Die Ordnungszahl vonThulium-Elementbeträgt 69 und sein Atomgewicht 168,93421. Der Gehalt in der Erdkruste beträgt zwei Drittel von 100.000. Es ist das am wenigsten verbreitete Element unter den Seltenen Erden. Es kommt hauptsächlich in Silizium-Beryllium-Yttrium-Erz, schwarzem Seltenerd-Gold-Erz, Phosphor-Yttrium-Erz und Monazit vor. Der Massenanteil der Seltenen Erden in Monazit beträgt in der Regel 50 %, wobei Thulium 0,007 % ausmacht. Das natürliche stabile Isotop ist ausschließlich Thulium 169. Es wird häufig in Hochleistungslichtquellen, Lasern, Hochtemperatur-Supraleitern und anderen Bereichen eingesetzt.
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Entdeckt von: PT Cleve
Entdeckt 1878
Nachdem Mossander 1842 Erbiumerde und Terbiumerde von Yttriumerde getrennt hatte, nutzten viele Chemiker die Spektralanalyse, um festzustellen, dass es sich nicht um reine Oxide eines Elements handelte, was die Chemiker dazu ermutigte, diese Trennungen fortzusetzen. Nach der TrennungYtterbiumoxidUndScandiumoxidAus oxidiertem Köder trennte Cliff 1879 zwei neue Elementoxide. Eines davon wurde Thulium genannt, um Cliffs Heimat auf der skandinavischen Halbinsel (Thulia) zu erinnern, mit dem Elementsymbol Tu und jetzt Tm. Mit der Entdeckung von Thulium und anderen Seltenerdelementen wurde die andere Hälfte der dritten Phase der Entdeckung von Seltenerdelementen abgeschlossen.
Elektronenkonfiguration
Elektronenkonfiguration
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Thuliumist ein silberweißes Metall mit Duktilität und lässt sich aufgrund seiner weichen Beschaffenheit mit einem Messer aufschneiden; Schmelzpunkt 1545 °C, Siedepunkt 1947 °C, Dichte 9,3208.
Thulium ist in der Luft relativ stabil;Thuliumoxidist ein hellgrüner Kristall. Salzoxide (zweiwertige Salze) haben alle eine hellgrüne Farbe.
Anwendung
Obwohl Thulium recht selten und teuer ist, findet es dennoch Anwendung in Spezialbereichen.
Hochintensive Entladungslichtquelle
Thulium wird häufig in Form hochreiner Halogenide (normalerweise Thuliumbromid) in Hochdruckentladungslichtquellen eingeführt, mit dem Ziel, das Spektrum von Thulium zu nutzen.
Laser
Dreifach dotierter Yttrium-Aluminium-Granat (Ho:Cr:Tm:YAG)-Festkörperpulslaser können durch die Verwendung von Thuliumionen, Chromionen und Holmiumionen in Yttrium-Aluminium-Granat hergestellt werden und emittieren eine Wellenlänge von 2097 nm. Er wird häufig im militärischen, medizinischen und meteorologischen Bereich eingesetzt. Die Wellenlänge des vom Thulium-dotierten Yttrium-Aluminium-Granat (Tm:YAG)-Festkörperpulslaser emittierten Lasers liegt zwischen 1930 nm und 2040 nm. Die Ablation an der Gewebeoberfläche ist sehr effektiv, da sie eine zu tiefe Gerinnung in Luft und Wasser verhindern kann. Dadurch haben Thuliumlaser großes Anwendungspotenzial in der Laserchirurgie. Thuliumlaser sind aufgrund ihrer geringen Energie und Durchdringungskraft sehr effektiv bei der Ablation von Gewebeoberflächen und können koagulieren, ohne tiefe Wunden zu verursachen. Dadurch haben Thuliumlaser großes Anwendungspotenzial in der Laserchirurgie.
Thulium-dotierter Laser
Röntgenquelle
Trotz ihrer hohen Kosten werden tragbare Röntgengeräte mit Thulium zunehmend als Strahlungsquellen bei Kernreaktionen eingesetzt. Diese Strahlungsquellen haben eine Lebensdauer von etwa einem Jahr und können als medizinische und zahnmedizinische Diagnoseinstrumente sowie zur Fehlererkennung bei mechanischen und elektronischen Bauteilen eingesetzt werden, die für Menschen schwer erreichbar sind. Diese Strahlungsquellen erfordern keinen nennenswerten Strahlenschutz; lediglich eine geringe Menge Blei wird benötigt. Thulium 170 wird zunehmend als Strahlungsquelle in der Krebsbehandlung im Nahbereich eingesetzt. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 128,6 Tagen und fünf Emissionslinien mit beträchtlicher Intensität (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 und 84,253 Kiloelektronenvolt). Thulium 170 ist zudem eine der vier am häufigsten verwendeten industriellen Strahlungsquellen.
Hochtemperatur-Supraleitermaterialien
Ähnlich wie Yttrium wird auch Thulium in Hochtemperatur-Supraleitern eingesetzt. Thulium hat potenziellen Nutzen in Ferriten als keramisches Magnetmaterial für Mikrowellengeräte. Aufgrund seines einzigartigen Spektrums kann Thulium wie Scandium in Bogenlampen eingesetzt werden, wobei das von Thulium-Bogenlampen emittierte grüne Licht nicht von den Emissionslinien anderer Elemente überdeckt wird. Aufgrund seiner Fähigkeit, unter ultravioletter Strahlung blau zu fluoreszieren, wird Thulium auch als eines der Fälschungsschutzsymbole in Euro-Banknoten verwendet. Die blaue Fluoreszenz von mit Thulium versetztem Calciumsulfat wird in der Personendosimetrie zur Strahlendosisbestimmung genutzt.
Andere Anwendungen
Aufgrund seines einzigartigen Spektrums kann Thulium wie Scandium in Bogenlampen eingesetzt werden, und das von Thulium enthaltenden Bogenlampen emittierte grüne Licht wird nicht durch die Emissionslinien anderer Elemente verdeckt.
Thulium fluoresziert unter ultravioletter Strahlung blau und ist damit eines der Fälschungsschutzsymbole auf Euro-Banknoten.
Euro unter UV-Bestrahlung, mit deutlich sichtbaren Markierungen zum Schutz vor Fälschungen
Veröffentlichungszeit: 25. August 2023