ጋዶሊኒየም: በዓለም ላይ በጣም ቀዝቃዛው ብረት

ጋዶሊኒየምየፔሪዲክቲክ ሠንጠረዥ ኤለመንት 64።

በጊዜያዊው ጠረጴዛ ውስጥ ያለው ላንታኒድ ትልቅ ቤተሰብ ነው, እና የኬሚካላዊ ባህሪያቸው እርስ በርስ በጣም ተመሳሳይ ነው, ስለዚህም እነሱን ለመለየት አስቸጋሪ ነው. እ.ኤ.አ. በ 1789 ፊንላንዳዊው ኬሚስት ጆን ጋዶሊን የብረት ኦክሳይድ አገኘ እና የመጀመሪያውን ያልተለመደ የምድር ኦክሳይድ አገኘ ።ይትሪየም (III) ኦክሳይድበመተንተን, ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ግኝት ታሪክን በመክፈት. እ.ኤ.አ. በ 1880 የስዊድን ሳይንቲስት ዲሜሪክ ሁለት አዳዲስ ንጥረ ነገሮችን አገኘ ፣ አንደኛው ከጊዜ በኋላ የተረጋገጠውሳምሪየምእና ሌላኛው በይፋ በፈረንሳዊው ኬሚስት ዴቡዋ ቦዴላንድ ከተጣራ በኋላ ጋዶሊኒየም የተባለ አዲስ ንጥረ ነገር ተብሎ ተለይቷል።

የጋዶሊኒየም ንጥረ ነገር ከሲሊኮን ቤሪሊየም ጋዶሊኒየም ኦር የመነጨ ነው ፣ እሱም ርካሽ ፣ ለስላሳ ፣ በ ductility ውስጥ ጥሩ ፣ በክፍል ሙቀት ውስጥ መግነጢሳዊ ፣ እና በአንጻራዊ ሁኔታ የማይነቃነቅ የምድር ንጥረ ነገር ነው። በአንጻራዊነት በደረቅ አየር ውስጥ የተረጋጋ ነው, ነገር ግን በእርጥበት ውስጥ ያለውን ብሩህነት ያጣል, እንደ ነጭ ኦክሳይዶች ልቅ እና በቀላሉ የማይነቃነቅ ፍሌክ ይፈጥራል. በአየር ውስጥ ሲቃጠል ነጭ ኦክሳይዶችን ማመንጨት ይችላል. ጋዶሊኒየም ከውሃ ጋር ቀስ ብሎ ምላሽ ይሰጣል እና በአሲድ ውስጥ በመሟሟት ቀለም የሌላቸው ጨዎችን ይፈጥራል. የኬሚካል ባህሪያቱ ከሌላው ላንታናይድ ጋር በጣም ተመሳሳይ ናቸው፣ ነገር ግን የኦፕቲካል እና መግነጢሳዊ ባህሪያቱ ትንሽ የተለያዩ ናቸው። ጋዶሊኒየም በክፍል ሙቀት ውስጥ ፓራማግኔቲዝም እና ከቀዘቀዘ በኋላ ferromagnetic ነው. ባህሪያቱ ቋሚ ማግኔቶችን ለማሻሻል ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል.

የጋዶሊኒየም ፓራማግኔቲዝምን በመጠቀም የጋዶሊኒየም ወኪል ለኤንኤምአር ጥሩ ንፅፅር ወኪል ሆኗል። የኒውክሌር ማግኔቲክ ድምጽ ማጉያ ምስል ቴክኖሎጂ ራስን ምርምር ተጀምሯል፣ እና ከእሱ ጋር የተያያዙ 6 የኖቤል ሽልማቶች ነበሩ። የኑክሌር መግነጢሳዊ ድምጽ-አነሳስ በዋነኛነት የሚከሰተው በአቶሚክ ኒውክሊየስ ሽክርክሪት እንቅስቃሴ ሲሆን የተለያዩ የአቶሚክ ኒዩክሊየሮች ሽክርክሪት እንቅስቃሴ ይለያያል። በተለያዩ መዋቅራዊ አከባቢዎች ውስጥ በተለያየ መመናመን በሚለቀቁት የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ላይ በመመስረት ይህንን ነገር የሚያካትት የአቶሚክ ኒውክሊየስ አቀማመጥ እና አይነት ሊወሰን ይችላል እና የነገሩን ውስጣዊ መዋቅራዊ ምስል መሳል ይቻላል ። በመግነጢሳዊ መስክ እንቅስቃሴ ውስጥ የኑክሌር ማግኔቲክ ድምጽ-አመጣጣኝ ምስል ቴክኖሎጂ ምልክት የሚመጣው ከአንዳንድ የአቶሚክ ኒውክሊየሮች ሽክርክሪት ነው, ለምሳሌ በውሃ ውስጥ ያሉ ሃይድሮጂን ኒዩክሊዎች. ነገር ግን፣ እነዚህ ስፒን አቅም ያላቸው ኒውክላይዎች በ RF መስክ ማግኔቲክ ሬዞናንስ፣ ልክ እንደ ማይክሮዌቭ ምድጃ ይሞቃሉ፣ ይህም በተለምዶ የማግኔቲክ ድምጽ ማጉያ ምስል ቴክኖሎጂን ምልክት ያዳክማል። ጋዶሊኒየም ion የአቶሚክ ኒውክሊየስን ሽክርክሪት የሚረዳው በጣም ጠንካራ የሆነ ስፒን መግነጢሳዊ አፍታ ብቻ ሳይሆን የታመሙ ሕብረ ሕዋሳትን የመለየት እድልን ያሻሽላል, ነገር ግን በተአምራዊ ሁኔታ ቀዝቀዝ ይላል. ይሁን እንጂ ጋዶሊኒየም የተወሰነ መርዛማነት አለው, እና በሕክምና ውስጥ, የኬልቲንግ ሊጋንዳዎች የጋዶሊኒየም ions ወደ ሰው ሕብረ ሕዋሳት ውስጥ እንዳይገቡ ለመከላከል ጥቅም ላይ ይውላሉ.

