ગેડોલિનિયમ: વિશ્વની સૌથી ઠંડી ધાતુ

Gાળ, સામયિક કોષ્ટકનું તત્વ 64.

સામયિક કોષ્ટકમાં લ nt ન્થનાઇડ એક વિશાળ કુટુંબ છે, અને તેમની રાસાયણિક ગુણધર્મો એકબીજા સાથે ખૂબ સમાન છે, તેથી તેમને અલગ કરવું મુશ્કેલ છે. 1789 માં, ફિનિશ રસાયણશાસ્ત્રી જ્હોન ગેડોલીને મેટલ ox કસાઈડ મેળવ્યો અને પ્રથમ દુર્લભ પૃથ્વી ox કસાઈડ શોધી કા .્યો -Yttrium (iii) ox કસાઈડવિશ્લેષણ દ્વારા, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો શોધ ઇતિહાસ ખોલીને. 1880 માં, સ્વીડિશ વૈજ્ entist ાનિક ડીમેરિયાકે બે નવા તત્વો શોધી કા .્યા, જેમાંથી એક પછીથી પુષ્ટિ થઈસાથોસાથ, અને બીજાને ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી દેબવા બોડલેન્ડ દ્વારા શુદ્ધ કર્યા પછી, ગેડોલિનિયમ, નવા તત્વ તરીકે સત્તાવાર રીતે ઓળખવામાં આવી.

ગેડોલિનિયમ તત્વ સિલિકોન બેરિલિયમ ગેડોલિનિયમ ઓરથી ઉદ્ભવે છે, જે સસ્તું છે, રચનામાં નરમ છે, નળીમાં સારું છે, ઓરડાના તાપમાને ચુંબકીય છે, અને તે પ્રમાણમાં સક્રિય દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ છે. તે શુષ્ક હવામાં પ્રમાણમાં સ્થિર છે, પરંતુ ભેજમાં તેની ચમક ગુમાવે છે, સફેદ ox ક્સાઇડની જેમ છૂટક અને સરળતાથી અલગ ફ્લેક બનાવે છે. જ્યારે હવામાં બળી જાય છે, ત્યારે તે સફેદ ox કસાઈડ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. ગેડોલિનિયમ પાણીથી ધીમે ધીમે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને રંગહીન ક્ષાર બનાવવા માટે એસિડમાં વિસર્જન કરી શકે છે. તેના રાસાયણિક ગુણધર્મો અન્ય લેન્થેનાઇડ સાથે ખૂબ સમાન છે, પરંતુ તેની opt પ્ટિકલ અને ચુંબકીય ગુણધર્મો થોડી અલગ છે. ગેડોલિનિયમ એ ઓરડાના તાપમાને અને ઠંડક પછી ફેરોમેગ્નેટિક પર પેરામેગ્નેટિઝમ છે. તેની લાક્ષણિકતાઓ કાયમી ચુંબકને સુધારવા માટે વાપરી શકાય છે.

ગેડોલિનિયમના પેરામેગ્નેટિઝમનો ઉપયોગ કરીને, ઉત્પાદિત ગેડોલિનિયમ એજન્ટ એનએમઆર માટે એક સારો કોન્ટ્રાસ્ટ એજન્ટ બની ગયો છે. પરમાણુ ચુંબકીય રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ તકનીકનું સ્વ -સંશોધન શરૂ કરવામાં આવ્યું છે, અને તેનાથી સંબંધિત 6 નોબેલ ઇનામ છે. પરમાણુ ચુંબકીય પડઘો મુખ્યત્વે અણુ ન્યુક્લીની સ્પિન ગતિને કારણે થાય છે, અને વિવિધ અણુ ન્યુક્લીની સ્પિન ગતિ બદલાય છે. વિવિધ માળખાકીય વાતાવરણમાં વિવિધ ધ્યાન દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના આધારે, આ object બ્જેક્ટ બનાવે છે તે પરમાણુ ન્યુક્લીની સ્થિતિ અને પ્રકાર નક્કી કરી શકાય છે, અને object બ્જેક્ટની આંતરિક માળખાકીય છબી દોરવામાં આવી શકે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ, પરમાણુ ચુંબકીય રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ તકનીકનો સંકેત ચોક્કસ અણુ ન્યુક્લીના સ્પિનમાંથી આવે છે, જેમ કે પાણીમાં હાઇડ્રોજન ન્યુક્લી. જો કે, આ સ્પિન સક્ષમ ન્યુક્લી મેગ્નેટિક રેઝોનન્સના આરએફ ક્ષેત્રમાં ગરમ ​​થાય છે, જે માઇક્રોવેવ પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી જેવી જ છે, જે સામાન્ય રીતે ચુંબકીય રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ તકનીકના સંકેતને નબળી પાડે છે. ગેડોલિનિયમ આયનમાં માત્ર ખૂબ જ મજબૂત સ્પિન ચુંબકીય ક્ષણ નથી, જે અણુ ન્યુક્લિયસના સ્પિનને મદદ કરે છે, રોગગ્રસ્ત પેશીઓની માન્યતા સંભવને સુધારે છે, પરંતુ ચમત્કારિક રીતે ઠંડી પણ રાખે છે. જો કે, ગેડોલિનિયમમાં ચોક્કસ ઝેરી દવા હોય છે, અને દવામાં, ચેલેટીંગ લિગાન્ડ્સનો ઉપયોગ ગેડોલિનિયમ આયનોને માનવ પેશીઓમાં પ્રવેશતા અટકાવવા માટે કરવામાં આવે છે.

