Gadolínium, a periódusos rendszer 64. eleme.
A periódusos rendszerben szereplő lantanidok nagy családot alkotnak, kémiai tulajdonságaik nagyon hasonlóak egymáshoz, ezért nehéz elkülöníteni őket.1789-ben John Gadolin finn vegyész fém-oxidot szerzett, és felfedezte az első ritkaföldfém-oxidot.ittrium(III)-oxidelemzésen keresztül, megnyitva a ritkaföldfémek felfedezésének történetét.1880-ban Demeriak svéd tudós két új elemet fedezett fel, amelyek közül az egyiket később megerősítettékszamárium, a másikat pedig hivatalosan új elemként, a gadolíniumként azonosították, miután Debuwa Bodeland francia kémikus megtisztította.
A gadolinium elem a szilícium-berillium-gadolínium ércből származik, amely olcsó, lágy szerkezetű, jó duktilitású, szobahőmérsékleten mágneses, és viszonylag aktív ritkaföldfém elem.Száraz levegőn viszonylag stabil, de nedvességben elveszti fényét, laza és könnyen leváló pelyheket képez, mint a fehér oxidok.Levegőn elégetve fehér oxidokat képezhet.A gadolinium lassan reagál vízzel, és savban feloldódva színtelen sókat képezhet.Kémiai tulajdonságai nagyon hasonlóak a többi Lantanidhoz, de optikai és mágneses tulajdonságai kissé eltérnek.A gadolinium szobahőmérsékleten paramágneses, lehűlés után ferromágneses.Jellemzői felhasználhatók az állandó mágnesek javítására.
A gadolínium paramágnesességét felhasználva az előállított gadolínium jó kontrasztanyag lett az NMR-ben.Megindult a mágneses magrezonancia képalkotás önkutatása, melyhez 6 Nobel-díj is kapcsolódik.A mágneses magrezonanciát elsősorban az atommagok spinmozgása okozza, és a különböző atommagok spinmozgása változó.A különböző szerkezeti környezetekben eltérő csillapítással kibocsátott elektromágneses hullámok alapján meghatározható az ezt a tárgyat alkotó atommagok helyzete, típusa, megrajzolható a tárgy belső szerkezeti képe.Mágneses tér hatására a mágneses magrezonancia képalkotási technológia jele bizonyos atommagok, például vízben lévő hidrogénmagok spinéből származik.Ezeket a spin-képes magokat azonban a mikrohullámú sütőhöz hasonlóan a mágneses rezonancia RF mezőjében hevítik, ami jellemzően gyengíti a mágneses rezonancia képalkotás jelét.A gadolinium ionnak nemcsak nagyon erős Spin mágneses momentuma van, ami segíti az atommag forgását, javítja a beteg szövetek felismerési valószínűségét, de csodálatos módon hűt is.A gadolíniumnak azonban van bizonyos toxicitása, és az orvostudományban kelátképző ligandumokat használnak a gadolínium-ionok kapszulázására, hogy megakadályozzák azok bejutását az emberi szövetekbe.
A gadolinium szobahőmérsékleten erős magnetokalorikus hatást fejt ki, hőmérséklete a mágneses tér intenzitásának függvényében változik, ami érdekes alkalmazást vet fel - a mágneses hűtést.A hűtési folyamat során a mágneses dipólus orientációja miatt a mágneses anyag bizonyos külső mágneses tér hatására felmelegszik.Amikor a mágneses mezőt eltávolítják és szigetelik, az anyag hőmérséklete csökken.Ez a fajta mágneses hűtés csökkentheti a hűtőközegek, például a freon használatát, és gyorsan lehűlhet.Jelenleg a világ igyekszik fejleszteni a gadolínium és ötvözeteinek alkalmazását ezen a területen, és kicsi és hatékony mágneses hűtőt gyártani.A gadolínium használatával rendkívül alacsony hőmérséklet érhető el, így a gadolínium a "világ leghidegebb fémeként" is ismert.
A Gd-155 és Gd-157 gadolínium izotópok a legnagyobb termikus neutronabszorpciós keresztmetszettel rendelkeznek az összes természetes izotóp közül, és kis mennyiségű gadolíniumot használhatnak az atomreaktorok normál működésének szabályozására.Így születtek meg a gadolínium alapú könnyűvizes reaktorok és a gadolínium Control rúd, amelyek költségcsökkentés mellett javíthatják az atomreaktorok biztonságát.
A gadolinium kiváló optikai tulajdonságokkal is rendelkezik, és az áramkörök diódáihoz hasonló optikai leválasztók, más néven fénykibocsátó diódák készíthetők belőle.Az ilyen típusú fénykibocsátó dióda nem csak egy irányba engedi át a fényt, hanem blokkolja a visszhangok visszaverődését az optikai szálban, így biztosítva az optikai jelátvitel tisztaságát és javítva a fényhullámok átviteli hatékonyságát.A gadolinium gallium gránát az egyik legjobb hordozóanyag az optikai szigetelők gyártásához.
Feladás időpontja: 2023.06.06