عنصر الإيتريوم (Yttrium – Y): عنصر نادر ومشع
خصائصه واستخداماته
مقدمة:
يُعتبر عنصر الإيتريوم (Yttrium) من العناصر الكيميائية النادرة، التي تدخل في تكوين العديد من المواد عالية التقنية، ويتميّز بخصائص فيزيائية وكيميائية فريدة. رغم أن اسمه غير شائع بالنسبة للعامة، إلا أن له دورًا أساسيًا في مجموعة متنوعة من الصناعات، من الإلكترونيات إلى الطب. ينتمي الإيتريوم إلى مجموعة “عناصر الأرض النادرة”، ويحمل الرمز Y في الجدول الدوري، وعدده الذري 39. كما أن لبعض نظائره خصائص مشعة، مما يمنحه استخدامات متخصصة في مجالات الطاقة والطب.
1. اكتشاف عنصر الإيتريوم:
تم اكتشاف الإيتريوم في أواخر القرن الثامن عشر، وتحديدًا عام 1794، على يد الكيميائي الفنلندي يوهان غادولين، وذلك عند تحليله لمعدن أسود غامض وُجد في مقلع بالقرب من قرية إيتربو في السويد، والتي سُمّي العنصر نسبةً لها. في البداية، لم يتم التعرف على العنصر النقي، بل على مركب يحتوي على أكسيده، ليتم عزله لاحقًا بشكل أنقى مع تطور طرق التحليل.
2. الخصائص الفيزيائية والكيميائية:
-
الرمز الكيميائي: Y
-
العدد الذري: 39
-
الكتلة الذرية: حوالي 88.91
-
اللون: فضي لامع
-
الحالة: صلب في درجة حرارة الغرفة
-
الصلابة: صلب، لكن يمكن قطعه بسهولة نسبيًا
-
المغناطيسية: غير مغناطيسي
-
التفاعل: يتفاعل ببطء مع الماء والهواء الرطب، مكونًا طبقة من الأكسيد تحميه من المزيد من التآكل
ومن المهم الإشارة إلى أن نظير الإيتريوم-90 (Y-90) هو نظير مشع ويُستخدم بشكل كبير في التطبيقات الطبية.
3. الإيتريوم كعنصر نادر:
رغم تصنيفه ضمن “عناصر الأرض النادرة”، فإن الإيتريوم ليس نادرًا للغاية من حيث الوفرة، بل يُوجد بكميات أكبر من بعض المعادن الشائعة مثل الرصاص. لكن يُطلق عليه “نادر” بسبب صعوبة فصله وتنقيته من المعادن الأخرى التي يوجد معها، مثل الباستناسيت والمونازيت.
4. الاستخدامات الصناعية والتقنية:
-
الشاشات والتلفزيونات: يُستخدم الإيتريوم في صناعة شاشات العرض (مثل شاشات LED وشاشات البلازما) بسبب خواصه الفلورية. يُضاف إلى الفوسفورات لإنتاج اللون الأحمر في شاشات التلفاز القديمة.
-
المواد الفائقة التوصيل: يدخل في تركيب بعض أنواع المواد الفائقة التوصيل عند درجات حرارة منخفضة جدًا، مما يجعله مهمًا في التطبيقات المتقدمة مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).
-
السبائك: يُستخدم في تقوية سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم لجعلها أكثر مقاومة للأكسدة في درجات الحرارة العالية، كما في مكونات الطائرات ومحركات الصواريخ.
-
الليزر: الإيتريوم مكوّن أساسي في بلورات YAG (Yttrium Aluminum Garnet)، وهي بلورات تُستخدم في صناعة الليزر عالي الدقة.
5. الاستخدامات الطبية:
الإيتريوم-90، نظير مشع للإيتريوم، يُستخدم في العلاج الإشعاعي، خاصة لعلاج سرطانات الكبد والأورام. حيث يتم توجيهه إلى الخلايا السرطانية لتدميرها دون التأثير الكبير على الأنسجة السليمة، ويُعتبر من الطرق المتقدمة في الطب النووي.
6. المخاطر والتعامل مع العنصر:
رغم فوائده المتعددة، فإن التعامل مع الإيتريوم، وخاصة نظائره المشعة، يتطلب حرصًا شديدًا، حيث قد يؤدي استنشاق غباره إلى مشاكل صحية. كذلك، يجب حفظه بعيدًا عن المواد القابلة للاشتعال، لأن مساحيقه قد تكون قابلة للاشتعال في الهواء.
خاتمة:
عنصر الإيتريوم هو أحد أعمدة التكنولوجيا الحديثة رغم أنه غير معروف على نطاق واسع. فهو يدخل في صناعة الإلكترونيات، الليزر، السبائك المتقدمة، وحتى في الطب الحديث. وبفضل خصائصه النادرة والمميزة، أصبح عنصرًا أساسيًا في عدد من التطبيقات الحيوية، ويُتوقع أن تزداد أهميته مستقبلًا مع تطور الصناعات القائمة على المواد النادرة والذكية.
