গ্যাডোলিনিয়াম: বিশ্বের সবচেয়ে শীতল ধাতু

গ্যাডোলিনিয়াম, পর্যায় সারণির উপাদান 64।

পর্যায় সারণীতে ল্যান্থানাইড একটি বৃহত পরিবার এবং তাদের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি একে অপরের সাথে খুব মিল, তাই তাদের আলাদা করা কঠিন। 1789 সালে, ফিনিশ রসায়নবিদ জন গ্যাডোলিন একটি ধাতব অক্সাইড পেয়েছিলেন এবং প্রথম বিরল পৃথিবী অক্সাইড আবিষ্কার করেছিলেন -Yttrium (iii) অক্সাইডবিশ্লেষণের মাধ্যমে, বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির আবিষ্কারের ইতিহাস খোলার। 1880 সালে, সুইডিশ বিজ্ঞানী ডেমেরিয়াক দুটি নতুন উপাদান আবিষ্কার করেছিলেন, যার মধ্যে একটি পরে হওয়ার বিষয়টি নিশ্চিত করা হয়েছিলসামেরিয়াম, এবং অন্যটি ফরাসী রসায়নবিদ দেবুয়া বোডল্যান্ড দ্বারা শুদ্ধ হওয়ার পরে আনুষ্ঠানিকভাবে একটি নতুন উপাদান গ্যাডোলিনিয়াম হিসাবে চিহ্নিত হয়েছিল।

গ্যাডোলিনিয়াম উপাদানটি সিলিকন বেরিলিয়াম গ্যাডোলিনিয়াম আকরিক থেকে উদ্ভূত হয়, যা সস্তা, জমিনে নরম, নমনীয়তায় ভাল, ঘরের তাপমাত্রায় চৌম্বকীয় এবং এটি একটি তুলনামূলকভাবে সক্রিয় বিরল পৃথিবী উপাদান। এটি শুকনো বাতাসে তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল, তবে সাদা অক্সাইডের মতো আলগা এবং সহজেই বিচ্ছিন্ন ফ্লেক গঠন করে আর্দ্রতা হারাতে তার দীপ্তি হারায়। যখন বাতাসে পোড়া হয়, তখন এটি সাদা অক্সাইড তৈরি করতে পারে। গ্যাডোলিনিয়াম জল দিয়ে আস্তে আস্তে প্রতিক্রিয়া জানায় এবং বর্ণহীন লবণ গঠনে অ্যাসিডে দ্রবীভূত হতে পারে। এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি অন্যান্য ল্যান্থানাইডের সাথে খুব মিল, তবে এর অপটিক্যাল এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি কিছুটা আলাদা। গ্যাডোলিনিয়াম হ'ল ঘরের তাপমাত্রায় প্যারাম্যাগনেটিজম এবং শীতল হওয়ার পরে ফেরোম্যাগনেটিক। এর বৈশিষ্ট্যগুলি স্থায়ী চৌম্বকগুলি উন্নত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

গ্যাডোলিনিয়ামের প্যারাম্যাগনেটিজম ব্যবহার করে, উত্পাদিত গ্যাডোলিনিয়াম এজেন্ট এনএমআরের জন্য একটি ভাল বৈপরীত্য এজেন্ট হয়ে উঠেছে। পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং প্রযুক্তির স্ব -গবেষণা শুরু করা হয়েছে এবং এর সাথে সম্পর্কিত 6 টি নোবেল পুরষ্কার রয়েছে। পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন মূলত পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের স্পিন গতির কারণে ঘটে এবং বিভিন্ন পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের স্পিন গতি পরিবর্তিত হয়। বিভিন্ন কাঠামোগত পরিবেশে বিভিন্ন মনোযোগ দ্বারা নির্গত তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গগুলির উপর ভিত্তি করে, এই অবজেক্টটি তৈরি করে এমন পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের অবস্থান এবং ধরণ নির্ধারণ করা যেতে পারে এবং অবজেক্টের অভ্যন্তরীণ কাঠামোগত চিত্র আঁকতে পারে। চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, পারমাণবিক চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং প্রযুক্তির সংকেতটি নির্দিষ্ট পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের স্পিন থেকে আসে, যেমন পানিতে হাইড্রোজেন নিউক্লিয়াস। যাইহোক, এই স্পিন সক্ষম নিউক্লিয়াসটি একটি মাইক্রোওয়েভ ওভেনের অনুরূপ চৌম্বকীয় অনুরণনের আরএফ ক্ষেত্রে উত্তপ্ত হয়, যা সাধারণত চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং প্রযুক্তির সংকেতকে দুর্বল করে। গ্যাডোলিনিয়াম আয়নটিতে কেবল একটি খুব শক্তিশালী স্পিন চৌম্বকীয় মুহূর্তই নেই, যা পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের স্পিনকে সহায়তা করে, রোগাক্রান্ত টিস্যুগুলির স্বীকৃতি সম্ভাবনার উন্নতি করে, তবে অলৌকিকভাবে শীতল রাখে। যাইহোক, গ্যাডোলিনিয়ামের নির্দিষ্ট বিষাক্ততা রয়েছে এবং ওষুধে, চেলটিং লিগান্ডগুলি গ্যাডোলিনিয়াম আয়নগুলিকে মানব টিস্যুগুলিতে প্রবেশ করতে বাধা দেওয়ার জন্য আবদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়।

