Gadolinyum, periyodik tablonun elemanı 64.
Periyodik tablodaki lantanid büyük bir ailedir ve kimyasal özellikleri birbirine çok benzer, bu yüzden bunları ayırmak zordur. 1789'da Fin kimyager John Gadolin metal oksit aldı ve ilk nadir toprak oksitini keşfetti -Yttrium (iii) oksitAnaliz yoluyla, nadir toprak elemanlarının keşif geçmişini açar. 1880'de İsveç bilim adamı Demeriak, biri daha sonra onaylanan iki yeni unsur keşfetti.samaryumve diğeri, Fransız kimyager Debuwa Bodeland tarafından saflaştırıldıktan sonra resmi olarak yeni bir unsur olan Gadolinium olarak tanımlandı.
Gadolinyum elemanı, ucuz, doku yumuşak, süneklik bakımından iyi, oda sıcaklığında manyetik olan ve nispeten aktif nadir bir toprak elemanı olan silikon berilyum gadolinyum cevherinden kaynaklanır. Kuru havada nispeten stabildir, ancak nemdeki parlaklığını kaybeder, beyaz oksitler gibi gevşek ve kolayca ayrılmış pul oluşturur. Havada yakıldığında beyaz oksitler üretebilir. Gadolinyum su ile yavaş tepki verir ve renksiz tuzlar oluşturmak için asit içinde çözülebilir. Kimyasal özellikleri diğer lantanide çok benzer, ancak optik ve manyetik özellikleri biraz farklıdır. Gadolinyum, oda sıcaklığında paramanyetizma ve soğutulduktan sonra ferromanyetiktir. Özellikleri kalıcı mıknatısları geliştirmek için kullanılabilir.
Gadolinyumun paramanyetizmasını kullanan, üretilen gadolinyum ajanı NMR için iyi bir kontrast ajanı haline gelmiştir. Nükleer manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin kendi araştırması başlatılmıştır ve bununla ilgili 6 Nobel Ödül olmuştur. Nükleer manyetik rezonans esas olarak atomik çekirdeklerin spin hareketinden kaynaklanır ve farklı atomik çekirdeklerin spin hareketi değişir. Farklı yapısal ortamlarda farklı zayıflama ile yayılan elektromanyetik dalgalara dayanarak, bu nesneyi oluşturan atomik çekirdeklerin konumu ve tipi belirlenebilir ve nesnenin iç yapısal görüntüsü çizilebilir. Manyetik bir alanın etkisi altında, nükleer manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin sinyali, sudaki hidrojen çekirdekleri gibi bazı atomik çekirdeklerin dönüşünden gelir. Bununla birlikte, bu spin yetenekli çekirdekler, tipik olarak manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin sinyalini zayıflatan bir mikrodalga fırına benzer şekilde manyetik rezonans RF alanında ısıtılır. Gadolinyum iyonu sadece atomik çekirdeğin dönüşüne yardımcı olan çok güçlü bir spin manyetik momentine sahip olmakla kalmaz, hastalıklı dokunun tanıma olasılığını artırır, aynı zamanda mucizevi bir şekilde serin tutar. Bununla birlikte, gadolinyum kesin bir toksisiteye sahiptir ve tıpta, insan dokularına girmelerini önlemek için gadolinyum iyonlarını kapsüllemek için şelatlama ligandları kullanılır.
Gadolinyum, oda sıcaklığında güçlü bir manyetokalorik etkiye sahiptir ve sıcaklığı, ilginç bir uygulama - manyetik soğutma getiren manyetik alanın yoğunluğuna göre değişir. Soğutma işlemi sırasında, manyetik dipolün yönlendirilmesi nedeniyle, manyetik malzeme belirli bir harici manyetik alanın altında ısınır. Manyetik alan çıkarıldığında ve yalıtıldığında, malzeme sıcaklığı azalır. Bu tür manyetik soğutma, freon gibi soğutucu akışkanların kullanımını azaltabilir ve hızla soğuyabilir. Şu anda, dünya bu alandaki gadolinyum ve alaşımlarının uygulanmasını geliştirmeye ve küçük ve verimli bir manyetik soğutucu üretmeye çalışıyor. Gadolinyum kullanımı altında, ultra düşük sıcaklıklar elde edilebilir, bu nedenle gadolinyum "dünyanın en soğuk metal" olarak da bilinir.
Gadolinyum izotopları GD-155 ve GD-157, tüm doğal izotoplar arasında en büyük termal nötron absorpsiyon kesitine sahiptir ve nükleer reaktörlerin normal operasyonunu kontrol etmek için az miktarda gadolinyum kullanabilir. Böylece, maliyetleri azaltırken nükleer reaktörlerin güvenliğini artırabilen gadolinyum bazlı hafif su reaktörleri ve gadolinyum kontrol çubuğu doğdu.
Gadolinyum ayrıca mükemmel optik özelliklere sahiptir ve ışık yayan diyotlar olarak da bilinen devrelerdeki diyotlara benzer optik izolatörler yapmak için kullanılabilir. Bu tip ışık yayan diyot sadece ışığın bir yönden geçmesine izin vermekle kalmaz, aynı zamanda optik fiberdeki yankıların yansımasını da engelleyerek optik sinyal iletiminin saflığını sağlar ve ışık dalgalarının iletim verimliliğini artırır. Gadolinyum galyum garnet, optik izolatörler yapmak için en iyi substrat malzemelerinden biridir.
Gönderme Zamanı: Tem-06-2023