Thulium

Certains isotopes du thulium, notamment le thulium-170, émettent des rayonnements pouvant servir de source de rayons X dans des appareils portables. Ces sources compactes sont utiles pour les diagnostics médicaux sur le terrain, les inspections industrielles et le contrôle des soudures lorsque l'installation d'un équipement conventionnel n'est pas pratique. Le thulium ne produit pas d'électricité pour générer des rayons X : il agit comme une source radioactive encapsulée, soumise à des contrôles de sécurité stricts.

Le thulium n'a aucune fonction biologique connue et est considéré comme faiblement toxique dans les formes usuelles et aux niveaux d'exposition étudiés. Cependant, le métal sous forme de poudre fine peut s'enflammer au contact de l'air, et les poudres ou les composés peuvent irriter les voies respiratoires, la peau et les yeux. Les isotopes radioactifs nécessitent en outre une radioprotection, un blindage et une dosimétrie. Dans les produits finis, comme les lasers ou les équipements médicaux, l'exposition de l'utilisateur est minime.

L'isotope thulium-170 a été utilisé en radiographie industrielle pour inspecter les soudures, les tuyaux, les réservoirs et les composants métalliques. En émettant des rayonnements pénétrants, il permet de détecter des fissures, des pores ou des défauts internes sans détruire la pièce. Cette technique de contrôle non destructif est précieuse dans l'industrie pétrochimique, où l'intégrité des canalisations et des récipients sous pression est essentielle à la sécurité et à la maintenance préventive.

Les deux sont des lanthanides utilisés dans les lasers chirurgicaux, mais ils émettent à des longueurs d'onde différentes. Le laser à holmium Ho:YAG fonctionne autour de 2 100 nanomètres et est largement utilisé en urologie pour fragmenter les calculs et traiter la prostate. Le thulium émet dans une bande proche de 1 900 à 2 000 nanomètres, où l'absorption par l'eau est encore plus importante, ce qui permet une interaction très localisée avec les tissus. Le choix dépend de l'intervention et du type de tissu traité.

Les lasers dopés au thulium émettent une lumière infrarouge dans une bande fortement absorbée par l'eau contenue dans les tissus. Cela permet de couper, de vaporiser ou de coaguler les tissus avec précision et avec une pénétration thermique relativement limitée. Ils sont utilisés en chirurgie mini-invasive, notamment en urologie, ainsi que dans la recherche spectroscopique et certaines applications industrielles de précision. Leur avantage réside dans l'association d'une émission stable et d'un contrôle fin du faisceau laser.

Le thulium est l'un des lanthanides les moins abondants dans la croûte terrestre. Il est présent en très faibles concentrations dans des minéraux de terres rares comme la monazite, la bastnäsite et le xénotime. Sa production nécessite de le séparer d'éléments chimiquement très similaires par extraction par solvant et échange d'ions. Cette faible abondance naturelle, associée à des procédés de purification complexes, explique son coût élevé et la concentration de ses applications dans des technologies spécialisées.

Le thulium-167 est un isotope radioactif dont la période est d'environ 9,2 jours. Il a été étudié dans le cadre de recherches médicales, notamment pour l'étude des tumeurs et des os. Son émission peut être exploitée dans des techniques d'imagerie et des traceurs expérimentaux permettant de suivre des processus biologiques ou d'évaluer des lésions. Il s'agit d'applications de recherche et de médecine nucléaire strictement réglementées, et non d'un usage domestique ou courant de l'élément.