Gadolinium: លោហៈធាតុត្រជាក់បំផុតនៅលើពិភពលោក

ហ្គាដូលីញ៉ូម, ធាតុ 64 នៃតារាងកាលកំណត់។

១៦

Lanthanide នៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់គឺជាគ្រួសារធំមួយ ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់ពួកវាគឺស្រដៀងនឹងគ្នាទៅវិញទៅមក ដូច្នេះវាពិបាកក្នុងការបំបែកពួកវា។នៅឆ្នាំ 1789 អ្នកគីមីវិទ្យាហ្វាំងឡង់ John Gadolin បានទទួលអុកស៊ីដលោហៈហើយបានរកឃើញអុកស៊ីដកម្រដំបូងបង្អស់ -Yttrium (III) អុកស៊ីដតាមរយៈការវិភាគ បើកប្រវត្តិនៃការរកឃើញនៃធាតុកម្រនៃផែនដី។នៅឆ្នាំ 1880 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស៊ុយអែត Demeriak បានរកឃើញធាតុថ្មីពីរដែលមួយត្រូវបានបញ្ជាក់ក្រោយមកថាជាsamariumនិងមួយទៀតត្រូវបានកំណត់ជាផ្លូវការថាជាធាតុថ្មី ហ្គាដូលីញ៉ូម បន្ទាប់ពីត្រូវបានបន្សុតដោយគីមីវិទូជនជាតិបារាំង Debuwa Bodeland ។

ធាតុ Gadolinium មានប្រភពចេញពីរ៉ែ silicon beryllium gadolinium ដែលមានតម្លៃថោក ទន់ក្នុងវាយនភាពល្អ មានភាពបត់បែន ម៉ាញ៉េទិចនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ និងជាធាតុកម្រនៃផែនដីសកម្ម។វាមានលំនឹងនៅក្នុងខ្យល់ស្ងួត ប៉ុន្តែបាត់បង់ពន្លឺរបស់វានៅក្នុងសំណើម បង្កើតជាដុំពកដែលរលុង និងងាយបំបែកដូចជាអុកស៊ីដពណ៌ស។នៅពេលដុតក្នុងខ្យល់ វាអាចបង្កើតអុកស៊ីដពណ៌ស។Gadolinium មានប្រតិកម្មយឺតជាមួយនឹងទឹក ហើយអាចរលាយក្នុងអាស៊ីតដើម្បីបង្កើតជាអំបិលគ្មានពណ៌។លក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់វាគឺស្រដៀងទៅនឹង Lanthanide ផ្សេងទៀត ប៉ុន្តែលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិក និងម៉ាញេទិករបស់វាខុសគ្នាបន្តិចបន្តួច។Gadolinium គឺជា Paramagnetism នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ និង ferromagnetic បន្ទាប់ពីត្រជាក់។លក្ខណៈរបស់វាអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកែលម្អមេដែកអចិន្រ្តៃយ៍។

ដោយប្រើ Paramagnetism នៃ gadolinium ភ្នាក់ងារ gadolinium ដែលផលិតបានក្លាយទៅជាភ្នាក់ងារកម្រិតពណ៌ដ៏ល្អសម្រាប់ NMR ។ការស្រាវជ្រាវដោយខ្លួនឯងនៃបច្ចេកវិទ្យារូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិកនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានផ្តួចផ្តើម ហើយមានរង្វាន់ណូបែលចំនួន 6 ទាក់ទងនឹងវា។អនុភាពម៉ាញេទិកនុយក្លេអ៊ែរ គឺបណ្តាលមកពីចលនាបង្វិលនៃស្នូលអាតូមិក ហើយចលនាបង្វិលនៃស្នូលអាតូមិកខុសគ្នា។ដោយផ្អែកលើរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលបញ្ចេញដោយការបន្ថយផ្សេងគ្នានៅក្នុងបរិយាកាសរចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងៗគ្នា ទីតាំង និងប្រភេទនៃស្នូលអាតូមដែលបង្កើតវត្ថុនេះអាចត្រូវបានកំណត់ ហើយរូបភាពរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងរបស់វត្ថុអាចត្រូវបានគូរ។នៅក្រោមសកម្មភាពនៃដែនម៉ាញេទិក សញ្ញានៃបច្ចេកវិទ្យារូបភាពអនុភាពម៉ាញេទិកនុយក្លេអ៊ែរបានមកពីការបង្វិលនៃស្នូលអាតូមិកមួយចំនួន ដូចជាស្នូលអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងទឹក។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្នូលដែលមានសមត្ថភាពបង្វិលទាំងនេះត្រូវបានកំដៅនៅក្នុងវាល RF នៃអនុភាពម៉ាញេទិក ស្រដៀងទៅនឹងមីក្រូវ៉េវ ដែលជាធម្មតាធ្វើឱ្យសញ្ញានៃបច្ចេកវិទ្យារូបភាពម៉ាញ៉េទិចចុះខ្សោយ។Gadolinium ion មិនត្រឹមតែមាន Spin magnetic moment ដែលជួយដល់ការបង្វិលនៃស្នូលអាតូមិក ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រូបាប៊ីលីតេនៃការទទួលស្គាល់នៃជាលិកាដែលមានជំងឺប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងរក្សាភាពត្រជាក់ដោយអព្ភូតហេតុផងដែរ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ gadolinium មានជាតិពុលជាក់លាក់ ហើយនៅក្នុងឱសថ ជាតិគីមី chelating ligands ត្រូវបានគេប្រើដើម្បីរុំព័ទ្ធ gadolinium ions ដើម្បីការពារពួកវាពីការចូលទៅក្នុងជាលិការបស់មនុស្ស។