গ্যাডোলিনিয়ামের ঘরের তাপমাত্রায় একটি শক্তিশালী চৌম্বকীয় প্রভাব রয়েছে এবং এর তাপমাত্রা চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের তীব্রতার সাথে পরিবর্তিত হয়, যা একটি আকর্ষণীয় প্রয়োগ নিয়ে আসে - চৌম্বকীয় রেফ্রিজারেশন। রেফ্রিজারেশন প্রক্রিয়া চলাকালীন, চৌম্বকীয় ডিপোলের ওরিয়েন্টেশনের কারণে চৌম্বকীয় উপাদান একটি নির্দিষ্ট বাহ্যিক চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের অধীনে উত্তপ্ত হয়ে উঠবে। চৌম্বকীয় ক্ষেত্রটি সরানো এবং অন্তরক হয়ে গেলে, উপাদান তাপমাত্রা হ্রাস পায়। এই ধরণের চৌম্বকীয় কুলিং ফ্রেয়নের মতো রেফ্রিজারেন্টগুলির ব্যবহার হ্রাস করতে পারে এবং দ্রুত শীতল হতে পারে। বর্তমানে, বিশ্ব এই ক্ষেত্রে গ্যাডোলিনিয়াম এবং এর অ্যালোগুলির প্রয়োগ বিকাশের চেষ্টা করছে এবং একটি ছোট এবং দক্ষ চৌম্বকীয় কুলার উত্পাদন করছে। গ্যাডোলিনিয়াম ব্যবহারের অধীনে, অতি-নিম্ন তাপমাত্রা অর্জন করা যায়, তাই গ্যাডোলিনিয়াম "বিশ্বের সবচেয়ে শীতল ধাতু" হিসাবেও পরিচিত।

গ্যাডোলিনিয়াম আইসোটোপস জিডি -155 এবং জিডি -157 এর সমস্ত প্রাকৃতিক আইসোটোপগুলির মধ্যে বৃহত্তম তাপীয় নিউট্রন শোষণ ক্রস বিভাগ রয়েছে এবং পারমাণবিক চুল্লিগুলির স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে অল্প পরিমাণে গ্যাডোলিনিয়াম ব্যবহার করতে পারে। সুতরাং, গ্যাডোলিনিয়াম ভিত্তিক হালকা জলের চুল্লি এবং গ্যাডোলিনিয়াম নিয়ন্ত্রণ রডের জন্ম হয়েছিল, যা ব্যয় হ্রাস করার সময় পারমাণবিক চুল্লিগুলির সুরক্ষার উন্নতি করতে পারে।

গ্যাডোলিনিয়ামে দুর্দান্ত অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যও রয়েছে এবং এটি অপটিকাল আইসোলেটরগুলি তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা সার্কিটের ডায়োডের মতো, এটি হালকা-নির্গমনকারী ডায়োড হিসাবেও পরিচিত। এই ধরণের হালকা-নির্গমনকারী ডায়োড কেবল আলোকে এক দিক দিয়ে যেতে দেয় না, তবে অপটিক্যাল ফাইবারের প্রতিধ্বনির প্রতিচ্ছবিও অবরুদ্ধ করে, অপটিক্যাল সিগন্যাল সংক্রমণের বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করে এবং হালকা তরঙ্গগুলির সংক্রমণ দক্ষতা উন্নত করে। গ্যাডোলিনিয়াম গ্যালিয়াম গারনেট অপটিক্যাল বিচ্ছিন্নতা তৈরির জন্য অন্যতম সেরা সাবস্ট্রেট উপকরণ।