Тулий

Тулий — это редкоземельный металл из группы лантаноидов, и он обладает рядом важных свойств и применений:

1. Медицина: Тулий используется в медицинской диагностике, в том числе в рентгеновских аппаратах и ядерной медицине.
2. Лазеры: Тулий может быть использован в различных типах лазеров, включая лазеры средней инфракрасной области.
3. Электроника: Тулий применяется в электронных устройствах, включая полупроводники и интегральные схемы.
4. Ядерная энергетика: Тулий может использоваться в ядерных реакторах и других аспектах ядерной энергетики.

Тулий имеет важное значение в различных областях, включая медицину, электронику и энергетику. Был открыт в 1879 году шведским химиком Пер Теодором Клебергом.

По данным академика А.П. Виноградова, тулий – самый редкий (если не считать прометия) из всех редкоземельных элементов. Содержание его в земной коре 8·10–5%. По тугоплавкости тулий второй среди лантаноидов: температура его плавления 1550…1600°C (в справочниках приводятся разные величины; дело, видимо, в неодинаковой чистоте образцов).

Лишь лютецию уступает он и по температуре кипения. Несмотря на минимальную распространенность, тулий нашел практическое применение раньше, чем многие более распространенные лантаноиды. Известно, например, что микропримеси тулия вводят в полупроводниковые материалы (в частности, в арсенид галлия) и в материалы для лазеров. Но, как это ни странно, важнее, чем природный стабильный тулий (изотоп 169Tm), для нас оказался радиоактивный тулий-170.

Тулий-170 образуется в атомных реакторах при облучении нейтронами природного тулия. Этот изотоп с периодом полураспада 129 дней излучает сравнительно мягкие гамма-лучи с энергией 84 кэВ (энергия жесткого гамма-излучения измеряется не килоэлектронвольтами, а МэВами – миллионами электронвольт).

На основе этого изотопа были созданы компактные рентгенопросвечивающие установки, имеющие массу преимуществ перед обычными рентгеновскими аппаратами. В отличие от них тулиевые аппараты не нуждаются в электропитании, они намного компактнее, легче, проще по конструкции. Миниатюрные тулиевые приборы пригодны для рентгенодиагностики в тех тканях и органах, которые трудно, а порой и невозможно просвечивать обычными рентгеновскими аппаратами.

Гамма-лучами тулия просвечивают не только живые ткани, но и металл. Тулиевые гамма-дефектоскопы очень удобны для просвечивания тонкостенных деталей и сварных швов. При работе с образцами толщиной не больше 6 мм эти дефектоскопы наиболее чувствительны.

С помощью тулия-170 были обнаружены совершенно незаметные письмена и символические знаки на бронзовой прокладке ассирийского шлема IX в. до н.э. Шлем обернули фотопленкой и стали просвечивать изнутри мягкими гамма-лучами тулия. На проявленной пленке появились стертые временем знаки…

Кроме дефектоскопов, препараты тулия-170 используют в приборах, называемых мутнометрами. По рассеянию гамма-лучей этими приборами определяют количество взвешенных частиц в жидкости.

Для тулиевых приборов характерны компактность, надежность, быстродействие. Единственный их недостаток – сравнительно малый период полураспада тулия-170. Но тут уж, как говорится, ничего не попишешь.

Тулиевые гамма-источники становятся дешевле по мере увеличения их производства. Еще в 1961 г. в нашей стране выпускались тулиевые источники пяти типов, и стоили они от 5,5 до 250 рублей. А килограмм металлического стабильного тулия в то же время стоил более 25 тыс. рублей.

Новая, более совершенная технология получения лантаноидов позволила в последнее время значительно уменьшить цены на них. В 1970 г. цена тулия составляла уже 13 тыс. рублей за килограмм. Но, и став почти вдвое дешевле, он по-прежнему остается самым редким и самым дорогим из всех лантаноидов.