في الكيمياء يعد عنصر الديسبروسيوم (Dysprosium) أحد العناصر الكيميائية برمز Dy ورقم ذري مقداره 66 في الجدول الدوري، كما ويصنف الديسبروسيوم على أنه أحد اللانثانيدات، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر الديسبروسيوم
اسم الديسبروسيوم مشتق من الكلمة اليونانية (dysprositos) والتي تعني “يصعب الحصول عليها” وذلك بسبب صعوبة عملية فصل هذا العنصر الأرضي النادر عن معدن الهولميوم الذي وجد فيه، وقد اكتشف هذا العنصر الكيميائي السويسري مارك ديلافونتين في معدن سامارسكايت، وحدث هذا الاكتشاف في عام 1878 ميلادي وأطلق عليه اسم فيليبيا.
في وقت لاحق كان يعتقد أن فيليبيا هو عبارة عن خليط من عنصر التيربيوم وعنصر الإيتريوم، ولقد تم اكتشافه لاحقًا في عينة من الهولميوم بواسطة الكيميائي الفرنسي بول إميل ليكوك دي بواسبودران في عام 1886 ميلادي، والذي كان يُنسب إليه الاكتشاف بعد ذلك، كما وقد تم عزل الديسبروسيوم لأول مرة من قبل الكيميائي الفرنسي جورج أوربان في عام 1906ميلادي.
لقد تم اكتشاف عنصر الديسبروسيوم بواسطة الكيميائي الفرنسي بول إميل ليكوك كشوائب في (erbia)، وهو عبارة عن أكسيد الإربيوم، كما وقد تمت عملية عزل المعدن بواسطة جورج أوربان في عام 1906 ميلادي، ولقد تم إنتاج عينات نقية من الديسبروسيوم لأول مرة في الخمسينيات من القرن الماضي.
في هذه الأيام يتم الحصول على عنصر الديسبروسيوم بشكل أساسي من خلال عملية التبادل الأيوني من رمل المونازيت ((Ce ، La ، Th ، Nd ، Y) PO4)، حيث يعد عبارة عن مادة غنية بالعناصر الأرضية النادرة.
لم يكن الأكسيد ولا المعدن من الديسبروسيوم متاحين بشكل نقي نسبيًا حتى عام 1950 ميلادي، وعندما تم تطوير تقنيات فصل التبادل الأيوني والاختزال المعدني بواسطة سبيدنج وشركائها، كما يظهر عنصر الديسبروسيوم جنبًا إلى جنب مع ما يسمى بعناصر الأرض النادرة أو اللانثانيدات في مجموعة متنوعة من المعادن مثل معدن الزينوتايم ومعدن الفيرغسونيت ومعدن الغادولينيت ومعدن الأوكسينيت والبولي كراز والبومستراندين، ومع ذلك فإن أهم المصادر هي من معدن المونازيت ومعدن الباستناسيت، ومن الممكن أن يتم تحضير عنصر الديسبروسيوم عن طريق عملية اختزال ثلاثي فلوريد الكالسيوم.
يحتوي معدن الديسبروسيوم على بريق فضي معدني لامع، كما إنه مستقر نسبيًا في الهواء عند درجة حرارة الغرفة، ويتم مهاجمته بسهولة، كما ويتم تذويبه بواسطة الأحماض المعدنية المخففة والمركزة من أجل عملية تطوير الهيدروجين، بالإضافة إلى أن المعدن ناعم بدرجة كافية ليتم قطعه بسكين، ومن الممكن تشكيله بدون إحداث شرر إذا تم تجنب ارتفاع درجة الحرارة، كما ويمكن أن تؤثر الكميات الصغيرة من الشوائب بشكل كبير على خصائصها الفيزيائية.
معلومات عن عنصر الديسبروسيوم
- قد يكون معدن الديسبروسيوم مخلوطًا بمعدن الفولاذ ليتم استخدامه في المفاعلات النووية، عند دمجه مع الفاناديوم والعناصر الأرضية النادرة الأخرى، كما ويتم استخدام عنصر الديسبروسيوم كمادة ليزر.
- يتم دمج أكسيد الديسبروسيوم ذو الصيغة الكيميائية (Dy2O3) مع معدن النيكل وإضافته إلى أسمنت خاص يستخدم من أجل تبريد قضبان المفاعلات النووية.
- تشمل مركبات الديسبروسيوم الأخرى مركب فلوريد الديسبروسيوم ذو الصيغة الكيميائية (DyF3) ومركب يوديد الديسبروسيوم ذو الصيغة الكيميائية (DyI3) ومركب كبريتات الديسبروسيوم ذو الصيغة الكيميائية (Dy2 (SO4) 3).
- على الرغم من أنه لم العثور على العديد من التطبيقات لعنصر الديسبروسيوم، إلا أن المقطع العرضي لامتصاص النيوترون الحراري ونقطة الانصهار العالية يشير إلى استخدامات معدنية في تطبيقات التحكم النووي وفي صناعة السبائك باستخدام فولاذ خاص غير قابل للصدأ.
