Тулій використовують як активатор люмінофорів для мед. радіографії (LaOBr - Tm, блакитне свічення) і лазерних матеріалів (Er2O3 - Tm, CaWO4 - Tm). Штучно одержаний радіоактивний ізотоп 170Тm, – джерело β-випромінювання, – застосовують у техніці для гамма-дефектоскопії, а також у рентгенівських мед. установках. Біологічна роль та застереження