Nadir Toprak Elementleri
Periyodik tabloda 17 adet kimyasal element olarak yer alıyor, on beş tanesi lantanit grubu ve ek olarak skandiyum ve itriyum.
Bu elementler askeri ekipmanlardan, yüksek teknolojili tüketici elektroniğine kadar birçok alanda kullanılıyor. Örneğin bir cep telefonunda sekiz adet nadir toprak element kullanılıyor. Bir telefonda kullanılan nadir toprak element miktarı az olmasına rağmen kullanıcı sayısı hızla artıyor. Bu da nadir elementlerin son yıllarda önemini ciddi anlamda arttırdı.
Çin bugün nadir toprak elementleri piyasasına hakim konumda. Bu değerli hammaddelerin üretiminin neredeyse yüzde 97’si Pekin yönetiminin tekelinde bulunuyor.
Dünyada söz konusu elementlere yönelik talebin arttığının farkında olan Çin yönetiminin ihracatı kısıtlaması diğer ülkelerde kaygıya neden oluyor.
1980’li yıllara kadar ABD, dünyanın en önemli nadir toprak elementleri üreticisiydi. Ancak daha sonra Amerikalılar ve birçok ülke pahalı olduğu için üretimi büyük oranda durdurdu. Maden ve mineraller Çin’den çok daha ucuz fiyatlara satın alınabiliyor. Ama bugün talebin artmasıyla Çin, teknoloji sektöründe ciddi bir pozisyon yakaladı.
Nadir Toprak Elementlerinin Özellikleri
- Nadir toprak elementleri genellikle reaktif metaller olup, oksitlenme ve diğer kimyasal reaksiyonlara eğilimlidirler. Çoğu, havada hızla oksitlenir ve su ile reaksiyona girer.
- Birçoğu güçlü manyetik özelliklere sahiptir, bu nedenle yüksek performanslı mıknatısların üretiminde kullanılırlar.
- Çeşitli dalga boylarında ışık emisyonu yapabilirler, bu nedenle lazerler ve optik cihazlarda kullanılırlar.
- Genellikle yüksek erime noktalarına sahiptirler, bu da onları yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun hale getirir.
- Bazıları özellikle oksitlenmiş formlarında, yüksek derecede korozyon direncine sahiptir, bu da onları çeşitli endüstriyel uygulamalar için değerli kılar.
- Parlak ve farklı renklerde bileşikler oluşturabilirler. Bu özellik, çeşitli dekoratif ve teknolojik uygulamalarda kullanılmalarını sağlar
Nadir Toprak Elementlerinin Önemi
NTE’ler karakteristik olarak yüksek erime noktası, iletkenlik ve ısı geçirgenliğine sahip olmalarının yanı sıra aşınma ve korozyon gibi dış etmenlere karşı da oldukça dirençli olmaları edeniyle ileri teknolojide kullanılan son derece önemli ve stratejik bir ham madde kaynağı durumundadır
Nadir Toprak Elementlerinin Kullanım Alanları
Lantan (La)
Atom Numarası: 57
Doğada katı halde bulunan Lantan, fotoğrafçılık, özel cam üretimi, teleskop mercekleri yapımında, petrol rafinerisinde ve atık su arıtımında kullanılır. Lantan ayrıca çeliğin daha dövülebilir hale gelmesine yardımcı olduğundan üretim aşamalarında sıklıkla yer verilir.
Seryum (Ce)
Atom Numarası: 58
Gümüş benzeri parlaklığa sahip Seryum’dan cam ve seramiğe sarı renk vermede, petrol rafinerilerinde parçalama katalizörü olarak faydalanılır. Seryum, otomobillerde emisyonu düşürmek için egzoz sisteminde katalizör olarak kullanılır.
Praseodim (Pr)
Atom Numarası: 5
Nadir toprak mıknatısları, lazer, kaynak gözlüğü üretiminde, cam ve emaye ürünlerin renklendirilmesinde, çakmak taşlarında, uçaklar için hazırlanan dayanıklı metallerin üretiminde Praseodim kullanılır.
