Гадолиний, Елемент 64 от периодичната таблица.
Лантанидът в периодичната таблица е голямо семейство и техните химични свойства са много сходни помежду си, така че е трудно да ги разделите. През 1789 г. финландският химик Джон Гадолин получава метален оксид и открива първия рядък оксид на Земята -Итриум (III) оксидЧрез анализ, отваряне на историята на откриването на елементи на редки земни. През 1880 г. шведският учен Демерияк открива два нови елемента, един от които по -късно е потвърден, че еСамариуми другият беше официално идентифициран като нов елемент, Gadolinium, след като беше пречистен от френския химик Debuwa Bodeland.
Гадолинийният елемент произхожда от силициева берилий гадолиниева руда, която е евтина, мека по текстура, добра в пластичността, магнитна при стайна температура и е сравнително активен елемент на рядък земя. Той е сравнително стабилен на сух въздух, но губи блясъка си във влажност, образувайки свободни и лесно отделени люспи като бели оксиди. Когато се изгори във въздуха, той може да генерира бели оксиди. Гадолиниумът реагира бавно с вода и може да се разтвори в киселина, за да образува безцветни соли. Химичните му свойства са много сходни с други лантанид, но оптичните и магнитните му свойства са малко по -различни. Гадолиниумът е парамагнетизъм при стайна температура и феромагнит след охлаждане. Неговите характеристики могат да се използват за подобряване на постоянните магнити.
Използвайки парамагнетизма на гадолиний, произведеният гадолиний агент се превърна в добър контрастен агент за ЯМР. Самостоятелно изследване на технологията за изобразяване на ядрен магнитен резонанс е инициирано и има 6 нобелови награди, свързани с нея. Ядреният магнитен резонанс се причинява главно от въртящото движение на атомните ядра, а въртеното движение на различни атомни ядра варира. Въз основа на електромагнитните вълни, излъчвани от различно затихване в различни структурни среди, може да се определи позицията и вида на атомните ядра, които съставляват този обект и може да се очертае вътрешното структурно изображение на обекта. Под действието на магнитно поле сигналът за технологията за изобразяване на ядрено магнитно резонанс идва от въртенето на определени атомни ядра, като водородните ядра във вода. Тези ядра, способни за спин, се нагряват в RF полето на магнитен резонанс, подобно на микровълнова фурна, което обикновено отслабва сигнала на технологията за магнитен резонанс. Gadolinium Ion не само има много силен магнитен момент на въртене, който помага за въртене на атомното ядро, подобрява вероятността за разпознаване на болна тъкан, но също така по чудо се запазва хладно. Въпреки това, гадолиниумът има сигурна токсичност, а в медицината хелативните лиганди се използват за капсулиране на гадолиниеви йони, за да се предотврати навлизането на човешки тъкани.
Gadolinium има силен магнитокалоричен ефект при стайна температура и температурата му варира в зависимост от интензивността на магнитното поле, което извежда интересно приложение - магнитно охлаждане. По време на процеса на хладилник, поради ориентацията на магнитния дипол, магнитният материал ще се загрее под определено външно магнитно поле. Когато магнитното поле бъде отстранено и изолирано, температурата на материала намалява. Този вид магнитно охлаждане може да намали използването на хладилни агенти като фреон и да се охлади бързо. Понастоящем светът се опитва да разработи прилагането на гадолиний и неговите сплави в това поле и да произведе малък и ефективен магнитен охладител. При използването на гадолиний могат да се постигнат ултра ниски температури, така че гадолиний е известен още като „най-студен метал в света“.
Gadolinium Isotopes GD-155 и GD-157 имат най-голямото напречно сечение на термично неутронното абсорбция сред всички естествени изотопи и могат да използват малко количество гадолиний за контрол на нормалната работа на ядрените реактори. По този начин се родиха светлинни водни реактори на основата на гадолиний и прът за управление на гадолиний, което може да подобри безопасността на ядрените реактори, като същевременно намалява разходите.
Gadolinium също има отлични оптични свойства и може да се използва за направата на оптични изолатори, подобни на диодите в вериги, известни също като светлинни диоди. Този тип светлинен диод не само позволява да премине светлината в една посока, но и блокира отражението на ехото в оптичното влакно, като гарантира чистотата на оптичното предаване на сигнала и подобряване на ефективността на предаване на светлинните вълни. Gadolinium gallium гранат е един от най -добрите субстратни материали за изработка на оптични изолатори.
Време за публикация: 06-2023 юли