Гадолиний, элемент 64 периодической таблицы.
Лантанойд в периодическом таблице представляет собой большую семью, и их химические свойства очень похожи друг на друга, поэтому их трудно разделить. В 1789 году финский химик Джон Гадолин получил оксид металла и обнаружил первое оксид редкоземелью -Иттрий (III) оксидБлагодаря анализу открытие истории открытий редкоземельных элементов. В 1880 году шведский ученый Demeriak обнаружил два новых элемента, один из которых был позже подтвержденсамарийи другой был официально идентифицирован как новый элемент, гадолиний, после очищения французского химика Дебюва Боделенд.
Элемент гадолиния происходит из кремниевой бериллийской гадолинии, которая является дешевой, мягкой по текстуре, хорошей в пластичности, магнитной при комнатной температуре и является относительно активным редкоземельным элементом. Он относительно стабилен в сухом воздухе, но теряет свой блеск в влажности, образуя свободную и легко отстраненную чешуйку, как белые оксиды. Когда он сжигается в воздухе, он может генерировать белые оксиды. Гадолиний медленно реагирует с водой и может растворяться в кислоте с образованием бесцветных солей. Его химические свойства очень похожи на другие лантаноиды, но его оптические и магнитные свойства немного разные. Гадолиний представляет собой парамагнетизм при комнатной температуре и ферромагните после охлаждения. Его характеристики могут быть использованы для улучшения постоянных магнитов.
Используя парамагнетизм гадолиния, произведенный агент гадолиния стал хорошим контрастным агентом для ЯМР. Самостоятельные исследования технологии ядерной магнитно -резонансной томографии были инициированы, и с ней были связаны 6 нобелевских призов. Ядерный магнитный резонанс в основном вызван спиновым движением атомных ядер, и вращение спинового движения различных атомных ядер варьируется. Основываясь на электромагнитных волнах, испускаемых по различным ослаблению в различных структурных средах, можно определить положение и тип атомных ядер, которые составляют этот объект, и можно нарисовать внутреннее структурное изображение объекта. Под действием магнитного поля сигнал технологии ядерной магнитно -резонансной томографии исходит от вращения определенных атомных ядер, таких как ядра водорода в воде. Тем не менее, эти ядра, способные вращения, нагреваются в радиочастотном поле магнитного резонанса, аналогично микроволновой печи, которая обычно ослабляет сигнал технологии магнитно -резонансной томографии. Ион гадолиния не только имеет очень сильный спин -магнитный момент, который помогает вращению атомного ядра, улучшает вероятность распознавания больной ткани, но также чудесным образом сохраняется прохладно. Тем не менее, гадолиний обладает определенной токсичностью, и в медицине хелатирующие лиганды используются для инкапсуляции ионов гадолиния, чтобы предотвратить их вступление в ткани человека.
Гадолиний обладает сильным магнитокалорическим эффектом при комнатной температуре, и его температура варьируется в зависимости от интенсивности магнитного поля, что поднимает интересное применение - магнитное охлаждение. В процессе охлаждения, из -за ориентации магнитного диполя, магнитный материал будет нагреваться под определенным внешним магнитным полем. Когда магнитное поле удаляется и изолировано, температура материала уменьшается. Этот вид магнитного охлаждения может уменьшить использование хладагентов, таких как Фреон, и быстро остыть. В настоящее время мир пытается разработать применение гадолиния и его сплавов в этой области и производит небольшой и эффективный магнитный кулер. При использовании гадолиния могут быть достигнуты ультра-низкие температуры, поэтому гадолиний также известен как «самый холодный металл в мире».
Изотопы гадолиния GD-155 и GD-157 имеют наибольшее поперечное сечение поглощения теплового нейтрона среди всех натуральных изотопов и могут использовать небольшое количество гадолиния для контроля нормальной работы ядерных реакторов. Таким образом, родились реакторы легкой воды на основе гадолиния и контрольный стержень гадолиния, которые могут повысить безопасность ядерных реакторов при снижении затрат.
Гадолиний также обладает отличными оптическими свойствами и может использоваться для создания оптических изоляторов, аналогичных диодам в цепях, также известных как светодиоды. Этот тип светоизлучающего диода не только позволяет свету проходить в одном направлении, но и блокирует отражение эхо в оптическом волокне, обеспечивая чистоту передачи оптического сигнала и повышение эффективности передачи световых волн. Gadolinium Gallium Garnet является одним из лучших субстратных материалов для изготовления оптических изоляторов.
Время сообщения: июль-06-2023