Гадолиниум, елемент 64 од периодниот систем.
Лантанидите во периодниот систем се големо семејство, а нивните хемиски својства се многу слични едни на други, па затоа е тешко да се одвојат. Во 1789 година, финскиот хемичар Џон Гадолин добил метален оксид и го открил првиот оксид од ретка земја -Итриум (III) оксидпреку анализа, отворајќи ја историјата на откривање на елементите на ретки земји. Во 1880 година, шведскиот научник Демериак откри два нови елементи, од кои подоцна беше потврдено дека есамариум, а другиот беше официјално идентификуван како нов елемент, гадолиниум, откако беше прочистен од францускиот хемичар Дебува Боделанд.
Елементот на гадолиниум потекнува од силиконска берилиум гадолиниумска руда, која е евтина, мека по текстура, добра еластичност, магнетна на собна температура и е релативно активен елемент од ретка земја. Релативно е стабилен на сув воздух, но го губи својот сјај при влажност, формирајќи лабави и лесно одлепливи снегулки како бели оксиди. Кога гори во воздух, може да генерира бели оксиди. Гадолиниум полека реагира со вода и може да се раствори во киселина за да формира безбојни соли. Неговите хемиски својства се многу слични со другите лантаниди, но неговите оптички и магнетни својства се малку различни. Гадолиниумот е парамагнетизам на собна температура и феромагнетен по ладењето. Неговите карактеристики може да се користат за подобрување на постојаните магнети.
Користејќи го парамагнетизмот на гадолиниум, произведениот агенс на гадолиниум стана добар контрастно средство за NMR. Започнато е самоистражување на технологијата за нуклеарна магнетна резонанца, а поврзани со тоа има и 6 Нобелови награди. Нуклеарната магнетна резонанца главно е предизвикана од спин движењето на атомските јадра, а спин движењето на различни атомски јадра варира. Врз основа на електромагнетните бранови што се емитуваат од различно слабеење во различни структурни средини, може да се одреди позицијата и видот на атомските јадра што го сочинуваат овој објект и да се нацрта внатрешната структурална слика на објектот. Под дејство на магнетно поле, сигналот на технологијата за нуклеарна магнетна резонанца доаѓа од спинот на одредени атомски јадра, како што се јадрата на водородот во водата. Сепак, овие јадра способни за центрифугирање се загреваат во RF полето на магнетна резонанца, слично на микробранова печка, што обично го ослабува сигналот на технологијата за магнетна резонанца. Јонот на гадолиниум не само што има многу силен Spin магнетен момент, кој го помага вртењето на атомското јадро, ја подобрува веројатноста за препознавање на заболеното ткиво, туку и чудесно го одржува ладно. Сепак, гадолиниумот има одредена токсичност, а во медицината, хелатни лиганди се користат за да се инкапсулираат јоните на гадолиниум за да се спречи нивното навлегување во човечките ткива.
Гадолиниумот има силно магнетокалорично дејство на собна температура, а неговата температура варира со интензитетот на магнетното поле, што носи интересна примена - магнетно ладење. За време на процесот на ладење, поради ориентацијата на магнетниот дипол, магнетниот материјал ќе се загрее под одредено надворешно магнетно поле. Кога магнетното поле е отстрането и изолирано, температурата на материјалот се намалува. Овој вид на магнетно ладење може да ја намали употребата на средства за ладење како што е фреон и брзо да се олади. Во моментов, светот се обидува да развие примена на гадолиниум и неговите легури на ова поле и да произведе мал и ефикасен магнетен ладилник. Со употреба на гадолиниум, може да се постигнат ултра ниски температури, па гадолиниумот е познат и како „најстудениот метал во светот“.
Изотопите на гадолиниум Gd-155 и Gd-157 имаат најголем пресек на термичка апсорпција на неутрони меѓу сите природни изотопи и можат да користат мала количина на гадолиниум за контрола на нормалната работа на нуклеарните реактори. Така, се родиле реактори за лесна вода базирани на гадолиниум и контролна шипка гадолиниум, кои можат да ја подобрат безбедноста на нуклеарните реактори додека ги намалуваат трошоците.
Гадолиниум, исто така, има одлични оптички својства и може да се користи за правење оптички изолатори, слични на диодите во кола, познати и како диоди што емитуваат светлина. Овој тип на диоди што емитуваат светлина не само што дозволува светлината да помине во една насока, туку и го блокира одразот на ехото во оптичкото влакно, обезбедувајќи чистота на пренос на оптички сигнал и подобрување на ефикасноста на преносот на светлосните бранови. Гадолиниум галиум гранат е еден од најдобрите материјали за подлога за изработка на оптички изолатори.
Време на објавување: јули-06-2023 година