Le numéro atomique deélément thuliumest de 69 et sa masse atomique est de 168,93421. Sa teneur dans la croûte terrestre est de deux tiers de 100 000, ce qui en fait l'élément le moins abondant parmi les terres rares. On le trouve principalement dans le minerai de silico-béryllium-yttrium, le minerai d'or noir de terres rares, le minerai de phosphore-yttrium et la monazite. La fraction massique des terres rares dans la monazite atteint généralement 50 %, le thulium représentant 0,007 %. L'isotope stable naturel est uniquement le thulium 169. Largement utilisé dans les sources lumineuses de production d'énergie à haute intensité, les lasers, les supraconducteurs à haute température et d'autres domaines.
À la découverte de l'histoire
Découvert par : PT Cleve
Découvert en 1878
Après que Mossander eut séparé l'erbium et le terbium de l'yttrium en 1842, de nombreux chimistes ont eu recours à l'analyse spectrale pour identifier et déterminer qu'il ne s'agissait pas d'oxydes purs d'un élément, ce qui les a encouragés à poursuivre leur séparation.oxyde d'ytterbiumetoxyde de scandiumÀ partir d'un appât oxydé, Cliff sépara deux nouveaux oxydes élémentaires en 1879. L'un d'eux fut nommé thulium en hommage à la patrie de Cliff, la péninsule scandinave (Thulia), avec le symbole de l'élément Tu, désormais Tm. Avec la découverte du thulium et d'autres éléments des terres rares, l'autre moitié de la troisième étape de la découverte des éléments des terres rares a été achevée.
Configuration électronique
Configuration électronique
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f13
Thuliumest un métal blanc argenté avec ductilité et peut être coupé avec un couteau en raison de sa texture douce ; Point de fusion 1545 ° C, point d'ébullition 1947 ° C, densité 9,3208.
Le thulium est relativement stable dans l’air ;Oxyde de thuliumest un cristal vert clair. Les oxydes de sel (sels divalents) sont tous de couleur vert clair.
Application
Bien que le thulium soit assez rare et cher, il a encore quelques applications dans des domaines particuliers.
Source lumineuse à décharge à haute intensité
Le thulium est souvent introduit dans les sources lumineuses à décharge à haute intensité sous forme d'halogénures de haute pureté (généralement du bromure de thulium), dans le but d'utiliser le spectre du thulium.
Laser
Le laser à impulsions à l'état solide à grenat d'yttrium-aluminium dopé au 3 (Ho:Cr:Tm:YAG) peut être produit en utilisant des ions thulium, chrome et holmium dans un grenat d'yttrium-aluminium, qui peut émettre une longueur d'onde de 2097 nm. Il est largement utilisé dans les domaines militaire, médical et météorologique. La longueur d'onde du laser émis par le laser à impulsions à l'état solide à grenat d'yttrium-aluminium dopé au thulium (Tm:YAG) varie de 1930 nm à 2040 nm. L'ablation à la surface des tissus est très efficace, car elle permet d'éviter une coagulation trop profonde, que ce soit dans l'air ou dans l'eau. Les lasers au thulium offrent donc un potentiel important pour la chirurgie laser de base. Grâce à sa faible énergie et à son pouvoir pénétrant, le laser au thulium est très efficace pour l'ablation des surfaces tissulaires, et il peut coaguler sans provoquer de plaies profondes.
Laser dopé au thulium
source de rayons X
Malgré leur coût élevé, les appareils à rayons X portables contenant du thulium sont de plus en plus utilisés comme sources de rayonnement dans les réactions nucléaires. Ces sources de rayonnement ont une durée de vie d'environ un an et peuvent être utilisées comme outils de diagnostic médical et dentaire, ainsi que pour la détection de défauts sur les composants mécaniques et électroniques difficiles d'accès. Ces sources de rayonnement ne nécessitent pas de radioprotection importante ; seule une faible quantité de plomb est nécessaire. L'utilisation du thulium 170 comme source de rayonnement pour le traitement du cancer à courte distance est de plus en plus répandue. Cet isotope a une demi-vie de 128,6 jours et cinq raies d'émission d'intensité considérable (7,4, 51,354, 52,389, 59,4 et 84,253 kiloélectronvolts). Le thulium 170 est également l'une des quatre sources de rayonnement industrielles les plus couramment utilisées.
Matériaux supraconducteurs à haute température
Tout comme l'yttrium, le thulium est également utilisé dans les supraconducteurs à haute température. Il présente un potentiel d'utilisation dans la ferrite, comme matériau magnétique céramique pour les équipements micro-ondes. Grâce à son spectre unique, le thulium peut être utilisé dans l'éclairage par lampe à arc, comme le scandium. La lumière verte émise par ces lampes ne sera pas masquée par les raies d'émission d'autres éléments. Grâce à sa capacité à émettre une fluorescence bleue sous rayonnement ultraviolet, le thulium est également utilisé comme symbole anti-contrefaçon sur les billets en euros. La fluorescence bleue émise par le sulfate de calcium additionné de thulium est utilisée en dosimétrie individuelle pour la détection des doses de rayonnement.
Autres applications
En raison de son spectre unique, le thulium peut être appliqué dans l'éclairage des lampes à arc comme le scandium, et la lumière verte émise par les lampes à arc contenant du thulium ne sera pas couverte par les lignes d'émission d'autres éléments.
Le thulium émet une fluorescence bleue sous l'effet d'un rayonnement ultraviolet, ce qui en fait l'un des symboles anti-contrefaçon des billets en euros.
Euro sous irradiation UV, avec marquages anti-contrefaçon clairs et visibles
Date de publication : 25 août 2023