ጋዶሊኒየም በክፍል ሙቀት ውስጥ ኃይለኛ ማግኔቶካሎሪክ ተጽእኖ አለው, እና የሙቀት መጠኑ በመግነጢሳዊ መስክ ጥንካሬ ይለያያል, ይህም አስደሳች መተግበሪያን ያመጣል - ማግኔቲክ ማቀዝቀዣ. በማቀዝቀዣው ሂደት ውስጥ, በመግነጢሳዊው ዲፖል አቀማመጥ ምክንያት, መግነጢሳዊው ቁሳቁስ በተወሰነ ውጫዊ መግነጢሳዊ መስክ ውስጥ ይሞቃል. መግነጢሳዊ መስኩ ሲወገድ እና ሲገለበጥ, የቁሱ ሙቀት መጠን ይቀንሳል. እንዲህ ዓይነቱ መግነጢሳዊ ማቀዝቀዣ እንደ ፍሪዮን ያሉ ማቀዝቀዣዎችን መጠቀም እና በፍጥነት ማቀዝቀዝ ይችላል. በአሁኑ ጊዜ ዓለም በዚህ መስክ ውስጥ የጋዶሊኒየም አተገባበርን ለማዳበር እና አነስተኛ እና ቀልጣፋ ማግኔቲክ ማቀዝቀዣ ለማምረት እየሞከረ ነው። በጋዶሊኒየም ጥቅም ላይ የዋለው እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ሊደረስበት ይችላል, ስለዚህ gadolinium "በዓለም ላይ በጣም ቀዝቃዛው ብረት" በመባልም ይታወቃል.

Gadolinium isotopes Gd-155 እና Gd-157 ከሁሉም የተፈጥሮ isotopes መካከል ትልቁ የሙቀት ኒውትሮን መምጠጥ መስቀለኛ ክፍል አላቸው፣ እና አነስተኛ መጠን ያለው ጋዶሊኒየም በመጠቀም የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎችን መደበኛ ስራ ለመቆጣጠር ይችላሉ። ስለሆነም በጋዶሊኒየም ላይ የተመሰረተ የብርሃን ውሃ ማሰራጫዎች እና የጋዶሊኒየም መቆጣጠሪያ ዘንግ ተወልደዋል, ይህም ወጪዎችን በሚቀንስበት ጊዜ የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎችን ደህንነት ሊያሻሽል ይችላል.

ጋዶሊኒየም እጅግ በጣም ጥሩ የኦፕቲካል ባህሪያት ያለው ሲሆን በሰርከቶች ውስጥ ካሉ ዳዮዶች ጋር ተመሳሳይነት ያለው ኦፕቲካል ማግለያዎችን ለመስራት ሊያገለግል ይችላል ፣ይህም ብርሃን አመንጪ ዳዮዶች በመባል ይታወቃል። ይህ ዓይነቱ ብርሃን አመንጪ ዳይኦድ ብርሃን ወደ አንድ አቅጣጫ እንዲያልፍ ከማስቻሉም በላይ በኦፕቲካል ፋይበር ውስጥ ያለውን የኤኮኦስ ነጸብራቅ በመዝጋት የኦፕቲካል ሲግናል ስርጭትን ንፅህና በማረጋገጥ እና የብርሃን ሞገዶችን የማስተላለፍ ብቃትን ያሻሽላል። ጋዶሊኒየም ጋሊየም ጋርኔት ኦፕቲካል ማግለያዎችን ለመሥራት በጣም ጥሩ ከሆኑ ንጥረ ነገሮች ውስጥ አንዱ ነው።