Le numéro atomique deélément en thiliumest 69 et son poids atomique est 168,93421. La teneur de la croûte terrestre représente les deux tiers de 100 000, ce qui est l'élément le moins abondant parmi les éléments des terres rares. Il existe principalement dans le minerai de silico-béryllium et d'yttrium, le minerai d'or noir de terres rares, le minerai de phosphore et d'yttrium et la monazite. La fraction massique des éléments de terres rares dans la monazite atteint généralement 50 %, le thulium représentant 0,007 %. L'isotope stable naturel n'est que 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.
Découvrir l'histoire
Découvert par : PT Cleve
Découvert en 1878
Après que Mossander ait séparé la terre d'erbium et la terre de terbium de la terre d'yttrium en 1842, de nombreux chimistes ont utilisé l'analyse spectrale pour identifier et déterminer qu'il ne s'agissait pas d'oxydes purs d'un élément, ce qui a encouragé les chimistes à continuer de les séparer. Après s'être séparéoxyde d'ytterbiumetoxyde de scandiumà partir d'appâts oxydés, Cliff a séparé deux nouveaux oxydes élémentaires en 1879. L'un d'eux a été nommé thulium pour commémorer la patrie de Cliff dans la péninsule scandinave (Thulia), avec le symbole d'élément Tu et maintenant Tm. Avec la découverte du thulium et d'autres éléments de terres rares, l'autre moitié de la troisième étape de la découverte des éléments de terres rares est terminée.
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 ouvert 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 (sel divalent) sont tous de couleur vert clair.
Application
Bien que le thulium soit assez rare et coûteux, il a encore quelques applications dans des domaines particuliers.
Source lumineuse à décharge haute intensité
Le thulium est souvent introduit dans les sources lumineuses à décharge de haute intensité sous forme d'halogénures de haute pureté (généralement du bromure de thulium), dans le but d'utiliser le spectre du thulium.
Laser
Un laser à impulsions à l'état solide à trois grenats d'yttrium et d'aluminium dopés (Ho : Cr : Tm : YAG) peut être produit en utilisant des ions thulium, des ions chrome et des ions holmium dans un grenat d'yttrium et d'aluminium, qui peuvent émettre une longueur d'onde de 2 097 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 semi-conducteurs à grenat d'yttrium et d'aluminium dopé au thulium (Tm : YAG) varie de 1 930 nm à 2 040 nm. L'ablation à la surface des tissus est très efficace, car elle peut empêcher la coagulation de devenir trop profonde dans l'air et dans l'eau. Cela confère aux lasers au thulium un grand potentiel d’application en chirurgie laser de base. Le laser au thulium est très efficace pour l'ablation des surfaces tissulaires en raison de sa faible énergie et de son pouvoir pénétrant, et peut coaguler sans provoquer de blessures profondes. Cela confère aux lasers au thulium un grand potentiel d’application en chirurgie au laser.
Laser dopé au thulium
Source de rayons X
Malgré leur coût élevé, les appareils portables à rayons X contenant du thulium ont commencé à être largement 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 comme outils de détection de défauts sur des composants mécaniques et électroniques difficiles d'accès par la main d'œuvre. Ces sources de rayonnement ne nécessitent pas de radioprotection importante : seule une petite quantité de plomb est nécessaire. L'application 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 industriel les plus couramment utilisées.
Matériaux supraconducteurs à haute température
Semblable à l’yttrium, le thulium est également utilisé dans les supraconducteurs à haute température. Le thulium a une valeur d'utilisation potentielle dans la ferrite en tant que matériau magnétique céramique utilisé dans les équipements micro-ondes. En raison de son spectre unique, le thulium peut être appliqué à l'éclairage des lampes à arc comme le scandium, et la lumière verte émise par les lampes à arc utilisant le thulium ne sera pas couverte par les raies d'émission d'autres éléments. En raison de sa capacité à émettre une fluorescence bleue sous rayonnement ultraviolet, le thulium est également utilisé comme l’un des symboles anti-contrefaçon des billets en euros. La fluorescence bleue émise par le sulfate de calcium additionné de thulium est utilisée en dosimétrie personnelle pour la détection de la dose de rayonnement.
Autres applications
En raison de son spectre unique, le thulium peut être appliqué à l'éclairage de 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 raies d'émission d'autres éléments.
Le thulium émet une fluorescence bleue sous le 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 visibles
Heure de publication : 25 août 2023