- لقد تم استخدام أسمنت أكسيد النيكل وأكسيد الديسبروسيوم في تبريد قضبان المفاعلات النووية، حيث يمتص هذا الأسمنت النيوترونات بسهولة دون انتفاخ أو تقلص تحت القصف النيوتروني لفترات طويلة.
- بالاشتراك مع معدن الفاناديوم والأتربة النادرة الأخرى لقد تم استخدام معدن الديسبروسيوم في صنع مواد الليزر.
- لقد تم استخدام كالكوجينيدات الديسبروسيوم والكادميوم كمصادر للأشعة تحت الحمراء، واستخدمت من أجل دراسة التفاعلات الكيميائية.
- تعتبر نظائر الديسبروسيوم مغناطيسية للغاية، كما وقد كانت موضوعًا لبحوث فيزيائية تتضمن تفاعلات النظائر وهيكل المواد الصلبة الفائقة الشبكية (وهي عبارة عن مادة مرتبة مكانيًا بخصائص السوائل الفائقة، أي ما يعرف باللزوجة الصفرية).
- تُستخدم حجرة المصيدة المغناطيسية الضوئية (MOT) عملية إبطاء الذرات (النظائر)، وذلك لدراسة فيزياء الذرات المحايدة باستخدام ضوء الليزر من أجل تبريد الذرات (“تبريد دوبلر”) والمجالات الرباعية المغناطيسية لإبطاء و “احتجاز” الذرات المحايدة أو المتعادلة.
- يحتوي النظير (164Dy) على مقطع عرضي كبير لامتصاص النيوترونات ومن أجل ذلك يستخدم الديسبروسيوم لقضبان التحكم، بالنسبة للنظير (161Dy) هو عبارة عن نظير رئيسي لدراسة تأثير موسباور وهو يكون من خلال رنين وامتصاص انبعاثات أشعة غاما على الذرات القريبة في الحالة الصلبة.
- يستخدم النظير (165Dy) مع عمر نصف مقداره 140 دقيقة بشكل شائع في علاج التهاب المفاصل (استئصال الغشاء المخاطي)، كما أنه غالبًا ما يتم علاج الالتهاب الروماتيزمي لأغشية المفاصل عن طريق حقن (165Dy-ferric oxide) مباشرة في مساحة مفصل الركبة، وقد ثبت أن التسرب من المفصل ضئيل.
- كما ويتم استخدام النظير (164-Dy) من أجل إنتاج النظير (166-Dy) مع عمر نصف يبلغ 3.4 أيام عن طريق عملية يتم فيها أسر النيوترون المزدوج.
- بالنسبة للنظير (166-Dy) فإنه يتحلل إلى النظير (166-Ho) وهو النظير الذي يستخدم في علاج السرطان والتهاب المفاصل.
- الآثار الصحية للديسبروسيوم: حقيقة ليس للديسبروسيوم دور بيولوجي، كما أن أملاح الديسبروسيوم القابلة للذوبان تعد سامة بشكل معتدل عن طريق الابتلاع، بينما الأملاح غير القابلة للذوبان فهي تعد غير سامة، كما أن بعض من اختبارات السمية التي أجريت على الفئران تم حساب أن جرعة 500 جرام أو أكثر ستكون ضرورية وكافية لتعريض حياة الشخص للخطر.
- الآثار البيئية للديسبروسيوم: لا يشكل الديسبروسيوم أي تهديد بيئي سواء للنباتات أو للحيوانات.
- هناك عدة من التطبيقات التي يدخل فيها الديسبروسيوم ومنها: أنه يستخدم في (Terfenol-D) وذلك من أجل إنتاج مستشعرات السونار ومحركات تحديد المواقع، ومن أجل إلغاء الضوضاء والاهتزاز النشط والموجات الزلزالية، بالإضافة إلى تصنيع الأدوات.
- يتم استخدام مركب فوسفيد الديسبروسيوم (DyP) وهو من أشباه الموصلات في ثنائيات الليزر والتطبيقات عالية الطاقة وعالية التردد.
- عندما يتم إضافة مادة الديسبروسيوم إلى مغناطيس النيوديميوم والحديد والبورون، فإن ذلك يزيد من نطاق درجة حرارة التشغيل للاستخدام في المركبات الهجينة والكهربائية.
- يتم استخدام أكسيد الديسبروسيوم الموجود في سيرميت في قضبان التحكم في المفاعلات النووية للتحكم في عملية الانشطار.
- يتم حقن نظير الديسبروسيوم 165 في مفاصل الجسم؛ وذلك من أجل علاج التهاب المفاصل الروماتويدي، كما أن هناك شارات إشعاعية للكشف عن التعرض للإشعاع ومراقبته.
- يدخل الديسبروسيوم في تغليف الأقراص المضغوطة (CD) للبيانات الرقمية والموسيقى وتخزين الفيديو.
