Thulium

Thulium ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Tm und der Ordnungszahl 69. Das Gruppe 3- und Periode-6-Element gehört zu den Lanthanoiden und wird den Metallen der Seltenen Erden zugeordnet.

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Geschichte

Thulium (benannt nach Thule, der mythischen Insel am Rande der Welt) wurde 1879 von dem schwedischen Chemiker Per Teodor Cleve zusammen mit Holmium in Erbia (Erbiumoxid) entdeckt (siehe Geschichte des Holmiums).

Vorkommen

Natürlich kommt Thulium nur in Verbindungen vor. Thuliumhaltige Minerale geringer Konzentration sind :

• Monazit (Ce,La,Th,Nd,Y)PO₄ (Tm-Gehalt < 0,01%)
• Gadolinit (Tm-Gehalt etwa 0,25%)

Gewinnung und Darstellung

Nach einer aufwändigen Abtrennung der anderen Thuliumbegleiter wird das Oxid mit Lanthan zum metallischen Thulium reduziert. Anschließend wird das Thulium absublimiert.

Eigenschaften

Das silbergraue Metall der seltenen Erden ist sehr weich, gut dehnbar und schmiedbar.

In trockener Luft ist Thulium recht beständig, in feuchter Luft läuft es grau an. Bei höheren Temperaturen verbrennt es zum Sesquioxid.

Mit Wasser reagiert es unter Wasserstoffentwicklung zum Hydroxid. In Mineralsäuren löst es sich unter Bildung von Wasserstoff auf.

In seinen Verbindungen liegt es in der Oxidationsstufe +3 vor, die Tm³⁺-Kationen bilden in Wasser pastell-bläulich-grüne Lösungen.

Verwendung

Thulium ist sehr selten, neben einer minimalen Verwendung in Fernsehgeräten (zur Aktivierung der Leuchtstoffe auf der Bildschirmfläche) gibt es nur wenige kommerzielle Anwendungen:

• Aus Nuklearreaktoren ausgelagertes ¹⁷⁰Tm dient als Röntgenstrahlungsquelle (Gammastrahler in der Materialprüfung)
• Thuliumdotiertes Yttriumtantalat oder Lanthanoxybromid (LaOBr) dient als Szintillator in Röntgenverstärkerfolien oder Leuchtschirmen in der Röntgentechnik
• Thuliumdotiertes Calciumsulfat dient als Detektor in Personendosimetern zur Messung niedriger Strahlendosen
• Thuliumkristalle können als aktives Medium in diodengepumpten Festkörperlasern (Wellenlänge 2 µm) mit einem Gesamtwirkungsgrad von bis zu 10 % bei maximal 60 W Lichtleistung verwendet werden.

Sicherheitshinweise

Thulium und Thuliumverbindungen sind als gering toxisch zu bewerten. Thuliumstäube sind feuer- und explosionsgefährlich.

Literatur

• Guide to the Elements - Revised Edition, Albert Stwertka, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1 (englisch)