툴륨

3. 성질

3. 1. 물리적 성질

3. 2. 화학적 성질

3. 3. 동위원소

4. 존재 및 생산

툴륨은 자연에서 순수한 형태로 발견되지 않지만, 모나자이트, 제노타임, 유크세나이트 등 다른 희토류 원소와 함께 광물에서 발견된다.^{[25][26][76][77]} 특히 이트륨과 가돌리늄을 포함하는 광물이나 가돌리나이트에서 산출된다.^[25][76] 지각에 매우 희귀하게 존재하며, 지구 지각에 존재하는 량은 무게로 0.5mg/kg이다.^[27][78] 토양에는 약 0.4~0.8ppm, 해수에는 250ppq(1000조 분의 1)정도 존재한다.^[28][78] 태양계에서는 무게로 200ppt(조 분의 1), 몰 농도로 1ppt(조 분의 1)의 농도로 존재한다.^[10][60]

4. 1. 대한민국 내 툴륨 매장 현황

5. 용도

툴륨은 여러 용도로 사용된다.

==== 레이저 ====

홀뮴-크로뮴-툴륨 삼중 도핑 이트륨 알루미늄 가넷(Ho:Cr:Tm:YAG 또는 Ho,Cr,Tm:YAG)은 고효율의 활성 레이저 매질 물질이다. 2080 nm 파장의 적외선 영역에서 레이저 발진을 하며, 군사, 의료, 기상 분야에서 널리 사용된다.^[30][67] 단일 원소 툴륨 도핑 YAG(Tm:YAG) 레이저는 2010 nm에서 작동한다.^[30][67] 툴륨 기반 레이저의 파장은 공기 또는 물 속에서 응고 깊이가 최소화되면서 조직의 표면 절삭에 매우 효율적이다. 이로 인해 툴륨 레이저는 레이저 수술에 매력적인 선택이 된다.^[31][68]

==== X선원 ====

높은 비용에도 불구하고 휴대용 X선 장치는 원자로에서 중성자를 충돌시켜 생산된 툴륨 동위원소인 ¹⁷⁰Tm을 사용한다. ¹⁷⁰Tm은 반감기가 128.6일이며, 비슷한 강도의 5가지 주요 방출선(7.4, 51.354, 52.389, 59.4 및 84.253 keV)을 가지고 있다.^[32][71] 이러한 방사성 동위원소는 의료 및 치과 진단 도구뿐만 아니라 접근이 어려운 기계 및 전자 부품의 결함을 감지하는 데 사용되는 도구로 약 1년의 유용한 수명을 갖는다. 이러한 방사선원은 광범위한 방사선 차폐가 필요하지 않으며, 작은 납 용기만 있으면 된다.^[32][69] ¹⁷⁰Tm은 산업 방사선 사진에 사용되는 가장 인기 있는 방사선원 중 하나이며,^[33][72] 근접 방사선 치료(봉입형 방사선 치료)를 통한 암 치료를 위한 X선 원으로도 사용된다.^[34][35][70]

==== 기타 용도 ====

툴륨은 고온 초전도체에서 이트륨과 유사하게 사용되어 왔다.^[32][69] 페라이트에 사용될 가능성이 있는데, 페라이트는 마이크로파 장비에 사용되는 세라믹 자성체이다.^[32] 툴륨은 스칸듐과 유사하게 독특한 녹색 방출선 때문에 아크 조명에 사용된다.^[36][73] 자외선에 노출되면 청색으로 형광을 내기 때문에 유로 지폐에 위조 방지 조치로 사용된다.^[37][74] Tm이 도핑된 황산칼슘의 청색 형광은 방사선의 시각적 모니터링을 위한 개인용 선량계에 사용되어 왔다.^[28][78] Tm이 2+ 산화 상태에 있는 Tm이 도핑된 할라이드는 발광 태양광 농축기 원리를 기반으로 한 발전 창문에 사용될 것으로 제안된 발광 재료이다.^[38][75]

5. 1. 레이저

5. 2. X선원

5. 3. 기타 용도

6. 생물학적 역할 및 주의 사항

수용성 툴륨염은 약한 독성을 띠지만, 불용성 툴륨염은 무독성이다.^[28] 툴륨을 주사하면 간과 비장의 퇴행을 일으킬 수 있으며, 헤모글로빈 농도의 변동을 야기할 수도 있다. 툴륨으로 인한 간 손상은 암컷 쥐보다 수컷 쥐에서 더 흔하다.^[39][40] 사람의 경우 툴륨은 간, 신장, 뼈에 가장 많이 존재한다. 사람은 일반적으로 매년 수 마이크로그램의 툴륨을 섭취한다. 식물의 뿌리는 툴륨을 흡수하지 않으며, 채소의 건물에는 일반적으로 1ppb의 툴륨이 포함되어 있다.^[28] 툴륨 먼지는 폭발과 화재를 일으킬 수 있다.^[46] 툴륨의 분진 및 분말은 흡입하거나 섭취하면 유독하며, 폭발을 일으킬 가능성이 있다.

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