소개
1879년, 스웨덴의 화학자 P. T. Cleve는 어븀 광석에서 연녹색의 툴륨 산화물을 분리해냈습니다. 그는 스칸디나비아의 신화적 ‘극북의 땅’인 툴레(Thule)의 이름을 따 그 산화물을 Thulia라 명명하였고, 이 새 원소에 툴륨(Thulium)이라는 이름을 붙였습니다.
툴륨은 자연계에서 단독 원소 상태로 존재하지 않으며, 일반적으로 이트륨 및 가돌리늄과 함께 공생합니다. 또한, 모나자이트, 제노타임, 블랙 레어메탈 광물 등에 포함되어 있으며, 지각 중 존재 비율은 약 0.000007%로 매우 희귀한 원소입니다.
툴륨 Tm
원자번호: 69
원자량: 168.934 u
원자 구조: 툴륨의 최외각 전자 배치는 4f13 6s2입니다.
물리·화학적 성질: 툴륨은 밝은 은백색의 금속 광택을 가지며, 부드럽고 잘 늘어나는 금속입니다. 건조한 공기 중에서는 우수한 내식성을 보입니다.
툴륨의 주요 응용 분야:
- 의학 응용: 툴륨의 주요 응용 중 하나는 의학 영상입니다. 툴륨은 툴륨 레이저 제조에 사용되며, 의료 영상 및 조사 장비에서 활용됩니다. 특히 자기공명영상(MRI)에서 고화질 영상을 얻기 위한 툴륨 동위원소가 활용됩니다. 예: Ho:Cr:Tm:YAG(홀륨-크롬-툴륨 삼중 도핑 YAG), Tm:YAG(툴륨 도핑 YAG) 등 레이저 재료로 쓰입니다.
- 무선 통신: 툴륨의 동위원소 중 일부(예: 170Tm)는 휴대용 X선 장비에서 사용되며, 이와 같은 마이크로파 소자는 무선 통신 및 레이더 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 용도는 툴륨의 특수한 핵 성질을 기반으로 합니다.
- 실험 물리학: 툴륨은 실험 물리학 분야의 검출기 재료로 사용되며, 특히 원자핵 및 입자물리학 연구에서 방사선 및 입자의 성질 측정에 쓰입니다.
- 재료 과학: 툴륨은 재료 과학 연구에도 응용되며, 예를 들어 신소재 개발이나 특수 자기 재료 연구에 활용됩니다.
- 핵 에너지 응용: 툴륨 동위원소는 일부 핵 반응 실험에서 사용되며, 핵 에너지와 핵 반응 특성을 이해하는 데 기여합니다. 예를 들어, 169Tm은 열중성자원으로 사용되며, 이는 핵물리 실험에서 유용한 자원입니다.
