Iterbio
El iterbio és un element químic de la taula periòdica que té el símbol Yb i el número atómico 70. El iterbio és un element metàlic plateado bla, una terra rara de la série dels lantànits que es troba en la gadolinita, la monazita i el xenotimo. El iterbio s'associa a voltes en el itri o atres elements relacionats i s'usa en alguns acers. El iterbio natural és una mescla de sèt isòtops estables.
En 1878, el químic suís Jean Charles Galissard de Marignac va separar de la terra rara "erbia" un atre component independent, al que va cridar "ytterbia", per Ytterby, el poble de Suècia propenc a a on va trobar el nou component del erbi. Sospitava que la ytterbia era un compost d'un nou element al que va cridar "iterbio" (en total, quatre elements varen rebre el nom del poble, els atres són itri, terbi i erbi). En 1907, la nova terra "lutecia" es va separar de la iterbia, de la que es va extraure l'element "luteci" (ara luteci) per Georges Urbain, Carl Auer von Welsbach i Charles James. Despuix d'algunes discussions, es va mantindre el nom de Marignac de "iterbio". No es va obtindre una mostra relativament pura del metal fins a 1953. En l'actualitat, el iterbio s'utilisa principalment com dopante de l'acer inoxidable o mig làser actiu, i en menys freqüència com a font de rajos gamma.
El iterbio natural és una mescla de sèt isòtops estables, que en conjunt estan presents en concentracions de 0,3 parts per milló. Este element s'extrau en China, Estats Units, Brasil i Índia en forma dels minerals monacita, euxenita i xenotimo. La concentració de iterbio és baixa perque només es troba entre molts atres elements de terres rares; ademés, és dels menys abundants. Una volta extret i preparat, el iterbio és alguna cosa perillós com irritante per als ulls i la pell. El metal representa un risc d'incendi i explosió.
Característiques principals
[editar | editar còdic]
El iterbio és un element bla, maleable i prou dúctil que exhibix un llustre plateado lluent. És una terra rara, fàcilment atacable i disoluble en àcits minerals, reacciona llentament en el aigua, i es oxida a l'aire.
El iterbio té tres alótropos, cridats alpha, beta i gamma, en punts de transformació a -13°C i 795 °C. La forma beta es dona a temperatura ambiente i presenta una estructura cristalina centrada en les cares, mentres que la forma gamma, que es dona a alta temperatura, té una estructura cristalina centrada en el cos.
Normalment, la forma beta té una conductivitat elèctrica similar a la dels metalés, pero es comporta com un semiconductor a pressions propenques a les 16.000 atmòsfera. El seu resistència elèctrica es multiplica per dèu a unes 39.000 atmòsfera, pero a 40.000 atmòsfera cau bruscament a prop del 10% del seu resistividad a temperatura ambiente.
Aplicacions
[editar | editar còdic]Un isòtop del iterbio s'ha usat com a font de radiació alternativa per a una màquina de rajos X portàtil quan no es disponia d'electricitat. Hi ha pocs usos més d'este element.
Font de rajos gama
[editar | editar còdic]El isòtop 169Yb (en una vida mija de 32 dies), que es crea junt en l'isòtop 175Yb de vida curta ( vida mija 4,2 dies) per activació de neutrons durant la irradiació de iterbio en reactors nuclears, s'ha utilisat com a font de radiació en màquines de rajos X portàtils. De la mateixa manera que els rajos X, els rajos gamma emesos per la font travessen els teixits blans del cos, pero són bloquejats pels ossos i atres materials densos. Per lo tant, menudes mostres de 169Yb (que emeten rajos gamma) actuen com a diminutes màquines de rajos X útils para radiografia d'objectes menuts. Els experiments mostren que les radiografies preses en una font de 169Yb són aproximadament equivalents a les preses en rajos X en energies entre 250 i 350 keV. El 169Yb també s'usa en medicina nuclear.[1]
Rellonges atòmics molt estables
[editar | editar còdic]Els rellonges de iterbio posseïxen el record d'estabilitat en oscilacions estables a menys de dos parts per quintillón (2x10-18).[2] Els rellonges desenrollats en el National Institute of Standards and Technology (NIST) estan basats en uns 10,000 àtoms de terres rares gelats a 10 microkelvin (10 millonèsimes d'un grau sobre el zero absolut) i atrapats en una ret òptica; una série de buits en forma de panqueque fabricats usant llum làser. Un atre làser que "fa tictac" 518 billons de voltes per segon provoca una transició entre dos nivells d'energia en els àtoms. El gran número d'àtoms és la clau de la gran estabilitat dels rellonges.
