Gadolinium, Element 64 vum Periodesystem.
Lanthanide am Periodesystem ass eng grouss Famill, an hir chemesch Eegeschafte si ganz ähnlech mateneen, sou datt et schwéier ass se ze trennen. Am Joer 1789 krut de finnesche Chemiker John Gadolin e Metalloxid an entdeckt dat éischt selten Äerdoxid -Yttrium(III)oxidduerch Analyse, Ouverture der Entdeckung Geschicht vun seelen Äerd Elementer. Am Joer 1880 huet de schwedesche Wëssenschaftler Demerak zwee nei Elementer entdeckt, vun deenen ee spéider bestätegt gouf.samarium, an déi aner gouf offiziell als neit Element identifizéiert, Gadolinium, nodeems se vum franséische Chemiker Debuwa Bodeland gereinegt ginn.
Gadolinium Element staamt aus Silizium Beryllium Gadolinium Äerz, dat ass bëlleg, mëll an Textur, gutt an Duktilitéit, magnetesch bei Raumtemperatur, an ass e relativ aktiv seelen Äerd Element. Et ass relativ stabil an der dréchener Loft, awer verléiert säi Glanz a Fiichtegkeet, a formt lëschteg a liicht ofgebaute Flakelen wéi wäiss Oxiden. Wann et an der Loft verbrannt gëtt, kann et wäiss Oxide generéieren. Gadolinium reagéiert lues mat Waasser a kann an Säure opléisen fir faarweg Salze ze bilden. Seng chemesch Eegeschafte si ganz ähnlech wéi aner Lanthanide, awer seng optesch a magnetesch Eegeschafte si liicht anescht. Gadolinium ass Paramagnetismus bei Raumtemperatur a ferromagnetesch no Ofkillung. Seng Charakteristike kënne benotzt ginn fir permanent Magnete ze verbesseren.
Mat Hëllef vum Paramagnetismus vu Gadolinium ass de produzéierte Gadolinium Agent e gudde Kontrastmëttel fir NMR ginn. D'Selbstfuerschung vun der Nuklearmagnetescher Resonanz-Imaging Technologie gouf initiéiert, an et goufen 6 Nobelpräisser domat verbonnen. Nuklear magnetesch Resonanz gëtt haaptsächlech vun der Spinbewegung vun Atomkäre verursaacht, an d'Spinbewegung vu verschiddenen Atomkäre variéiert. Baséierend op den elektromagnetesche Wellen, déi duerch ënnerschiddlech Dämpfung a verschiddene strukturellen Ëmfeld emittéiert ginn, kënnen d'Positioun an d'Aart vun den Atomkären, déi dësen Objet ausmaachen, bestëmmt ginn, an dat internt strukturellt Bild vum Objet kann gezeechent ginn. Ënnert der Handlung vun engem Magnéitfeld kënnt d'Signal vun der Atommagnetescher Resonanz Imaging Technologie aus dem Spin vu bestëmmten Atomkäre, wéi Waasserstoffkären am Waasser. Wéi och ëmmer, dës Spin-fähig Käre ginn am RF Feld vun der magnetescher Resonanz erhëtzt, ähnlech wéi e Mikrowellenofen, wat typesch d'Signal vun der magnetescher Resonanzbildungstechnologie schwächt. Gadolinium-Ion huet net nëmmen e ganz staarken Spin-magnetesche Moment, deen d'Spin vum Atomkär hëlleft, verbessert d'Unerkennungswahrscheinlechkeet vu krankem Tissu, awer och wonnerbar cool hält. Wéi och ëmmer, Gadolinium huet gewësse Toxizitéit, an an der Medizin gi chelatéierende Liganden benotzt fir Gadoliniumionen ze kapselen fir ze verhënneren datt se an mënschlecht Stoffer erakommen.
Gadolinium huet e staarken magnetokaloreschen Effekt bei Raumtemperatur, a seng Temperatur variéiert mat der Intensitéit vum Magnéitfeld, wat eng interessant Applikatioun bréngt - magnetesch Kälte. Wärend dem Kälteprozess, wéinst der Orientéierung vum magnetesche Dipol, wäert d'magnetescht Material ënner engem bestëmmten externe Magnéitfeld erwiermen. Wann d'Magnéitfeld ewechgeholl an isoléiert ass, geet d'Materialtemperatur erof. Dës Aart vu magnetescher Ofkillung kann d'Benotzung vu Kältemëttel wéi Freon reduzéieren a séier ofkillen. Am Moment probéiert d'Welt d'Applikatioun vu Gadolinium a seng Legierungen an dësem Beräich z'entwéckelen an e klengen an effiziente Magnéitkühler ze produzéieren. Ënnert der Benotzung vu Gadolinium kënnen ultra-niddreg Temperaturen erreecht ginn, sou datt Gadolinium och als "kalst Metal vun der Welt" bekannt ass.
Gadolinium Isotopen Gd-155 an Gd-157 hunn de gréisste thermesch Neutron Absorptioun Querschnëtt ënnert all natierlech Isotopen, a kann eng kleng Quantitéit vun Gadolinium benotzen der normal Operatioun vun Atomreaktoren ze kontrolléieren. Sou goufen Gadolinium-baséiert Liichtwaasserreaktoren a Gadolinium Kontrollstab gebuer, wat d'Sécherheet vun Atomreaktoren verbessert an d'Käschte reduzéiert.
Gadolinium huet och exzellent optesch Eegeschaften a kënne benotzt ginn fir optesch Isolatoren ze maachen, ähnlech wéi Dioden a Circuiten, och bekannt als Liichtdioden. Dës Aart vu Liichtdiode léisst net nëmmen d'Liicht an eng Richtung passéieren, awer blockéiert och d'Reflexioun vun Echoen an der optescher Faser, fir d'Rengheet vun der optescher Signaliwwerdroung ze garantéieren an d'Transmissiounseffizienz vun de Liichtwellen ze verbesseren. Gadolinium Gallium Granat ass ee vun de beschte Substratmaterialien fir optesch Isolatoren ze maachen.
Post Zäit: Jul-06-2023