前の記事では、科学者Mosanderーが酸化エルビウムを発見したことに触れました。その後、イッテルビウム (Yb) に加えて、トリウム (Ho) とトリウム (Tm) も分離されました。今回は希土類元素「ホルミウム」についてお話します
紹介
ホルミウム（Ho）には35の同位体があり、その中で165Hoが自然界で最も安定しています。残りは人工的に合成された放射性同位元素であり、最も安定しているのは 163Ho です。モナザイトはベリリウム・シリコン・イットリウム鉱石によく見られるほか、主な産出源はモナザイトですが、その含有量はわずか 0.05% で、産出量も非常に少ないです。
トリウムの特徴的なスペクトルは、1878 年にスイスの科学者 J. L. Soretと M. Delafontaineによって初めて観測されましたが、当時は確認できませんでした。翌年、スイスの化学者 P. T. Cleveはエルビウム酸化物鉱物からエルビウムを単離し、発見者の故郷であるStockholmのラテン語名にちなんで、この希土類元素酸化物を「Holmia」と名付けました。
ホルミウムはイオン交換技術を使用してモナザイトから抽出できますが、他の希土類元素から分離するのは依然として困難です。純粋なチタン金属を生成するには、その無水塩化物またはフッ化物を金属ホルミウムで還元する必要があります。
ホルミウム Ho
原子番号：67
原子量：164.930 u
電子配置：チオフェンの最外殻電子配置は4f11 6s2。
物理的/化学的性質: 明るい銀白色の金属光沢を持つ、柔らかく延性のある金属です。常温常圧下では固体です。水とゆっくり反応し、希酸に溶けます。
乾燥した空気中では安定性が高く、耐腐食性も強いですが、高温多湿の環境では淡黄色の酸化物が形成されやすく、色褪せしやすくなります。
光に応じて酸化物の色が変化します。たとえば、自然光の下では黄褐色になり、光の三原色の下では燃えるような赤色になります。
ホルミウムの主な応用分野：
- ホルミウムは最も高い磁気モーメントを持っているため、最も強力な人工磁場を発生させたり、高強度の希土類磁石を製造したり、新しい磁性合金の添加剤として使用したりすることができます。磁歪合金 (Terfenol-D) に少量のホルミウムを添加すると、合金の飽和磁化に必要な外部磁場を低減できます。
- ホルミウム自体は人体には特に役立ちませんが、ホルミウム塩を形成すると代謝を促進します。しかし、人体は通常、1年間に約1mgの脛骨塩を摂取します。大量の脛骨塩を吸入、経口摂取、または注射すると、深刻な害を及ぼす可能性があります。
- 原子炉を制御するために使用でき、核分裂によって生成された中性子を吸収する核反応制御棒として使用できます。
- 放射性異性体 166m1Ho は半減期が長いため、ガンマ線分光計の校正に使用できます。
- 光ファイバー分野では、光ファイバーレーザー、光ファイバー増幅器、光ファイバーセンサーなどの光通信機器の製造に応用できます。
- キュービックジルコニアおよびガラス用の黄色または赤色の着色剤。モノクロメーターや分光光度計の校正標準として、またメタルハライドランプの製造に使用されます。
- イットリウム鉄ガーネットレーザー材料のドーパントとして使用できます。テトラヒドロフランは、マイクロ波デバイスのイットリウム鉄ガーネット (YIG) およびイットリウムフッ化リチウム (YLF) 固体レーザーに使用されます。 Ho ドープイットリウム鉄ガーネット (Ho:YIG) は、光アイソレータや YIG 球などのマイクロ波デバイスにも使用されます。
- さまざまな医療機器や歯科機器に広く使用されています。イットリウムアルミニウムガーネットの添加剤として使用して、イットリウムアルミニウムガーネットを形成できます。イットリウムレーザー（Ho：YAGレーザー）は、光線力学手術を通じて緑内障、膀胱、尿管などの腫瘍を治療できます。耳鼻咽喉科、歯科などの低侵襲レーザー手術、経皮的レーザー椎間板減圧術（PLLD）、経皮的レーザー椎間板減圧術（PLDD）などの医療用レーザー。切開、切除、焼灼、蒸散、軟部組織の凝固および止血に適しており、経皮的腎瘻造設術、砕石術などの開腹手術、腹腔鏡検査、内視鏡手術に適しています。
この希土類元素に関する情報を検索したところ、ホルミウムレーザーに多くの用途があることを発見しました。
その原理は、組織内のヘモグロビンと水分子が、レーザーによって電気エネルギーからパルスに変換された高エネルギーを吸収し、瞬時に沸点に達して組織を蒸発させ、結石を粉末に砕き、それを排出するというものである。体自体または組織を切断します。
レーザーの高温により、火傷した組織の表面に凝固した組織の薄い層が残り、出血を止める効果が得られます。
主に一般的な腎結石破砕術（RIRS）や、前立腺肥大、尿路結石などに対する泌尿器科手術システム内視鏡結石破砕術に使用されます。また、尿道狭窄や尿管狭窄などの併発する軟部組織病変、ポリープなども治療できます。切り取られた軟組織は、さらなる分析や診断のための試験標本としても使用できます。
「関大碩」の「ヤクロム手術レーザーシステム」は、柔らかい尿管/腎臓内視鏡光ファイバーシステムと新しいタイプの「レーザー結石破砕術」手術を組み合わせたもので、術中の出血が少なく、手術時間が短い低侵襲治療です。リスクが低く、回復が早く、合併症が少なく、再発率が低く、術後の痛みも軽減されます。これは、従来の手術ではリスクが高かった多くの患者に利益をもたらし、男性の前立腺を救うための小さな助けとなります。