Neodimyum (Nd)
Atom Numarası: 60
Seramik kondansatörlerde, seramik ve camlara mor renk vermede, güçlü kalıcı mıknatısların üretiminde, kızılötesi lazerlerde, mikrofonlarda, bilgisayar ve akıllı telefon parçalarında Neodimyum’dan faydalanılır.
Prometyum (Pm)
Atom Numarası: 61
Nadir toprak elementleri içerisinde radyoaktif özellik gösteren tek element Prometyum’dur. Prometyum’a toprakta doğal olarak neredeyse hiç rastlanmadığından genellikle yapay olarak üretilir. Nükleer bataryaların üretiminde ve kalp pillerinde kullanılan nadir toprak elementlerindendir.
Samaryum (Sm)
Atom Numarası: 62
Nötron yakalama çalışmalarında, lazer ve mıknatıs üretiminde kullanılan Samaryum, tıp alanında büyük oranda faydalanılan bir toprak elementidir. Kanser özellikle de prostat, meme ve akciğer kanseri hücreleriyle savaşta uygulanan tedavilerde Samaryum kullanılır.
Evropiyum (Eu)
Atom Numarası: 63
Floresan lamba, lazer, cıva buharlı lamba üretiminde, kırmızı ve mavi fosfor üretiminde Evropiyum üretilir.
Gadolinyum (Gd)
Atom Numarası: 64
Gadolinyum, mıknatıs, yüksek kırılma endeksli cam, mıknatıs, X ışınları ve MRI için kullanılan kontrast maddelerinin üretiminde kullanılır.
Terbiyum (Tb)
Atom Numarası: 65
Floresan lambaların, yeşil fosforun, renkli ekranların, nadir toprak mıknatıslarının, yakıt hücrelerinin üretiminde kullanılır. Terbiyum’a son derece kolay bir biçimde şekil verilebilir.
Disprozyum (Dy)
Atom Numarası: 66
Lazerler, aydınlatma cihazları, bilgisayar parçaları, nadir toprak mıknatıslarının üretiminde, enerji tasarruflu cihazlarda ve nükleer reaktörlerde Disprozyum kullanılır.
Holmiyum (Ho)
Atom Numarası: 67
Manyetik olarak son derece güçlü olan Holmiyum’un temel kullanım alanı Holmiyum barındıran alaşımlardan oluşan güçlü mıknatısların üretimidir.
Erbiyum (Er)
Atom Numarası: 68
Fiber optik teknolojisinde ve kızılötesi lazerlerin üretiminde, nükleer kontrol çubuklarında Erbiyum’dan faydalanılır.
Tulyum (Tm)
Atom Numarası: 69
X ışınlarında, savunma sanayisinde ve sağlık alanında çeşitli lazerlerin oluşturulmasında Tulyum kullanılır.
İterbiyum (Yb)
Atom Numarası: 70
Savunma sanayiinde kullanılan alev topu (flare), paslanmaz çelik, kızılötesi lazer üretiminde kullanılan İterbiyum aynı zamanda nükleer tıpta da kullanılır.
Lutesyum (Lu)
Atom Numarası: 71
Lutesyum, yüksek kırılma endeksli camlarda ve nesnelerin yaşını belirlemek için uygulanan testlerde kullanılan nadir toprak elementlerinden biridir.
İtriyum (Y)
Atom Numarası: 39
Lantanit grubuna dahil olmayan nadir toprak elementlerinden biri olan İtriyum, LCD ve LED ekranlarda ve kamera lenslerinde yaygın olarak kullanılır. Ayrıca gümüş rengine sahip olan İtriyum, lazer, buji, kanser ilaçları, cerrahi malzemeleri ve yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin üretiminde de kullanılır.
Skandiyum (Sc)
Atom Numarası: 21
Skandiyum ile üretilen hafif alüminyum-skandiyum alaşımı havacılık sektöründe sıkça kullanılır.
