「鈥」一使出洪荒之力,結石即灰飛煙滅

之前的文章有提及當年被科學家 Mosander所發現的氧化鉺,後來除了分離出鐿 ( Yb )以外,也有被分離出 鈥 (Ho) 和 銩 (Tm)。此次我們就來說說稀土元素「鈥」囉!

介紹

Holmium (Ho) 共有35個同位素,其中自然界中165Ho最為穩定。其餘則為人工合成的放射性同位素,其中最穩定的是163Ho。鈥除了一般存在於矽鈹釔礦以外,主要來源是獨居石礦,其含量僅占0.05%,產量甚微。

起初在1878年,由 J. L. Soret 與 M. Delafontaine 這兩位瑞士科學家觀察到鈥的特徵光譜,不過當時並未能進行確定。於翌年瑞士化學家 P. T. Cleve 從氧化鉺礦物中分離出鈥,並根據其發現者的故鄉 Stockholm之拉丁語名「Holmia」來命名該稀土元素氧化物。

鈥可利用離子交換技術從獨居石中提取,但仍難以將其他的稀土元素分離,必須將其無水氯化物或氟化物以金屬鈣還原,才能製得純態鈥金屬。

鈥 Ho

鈥 Ho

原子序數:67

原子量:164.930 u

原子結構:鈥的最外層電子結構為4f11 6s2

物理/化學性質:本身為明亮的銀白色金屬光澤,且質軟、易延展的金屬,常溫常壓下時是固體狀態。與水能緩慢起作用,溶於稀酸。

於乾燥空氣中具有相當的穩定性及強耐腐蝕性,不過在高溫的溼氣下,易形成淡黃色氧化物並且易褪色。

其氧化物根據光線的不同,顏色會有變化,如自然光照射下,顏色會是黃棕色,而三基色光下則會是火紅色。

鈥主要的應用領域:

  • 由於鈥具有最高磁矩,能用於產生最強的人造磁場,製造高強度稀土磁鐵,亦可作為新型磁性合金的添加劑。在磁致伸縮合金(Terfenol-D)中可添少量鈥,從而降低合金飽和磁化所需的外場。
  • 鈥本身在人體中沒有特別用處,但當其形成鈥鹽時,能夠促進新陳代謝。不過人體通常一年約消耗 1mg 鈥,若吸入、口服食用或注射大量鈥鹽,則會引起嚴重傷害。
  • 能被用在調節核反應爐,可當作核反應控制棒,以吸收核分裂產生的中子。
  • 因放射性同核異構體 166m1Ho的半衰期較長,故能用在校準伽馬射線光譜儀。
  • 能應用在光纖領域,製造光纖雷射器、光纖放大器、光纖傳感器等等光通訊器件。
  • 用於立方氧化鋯和玻璃的黃色或紅色著色劑,且被用作單色器與分光光度計的校準標準及製造金屬鹵素燈。
  • 可用作釔鐵石榴石的雷射材料摻雜劑,鈥被應用於微波設備中的釔鐵石榴石 ( YIG )和氟化釔鋰 ( YLF ) 固態雷射。而摻鈥釔鐵石榴石 ( Ho:YIG ) ,也用在如 YIG球體等光學隔離器和微波器材。
  • 廣泛出現在各種醫療及牙科設備中,可當釔鋁石榴石的添加劑,形成鈥釔鋁石榴石,其鈥雷射(Ho:YAG Laser),能治療青光眼、膀胱、輸尿管等腫瘤光動力手術與耳鼻喉科、口腔科等雷射微創手術的醫用雷射,以及經皮雷射間盤減壓術(PLLD)、經皮雷射椎間盤減壓術(PLDD)等等。適用於切開、切除、燒灼、汽化、軟組織凝血與止血及適用於開放性手術、腹腔鏡及如經皮腎造瘻碎石手術之內視鏡應用。

在查詢有關此稀土元素相關資訊時,發現光鈥雷射的應用就不少。
其原理是讓組織中的血紅素和水分子,吸收鈥雷射從電能轉化為脈衝的高能量,瞬間達到沸點並使組織汽化並將結石擊碎成粉末狀,再由體內自行排出,或將組織切割開。
雷射的高溫會在燒灼的組織表面,留下一層薄薄的凝固組織,進而達到止血的效果。

主要用在一般腎臟碎石手術(RIRS),或是攝護腺肥大、尿路結石等泌尿科手術系統內視鏡碎石術,亦能同時處理合併的軟組織病變疾病,如尿道狹窄、輸尿管狹窄、長息肉等。且被切割下來之軟組織,還可做為化驗標本,做進一步分析及確診。

「貫達碩」鈥雅鉻外科雷射系統,是以軟式輸尿管/腎臟內視鏡光纖系統,結合新型的鈥雷射碎石手術,術間出血量少的微創治療,具有手術時間短、風險低、復原快、併發症少與復發率低,以及減少術後疼痛感的優點。造福不少傳統手術風險較高的病人,成為拯救男性們攝護腺的小助手呢!
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