ઓરડાના તાપમાને ગેડોલિનિયમની મજબૂત મેગ્નેટ oc લોરિક અસર હોય છે, અને તેનું તાપમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા સાથે બદલાય છે, જે એક રસપ્રદ એપ્લિકેશન લાવે છે - ચુંબકીય રેફ્રિજરેશન. રેફ્રિજરેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન, ચુંબકીય દ્વિધ્રુવીના અભિગમને કારણે, ચુંબકીય સામગ્રી ચોક્કસ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર હેઠળ ગરમ થશે. જ્યારે ચુંબકીય ક્ષેત્રને દૂર કરવામાં આવે છે અને ઇન્સ્યુલેટેડ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સામગ્રીનું તાપમાન ઘટે છે. આ પ્રકારની ચુંબકીય ઠંડક ફ્રીન જેવા રેફ્રિજન્ટ્સનો ઉપયોગ ઘટાડી શકે છે અને ઝડપથી ઠંડુ થઈ શકે છે. હાલમાં, વિશ્વ આ ક્ષેત્રમાં ગેડોલિનિયમ અને તેના એલોયની એપ્લિકેશન વિકસાવવા અને નાના અને કાર્યક્ષમ ચુંબકીય કુલર ઉત્પન્ન કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યું છે. ગેડોલિનિયમના ઉપયોગ હેઠળ, અતિ-નીચા તાપમાન પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, તેથી ગેડોલિનિયમ "વિશ્વની સૌથી ઠંડી ધાતુ" તરીકે પણ ઓળખાય છે.

ગેડોલિનિયમ આઇસોટોપ્સ જીડી -155 અને જીડી -157 એ તમામ કુદરતી આઇસોટોપ્સમાં સૌથી મોટો થર્મલ ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ વિભાગ ધરાવે છે, અને પરમાણુ રિએક્ટરના સામાન્ય કામગીરીને નિયંત્રિત કરવા માટે થોડી માત્રામાં ગેડોલિનિયમનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આમ, ગેડોલિનિયમ આધારિત પ્રકાશ પાણીના રિએક્ટર અને ગેડોલિનિયમ નિયંત્રણ સળિયાનો જન્મ થયો, જે ખર્ચ ઘટાડતી વખતે પરમાણુ રિએક્ટરની સલામતીમાં સુધારો કરી શકે છે.

ગેડોલિનિયમમાં ઉત્તમ opt પ્ટિકલ ગુણધર્મો પણ છે અને તેનો ઉપયોગ opt પ્ટિકલ આઇસોલેટર બનાવવા માટે થઈ શકે છે, જે સર્કિટ્સમાં ડાયોડ્સની જેમ છે, જેને પ્રકાશ-ઉત્સર્જન ડાયોડ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. આ પ્રકારનો પ્રકાશ ઉત્સર્જન ડાયોડ પ્રકાશને ફક્ત એક દિશામાં પસાર કરવાની મંજૂરી આપે છે, પરંતુ opt પ્ટિકલ ફાઇબરમાં પડઘાના પ્રતિબિંબને પણ અવરોધિત કરે છે, ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની શુદ્ધતાને સુનિશ્ચિત કરે છે અને પ્રકાશ તરંગોની ટ્રાન્સમિશન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. Gad પ્ટિકલ આઇસોલેટર બનાવવા માટે ગેડોલિનિયમ ગેલિયમ ગાર્નેટ એ શ્રેષ્ઠ સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી છે.