Seltene Erdelemente (auf Englisch Rare Earth Elements oder REE) sind eine Gruppe chemisch ähnlicher Metalle, die für moderne Technologien unerlässlich sind, trotz ihres irreführenden Namens. Sie sind zwar nicht besonders selten, jedoch ist ihre Extraktion gefährlich und komplex. Angesichts ihrer entscheidenden Rolle in der grünen Energie, der Verteidigung und der fortschrittlichen Computertechnik ist es kein Wunder, dass globale Supermächte bestrebt sind, sich diese Ressourcen zu sichern. Lassen Sie uns nun einige dieser Elemente und ihre Verwendung näher betrachten!

Scandium, das in Skandinavien entdeckt wurde, ist ein leichtes Element mit hoher Widerstandsfähigkeit. Obwohl es als seltenes Erdelement (REE) eingestuft wird, ist es das 32. häufigste Element in der Erdkruste.

Es wird mit Aluminium zu einer Aluminium-Scandium-Legierung kombiniert, die für ihre Stärke und Haltbarkeit bekannt ist. Diese Legierung wird in ultraleichten Luft- und Raumfahrtkomponenten, Düsenjägern, Baseballschlägern und hochwertigen Fahrradrahmen verwendet. Scandium wird auch in Quecksilberdampflampen eingesetzt, um intensives Licht zu erzeugen, sowie in der Herstellung von Halbleitern.

Yttrium, benannt nach der Stadt Ytterby in der Nähe von Stockholm, Schweden, ist ein weiches Metall mit einer weiß-grauen Farbe. Es ist das 43. häufigste Element und wird fast immer in Verbindung mit anderen Elementen und Mineralien in der Erdkruste gefunden.

In den frühen Jahren des Fernsehens wurde Yttrium verwendet, um die rote Farbe auf dem Bildschirm zu erzeugen. Heute wird es in weißen LED-Lichtern verwendet. Es wird auch Glas zugesetzt, um es stoß- und hitzebeständig zu machen. Digitalkameras, Smartphone-Linsen sowie einige Supraleiter werden mit Yttrium hergestellt. Sein radioaktives Isotop, Yttrium-90, wird in der Behandlung von Leberkrebs eingesetzt.

Lanthan ist ein hochreaktives Metall, das so weich ist, dass es mit einem Messer geschnitten werden kann. Es ist das 28. häufigste Element in der Erdkruste.

Lanthan wird hauptsächlich in Kombination mit anderen Elementen verwendet, da das reine Metall sehr reaktiv ist. Als Legierung mit Nickel wird es in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen eingesetzt, um Wasserstoffgas zu speichern. Zusammen mit anderen seltenen Erdelementen wird es in Studiobeleuchtung und Kinoprojektionen verwendet. Außerdem dient es als Katalysator in der Erdölraffination.

Cer ist ein weiches, graues Metall, das nach dem Asteroiden Ceres benannt wurde. Es ist das 25. häufigste Element in der Erdkruste und hat mehrere Anwendungen.

Die hochreine Form von Cer wird in der Herstellung von Legierungen mit Aluminium, Eisen und Magnesium verwendet. Es ist auch ein wichtiger Bestandteil von Flachbildfernsehern, Flutlichtstrahlern und Glühbirnen. Cer wird zur Herstellung von Feuersteinen in Feuerzeugen eingesetzt, bei denen es beim Schlagen (etwa durch das Drehen des Reibrads) Funken erzeugt. Ceroxid wird in Katalysatoren verwendet, insbesondere zur Reduzierung von Kohlenmonoxid-Emissionen.

Dieses weiche, formbare, silber-gelbe Metall ist das 39. häufigste Element in der Erdkruste.

Praseodym-Legierungen sind dafür bekannt, großen Belastungen standzuhalten. Aus diesem Grund werden sie in Flugzeugtriebwerken und Permanentmagneten eingesetzt. Praseodym wird auch verwendet, um eine gelbe Tönung in Brillen zu erzeugen, die gelbes Licht und Infrarotstrahlung herausfiltern. Es ist der Hauptbestandteil bei der Herstellung von Brillen für Schutzbrillen, die von Glasbläsern und Schweißern verwendet werden.

Neodym ist ein hartes, silbernes Metall, das schnell oxidiert, wenn es der Luft oder Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und dabei rosa und lila Dämpfe erzeugt. Es ist das 26. häufigste Metall in der Erdkruste.

Eine der häufigsten Anwendungen von Neodym ist die Herstellung von leistungsstarken Permanentmagneten. Seine Oxide werden verwendet, um rosa und lila Glas, farbige Glasuren und Filter zu erzeugen, die sowohl in der Glasherstellung als auch in astronomischen Teleskopen verwendet werden. Mit Neodym hergestellte Laser kommen beim Schweißen, Bohren, Augenoperationen, kosmetischen Eingriffen und bei der Hautkrebsbehandlung zum Einsatz.

Samarium ist ein silbrig-weißes Metall, das in trockener Luft normalerweise stabil bleibt. Es ist das 40. häufigste Metall in der Erdkruste.