Gadolinium មានប្រសិទ្ធិភាព magnetocaloric ខ្លាំងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ហើយសីតុណ្ហភាពរបស់វាប្រែប្រួលទៅតាមអាំងតង់ស៊ីតេនៃដែនម៉ាញេទិក ដែលនាំមកនូវកម្មវិធីគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍មួយ - ទូរទឹកកកម៉ាញេទិក។ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការទូរទឹកកក ដោយសារតែការតំរង់ទិសនៃ dipole ម៉ាញេទិក វត្ថុធាតុម៉ាញ៉េទិចនឹងឡើងកំដៅនៅក្រោមវាលម៉ាញេទិកខាងក្រៅជាក់លាក់មួយ។នៅពេលដែលវាលម៉ាញេទិកត្រូវបានយកចេញនិងអ៊ីសូឡង់សីតុណ្ហភាពនៃសម្ភារៈមានការថយចុះ។ភាពត្រជាក់ម៉ាញេទិកប្រភេទនេះអាចកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់របស់ទូរទឹកកកដូចជា Freon និងធ្វើឱ្យត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័ស។នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ពិភពលោកកំពុងព្យាយាមបង្កើតកម្មវិធី gadolinium និងយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វានៅក្នុងវិស័យនេះ ហើយផលិតម៉ាស៊ីនត្រជាក់ម៉ាញេទិកតូចមួយ និងមានប្រសិទ្ធភាព។នៅក្រោមការប្រើប្រាស់ gadolinium សីតុណ្ហភាពទាបបំផុតអាចត្រូវបានសម្រេចដូច្នេះ gadolinium ត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា "លោហៈត្រជាក់បំផុតនៅក្នុងពិភពលោក" ។

អ៊ីសូតូម Gadolinium Gd-155 និង Gd-157 មានផ្នែកឆ្លងកាត់ការស្រូបយកនឺត្រុងកម្ដៅដ៏ធំបំផុតក្នុងចំណោមអ៊ីសូតូមធម្មជាតិទាំងអស់ ហើយអាចប្រើប្រាស់បរិមាណតិចតួចនៃ gadolinium ដើម្បីគ្រប់គ្រងប្រតិបត្តិការធម្មតារបស់ម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ដូច្នេះ រ៉េអាក់ទ័រទឹកស្រាលដែលមានមូលដ្ឋានលើ gadolinium និង gadolinium Control rod បានកើតមក ដែលអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសុវត្ថិភាពនៃរ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការចំណាយ។

Gadolinium ក៏មានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកដ៏ល្អឥតខ្ចោះផងដែរ ហើយអាចប្រើដើម្បីបង្កើតឯកោអុបទិក ស្រដៀងទៅនឹង diodes នៅក្នុងសៀគ្វី ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា diodes បញ្ចេញពន្លឺ។ប្រភេទនៃ diode បញ្ចេញពន្លឺនេះមិនត្រឹមតែអនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺឆ្លងកាត់ក្នុងទិសដៅមួយប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងរារាំងការឆ្លុះបញ្ចាំងនៃអេកូនៅក្នុងសរសៃអុបទិកដែលធានានូវភាពបរិសុទ្ធនៃការបញ្ជូនសញ្ញាអុបទិកនិងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពនៃការបញ្ជូនរលកពន្លឺ។Gadolinium gallium garnet គឺជាសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមដ៏ល្អបំផុតមួយសម្រាប់ផលិតឧបករណ៍អុបទិក។


ពេលវេលាផ្សាយ៖ កក្កដា-០៦-២០២៣