Les ones de llum visibles oscilen més ràpit que les microones, per lo que els rellonges òptics poden ser més precisos que els rellonges atòmics de cesi. El Physikalisch-Technische Bundesanstalt està treballant en varis rellonges òptics d'este tipo. El model en un sol ion de iterbio atrapat en una trampa de ions és molt precís. El rellonge òptic basat en ell és exacte fins a 17 dígits despuix del punt decimal.[3] Un parell de rellonges atòmics experimentals basats en àtoms de iterbio en el NIST ha establit un récort d'estabilitat. Els físics de el NIST han informat en el número del 22 d'agost de 2013 de la revista Science Express que les oscilacions dels rellonges de iterbio posseïxen una estabilitat superior a 2 parts per quintillón (1 seguit de 18 zeros), aproximadament 10 voltes millor que els millors resultats publicats en anterioritat per a rellonges atòmics. Els rellonges tenen una precisió d'1 segon en un periodo de temps comparable a l'edat de l'univers.[4]
Dopat d'acer inoxidable
[editar | editar còdic]El seu metal també pot usar-se per a millorar el refinament del gra, la resistència i atres propietats mecàniques del acer inoxidable. Algunes aleacions de iterbio s'usen en odontologia.[5]
Dopat de mijos làser actius
[editar | editar còdic]El ion Yb3+ s'utilisa com material de dopage en mig actiu de làser, específicament en làser d'estat sòlit i làsers de doble revestiment de fibra. Els làsers de iterbio són molt eficients, tenen una llarga vida útil i poden generar polsos curts; el iterbio també es pot incorporar fàcilment al material utilisat per a fabricar el làser.[6] Els làsers de iterbio solen radiar en la banda d'1,06–1,12 µm sent bombejats ópticamente a una llongitut d'ona de 900 nm –1 µm, segons el host i l'aplicació. El menut defecte quàntic convertix al iterbio en un potencial dopante per a làsers eficients i escala de potència.[7]
La cinètica de les excitació en els materials dopats en iterbio és senzilla i pot descriure's dins del concepte de secció eficaç efectiva; per a la majoria dels materials làser dopats en iterbio (com para molts atres mijos de guany bombejats ópticamente), la relació de McCumber es manté,[8][9][10] si ben l'us dels materials composts dopats en iterbio s'estava considerant.[11][12]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Halmshaw, R.. Industrial radiology: theory and practice, Springer, pp. 168–169. ISBN 978-0-412-62780-4.
- ↑ NIST (2013-08-22) Ytterbium Atomic Clocks Set Record for Stability.
- ↑ Peik, Ekkehard (2012-03-01). Nou "péndola" per al rellonge de iterbio. ptb.de.
- ↑ NIST ytterbium atomic clocks set record for stability, Phys.org.
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadahistory - ↑ «Photonic Whispering-Gallery Resonations in New Environments».Califòrnia Institute of Technology.
- ↑ “Font de radiació de banda ampla basada en una fibra dopada en iterbio En bombeig distribuït en llongitut de fibra” . Quàntum Electronics 34 (3). doi:. Bibcode: 2004QuEle..34..247G.
- ↑ Kouznetsov, D.; Bisson, J.- F.;Takaichi, K.; Ueda, K.. “Làser d'estat sòlit monomodo en cavitat inestable curta i ampla”. Journal of the Optical Society of America B (22). doi:. Bibcode: 2005JOSAB..22.1605K.
- ↑ McCumber, D.E.. “Relacions d'Einstein que conecten els espectres d'emissió i absorció de banda ampla”. Physical Review B 136 (4A): 954-957. doi:. Bibcode: 1964PhRv..136..954M.
- ↑ Becker, P.C.. Erbium-Doped Fiber Amplifiers: Fundamentals and Theory, Academic press.
- ↑ Kouznetsov, D.. “Comment on Efficient diode-pumped Yb:Gd2SiO5 laser”. Applied Physics Letters 90 (6). doi:. Bibcode: . 90f6101K 2007ApPhL. . 90f6101K.
- ↑ Zhao, Guangjun. “Response to Comment on Efficient diode-pumped Yb: Gd2SiO5 laser”. Applied Physics Letters 90 (6). doi:. Bibcode: 2007ApPhL..90f6103Z.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Iterbio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.