Samarium-Kobalt-Magnete sind sehr leistungsstark, etwa 10.000 Mal stärker als Eisen, und kommen nur hinter denen aus Neodym an zweiter Stelle. Sie werden in Kopfhörern und Miniaturlautsprechern verwendet und tragen zu einer hochwertigen Klangwiedergabe bei. Ihre Fähigkeit, extremen Temperaturen standzuhalten, macht sie in Miniaturmotoren und mikrowellenbasierten Technologien wie Radar, Satelliten und Mobiltelefonen unverzichtbar. Samarium wird auch als Neutronenabsorber in Kernreaktoren eingesetzt.

Europium, benannt nach dem Kontinent, ist eines der seltensten Elemente und auch eines der reaktivsten. Es ist das 51. häufigste Element in der Erdkruste.

Europiumoxid wird verwendet, um rotes Licht zu erzeugen, und wird in Glühbirnen eingesetzt, um ein natürlich wärmeres Licht zu erzeugen, indem es das kalte blaue Licht ausgleicht. Die Euro-Banknoten enthalten Europium, das unter UV-Licht rot leuchtet und sie von gefälschten Banknoten unterscheidet, die dieses Merkmal nicht aufweisen. Wie Samarium ist Europium ausgezeichnet darin, Neutronen zu absorbieren, und wird in Kernreaktoren verwendet.

Gadolinium ist ein weiches, glänzendes, silbernes Metall, das allmählich mit Luft und Wasser reagiert. Es ist das 41. häufigste Element in der Erdkruste.

Gadolinium hat spezialisierte Anwendungen in verschiedenen Industrien. Es wird zur Herstellung von Eisen- und Chromlegierungen verwendet, um deren Widerstand gegen hohe Temperaturen und Oxidation zu verbessern. In Kernreaktoren wird Gadolinium als Notabschaltmaßnahme aufgrund seiner Neutronenabsorptionseigenschaften eingesetzt. Es wird auch in der magnetischen Kühlung, der Magnetresonanztomographie (MRT) zur Tumordetektion, Lasern und Mikrowellengeräten verwendet.

Terbium ist ein silber-goldenes Metall, das weich genug ist, um mit einem Messer geschnitten zu werden. Es gehört zu den seltensten Elementen und ist das 57. häufigste Element in der Erdkruste.

Terbium wird in Wasserstoff-Brennstoffzellen verwendet, um sie stabil zu halten. Es ist auch ein wichtiger Bestandteil von Halbleitern, integrierten Schaltungen und Glasfaserkabeln. Sein Oxid wird in Lasern, Fernsehern und Flachbildschirmen eingesetzt, um eine grüne Farbe zu erzeugen.

Dysprosium hat einen metallischen Glanz, wie viele seltene Erdelemente. Es ist das 42. häufigste Element in der Erdkruste.

Die häufigste Verwendung von Dysprosium ist in Magneten, wo es die Entmagnetisierung bei hohen Temperaturen verhindert. Es wird in Unterhaltungselektronik, Hochleistungsmotoren und Windkraftanlagen eingesetzt. Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts wird Dysprosium in den Steuerstäben von Kernreaktoren verwendet.

Erbium ist das 44. häufigste Element in der Erdkruste. Im Vergleich zu anderen seltenen Erden ist es sehr korrosionsbeständig.

Erbium-Laser werden in kosmetischen Verfahren eingesetzt, bei denen die obere Hautschicht abgetragen wird, um die glatteren und jüngeren Schichten darunter freizulegen. In zahnmedizinischen Verfahren werden Erbium-Laser zur Entfernung von Karies und zur Vorbereitung von Füllungen verwendet. Weitere Anwendungen umfassen das Färben von Glas, die Datenübertragung durch Glasfasern und die Herstellung von haltbaren Legierungen.

Thulium ist das 61. häufigste Element in der Erdkruste. Obwohl es 200 Mal häufiger vorkommt als Gold, gehört es immer noch zu den seltensten Erdelementen.

Thulium wird in magnetischen Kühlsystemen verwendet, um diese energieeffizienter zu machen. Da es unter UV-Licht eine blaue Farbe erzeugt, wird es auf Banknoten als Schutzmaßnahme gegen Fälschungen eingesetzt. Sein Isotop, Thulium-169, emittiert Röntgenstrahlen und wird in tragbaren Röntgenmaschinen verwendet.

Lutetium ist das härteste aller seltenen Erden. Es hat die höchste Dichte, den höchsten Schmelzpunkt und die höchste Atomzahl in dieser Gruppe. Zusammen mit Thulium gehört es zu den seltensten Erdelementen und ist das 60. häufigste Element in der Erdkruste.

Lutetium ist ein wichtiger Bestandteil der Positronen-Emissions-Tomographie (PET), die bei der Untersuchung von Krebs-, Herz- und Hirnerkrankungen verwendet wird. Es wird auch in verschiedenen chemischen Reaktionen wie Alkalisation, Polymerisation und Hydrierung in Erdölraffinerien eingesetzt.

Quellen: (United States Geological Survey) (Royal Society of Chemistry) (American Geosciences Institute)

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