शकते. या किरणोत्सर्ग स्त्रोतांना महत्त्वपूर्ण रेडिएशन संरक्षणाची आवश्यकता नसते - फक्त थोड्या प्रमाणात शिसे आवश्यक असते. थुलिअम 170 चा वापर किरणोत्सर्गाचा स्त्रोत म्हणून जवळच्या कॅन्सरच्या उपचारांसाठी वाढत्या प्रमाणात होत आहे. या समस्थानिकेचे अर्धायुष्य १२८.६ दिवस आहे आणि पाच उत्सर्जन रेषा लक्षणीय तीव्रतेच्या आहेत (७.४, ५१.३५४, ५२.३८९, ५९.४ आणि ८४.२५३ किलो इलेक्ट्रॉन व्होल्ट). थुलिअम 170 हे चार सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या औद्योगिक रेडिएशन स्त्रोतांपैकी एक आहे.

उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग साहित्य

य्ट्रियम प्रमाणेच, थ्युलियमचा वापर उच्च-तापमानाच्या सुपरकंडक्टरमध्ये देखील केला जातो. मायक्रोवेव्ह उपकरणांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सिरेमिक चुंबकीय सामग्री म्हणून फेराइटमध्ये थ्युलियमचे संभाव्य वापर मूल्य आहे. त्याच्या अनन्य स्पेक्ट्रममुळे, थ्युलियम स्कँडियम सारख्या आर्क लॅम्प लाइटिंगवर लागू केले जाऊ शकते आणि थ्यूलियम वापरून आर्क लॅम्पद्वारे उत्सर्जित होणारा हिरवा प्रकाश इतर घटकांच्या उत्सर्जन रेषांनी व्यापला जाणार नाही. अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाखाली निळा फ्लोरोसेन्स उत्सर्जित करण्याच्या क्षमतेमुळे, थ्युलियमचा वापर युरो नोट्समध्ये बनावट विरोधी प्रतीकांपैकी एक म्हणून देखील केला जातो. थ्युलियमसोबत जोडलेल्या कॅल्शियम सल्फेटद्वारे उत्सर्जित होणारा निळा फ्लूरोसेन्स रेडिएशन डोस शोधण्यासाठी वैयक्तिक डोसमेट्रीमध्ये वापरला जातो.

इतर अनुप्रयोग

त्याच्या अनन्य स्पेक्ट्रममुळे, थ्युलियम स्कँडियम सारख्या आर्क लॅम्प लाइटिंगमध्ये लागू केला जाऊ शकतो आणि थ्यूलियम असलेल्या आर्क दिव्यांद्वारे उत्सर्जित होणारा हिरवा प्रकाश इतर घटकांच्या उत्सर्जन रेषांनी व्यापला जाणार नाही.

थ्युलियम अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाखाली निळ्या प्रतिदीप्तिचे उत्सर्जन करते, ज्यामुळे ते युरो बँकनोट्समधील बनावट विरोधी प्रतीकांपैकी एक बनते.

यूव्ही विकिरण अंतर्गत युरो, स्पष्ट विरोधी बनावट खुणा दृश्यमान आहेत