Գադոլինիում. Աշխարհի ամենացուրտ մետաղը

Գադոլինիում, պարբերական աղյուսակի տարր 64-ը:

Պարբերական աղյուսակում գտնվող Lanthanide- ը մեծ ընտանիք է, եւ նրանց քիմիական հատկությունները շատ նման են միմյանց, ուստի դժվար է դրանք առանձնացնել: 1789-ին ֆիննական քիմիկոս John ոն Գադոլինը ստացավ մետաղական օքսիդ եւ հայտնաբերեց առաջին հազվագյուտ հողային օքսիդը -Yttrium (iii) օքսիդՎերլուծության միջոցով բացելով հազվագյուտ երկրային տարրերի հայտնաբերման պատմությունը: 1880-ին շվեդացի գիտնական Դեմերյակը հայտնաբերեց երկու նոր տարր, որոնցից հետո ավելի ուշ հաստատվեցսամարիԵվ մյուսը պաշտոնապես ճանաչվեց որպես նոր տարր, Գադոլինիում, ֆրանսիացի քիմիկոս Դեբուվային մարմնականի կողմից մաքրվելուց հետո:

Gadolinium տարրը ծագում է սիլիկոնային բերիլիումի գադոլինիումի հանքաքարից, որը էժան է, փափուկ հյուսվածքով, լավ է ճկունության մեջ, մագնիսական սենյակային ջերմաստիճանում: Այն համեմատաբար կայուն է չոր օդում, բայց կորցնում է իր փայլը խոնավության մեջ, կազմելով չամրացված եւ հեշտությամբ առանձնացված փաթիլ սպիտակ օքսիդների նման: Օդը այրվելիս այն կարող է առաջացնել սպիտակ օքսիդներ: Գադոլինիումը դանդաղորեն արձագանքում է ջրով եւ կարող է թթվով լուծարել `անգույն աղեր ձեւավորելու համար: Դրա քիմիական հատկությունները շատ նման են այլ լանգանիդին, բայց դրա օպտիկական եւ մագնիսական հատկությունները մի փոքր այլ են: Գադոլինիումը պարամագնիսիզմ է սենյակային ջերմաստիճանում եւ Ferromagnetic- ը սառեցման հետեւից: Դրա բնութագրերը կարող են օգտագործվել մշտական ​​մագնիսների բարելավման համար:

Գադոլինիումի պարամագնիսիզմի օգտագործմամբ, արտադրված GADOLINIUM գործակալը դարձել է NMR- ի լավ հակադրություն գործակալ: Նախաձեռնվել է միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային պատկերապատման տեխնոլոգիայի ինքնուրույն հետազոտությունը, եւ դրա հետ կապված եղել են 6 Նոբելյան մրցանակ: Միջուկային մագնիսական ռեզոնանսը հիմնականում պայմանավորված է ատոմային միջուկների պտտվող շարժումով, եւ տարբեր ատոմային միջուկների պտտվող շարժումը տատանվում է: Հիմք ընդունելով տարբեր կառուցվածքային միջավայրերում տարբեր թուլացումներով արտանետվող էլեկտրամագնիսական ալիքների, այդ օբյեկտը կազմող ատոմային միջուկների դիրքն ու տեսակը կարող է որոշվել, եւ օբյեկտի ներքին կառուցվածքային պատկերը կարող է նկարվել: Մագնիսական դաշտի ակցիայի համաձայն, միջուկային մագնիսական ռեզոնանսային պատկերապատման տեխնոլոգիայի ազդանշանը գալիս է որոշակի ատոմային միջուկների պտտությունից, ինչպիսիք են ջրածնի միջուկը ջրի մեջ: Այնուամենայնիվ, այս Spin- ի ընդունակ միջուկները ջեռուցվում են մագնիսական ռեզոնանսի ՌԴ դաշտում, որը նման է միկրոալիքային վառարանին, որը սովորաբար թուլացնում է մագնիսական ռեզոնանսային պատկերապատման տեխնոլոգիայի ազդանշանը: Gadolinium Ion- ը ոչ միայն ունի շատ ուժեղ պտտվող մագնիսական պահ, որն օգնում է ատոմային միջուկի պտտմանը, բարելավում է հիվանդ հյուսվածքի ճանաչման հավանականությունը, բայց նաեւ հրաշքով զով է պահում: Այնուամենայնիվ, Gadolinium- ը ունի որոշակի թունավորություն, իսկ բժշկության մեջ, շողոքորթ լիգաններն օգտագործվում են գլոլինիում իոններ ծածկելու համար `կանխելու համար նրանց մարդու հյուսվածքներ մուտք գործելու համար:

Գադոլինիումը ունի ուժեղ մագնիսական կենտրոնական ազդեցություն սենյակային ջերմաստիճանում, եւ դրա ջերմաստիճանը տատանվում է մագնիսական դաշտի ինտենսիվությամբ, ինչը բերում է հետաքրքիր դիմում `մագնիսական սառնարան: Սառնարանային գործընթացի ընթացքում մագնիսական դիակի կողմնորոշման շնորհիվ մագնիսական նյութը կտրամադրվի որոշակի արտաքին մագնիսական դաշտի տակ: Երբ մագնիսական դաշտը հանվում եւ մեկուսացվում է, նյութական ջերմաստիճանը նվազում է: Այս տեսակի մագնիսական հովացումը կարող է նվազեցնել սառնագենտների օգտագործումը, ինչպիսիք են Freon- ը եւ արագորեն սառչում: Ներկայումս աշխարհը փորձում է մշակել Գադոլինիումի եւ դրա համաձուլվածքների կիրառումը այս ոլորտում եւ արտադրել փոքր եւ արդյունավետ մագնիսական հովացուցիչ: Գադոլինիումի օգտագործման ներքո, ուլտրա ցածր ջերմաստիճանը կարելի է հասնել, ուստի Գադոլինիումը հայտնի է նաեւ որպես «աշխարհի ամենացուրտ մետաղ»:

GADOLINIUM ISOTOPES GD-155 եւ GD-157- ը բոլոր բնական iSotopes- ի շրջանում ունի ամենամեծ ջերմային նեյտրոնային կլանման խաչմերուկը եւ կարող է օգտագործել փոքր քանակությամբ Գադոլինիում `միջուկային ռեակտորների բնականոն աշխատանքը վերահսկելու համար: Այսպիսով, ծնվել են Gadolinium- ի վրա հիմնված թեթեւ ջրային ռեակտորներ եւ Գադոլինիումի կառավարման գավազան, ինչը կարող է բարելավել միջուկային ռեակտորների անվտանգությունը ծախսերը նվազեցնելիս:

Գադոլինիումը ունի նաեւ հիանալի օպտիկական հատկություններ եւ կարող է օգտագործվել օպտիկական մեկուսարաններ պատրաստելու համար, որոնք նման են սխեմաների դիոդների, ինչպես նաեւ հայտնի են որպես թեթեւ արտանետող դիոդներ: Լույսի արտանետող դիոդի այս տեսակը ոչ միայն թույլ է տալիս լույս անցնել մեկ ուղղությամբ, այլեւ արգելափակում է օպտիկական մանրաթելերում արձագանքների արտացոլումը, ապահովելով օպտիկական ազդանշանային փոխանցման մաքրությունը եւ թեթեւ ալիքների փոխանցման արդյունավետության բարելավումը: GADOLINIUM GALLIUM GARNET- ը օպտիկական մեկուսարան պատրաստելու լավագույն ենթաշերտ նյութերից մեկն է: