Gadolinyum, periyodik tablonun 64. elementi.
Periyodik tablodaki lantanitler geniş bir ailedir ve kimyasal özellikleri birbirine çok benzer olduğundan onları ayırmak zordur. 1789'da Finlandiyalı kimyager John Gadolin bir metal oksit elde etti ve ilk nadir toprak oksidini keşfetti.İtriyum(III) oksitanaliz yoluyla nadir toprak elementlerinin keşif geçmişinin açılması. 1880'de İsveçli bilim adamı Demeriak iki yeni element keşfetti; bunlardan birinin daha sonra doğrulandığı doğrulandı.samaryumDiğeri ise Fransız kimyager Debuwa Bodeland tarafından saflaştırıldıktan sonra resmi olarak yeni bir element olan gadolinyum olarak tanımlandı.
Gadolinyum elementi, ucuz, yumuşak dokulu, sünekliği iyi, oda sıcaklığında manyetik olan ve nispeten aktif bir nadir toprak elementi olan silikon berilyum gadolinyum cevherinden kaynaklanır. Kuru havada nispeten stabildir, ancak nemde parlaklığını kaybederek beyaz oksitler gibi gevşek ve kolayca ayrılan pullar oluşturur. Havada yakıldığında beyaz oksitler oluşturabilir. Gadolinyum suyla yavaşça reaksiyona girer ve asit içinde çözünerek renksiz tuzlar oluşturabilir. Kimyasal özellikleri diğer Lantanitlere çok benzer ancak optik ve manyetik özellikleri biraz farklıdır. Gadolinyum oda sıcaklığında Paramanyetizmadır ve soğuduktan sonra ferromanyetiktir. Özellikleri kalıcı mıknatısları geliştirmek için kullanılabilir.
Gadolinyumun Paramanyetizmasını kullanarak üretilen gadolinyum maddesi, NMR için iyi bir kontrast maddesi haline geldi. Nükleer manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin öz araştırması başlatıldı ve bununla ilgili 6 Nobel Ödülü verildi. Nükleer manyetik rezonans esas olarak atom çekirdeğinin dönme hareketinden kaynaklanır ve farklı atom çekirdeklerinin dönme hareketi değişiklik gösterir. Farklı yapısal ortamlarda, farklı zayıflamalarla yayılan elektromanyetik dalgalara dayanarak, bu nesneyi oluşturan atom çekirdeklerinin konumu ve türü belirlenerek, nesnenin iç yapısal görüntüsü çizilebilir. Manyetik alanın etkisi altında, nükleer manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin sinyali, sudaki hidrojen çekirdekleri gibi belirli atom çekirdeklerinin dönüşünden gelir. Bununla birlikte, bu dönme yeteneğine sahip çekirdekler, mikrodalga fırına benzer şekilde manyetik rezonansın RF alanında ısıtılır ve bu, tipik olarak manyetik rezonans görüntüleme teknolojisinin sinyalini zayıflatır. Gadolinyum iyonu, atom çekirdeğinin dönmesine yardımcı olan, hastalıklı dokunun tanınma olasılığını artıran çok güçlü bir Spin manyetik momentine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda mucizevi bir şekilde serin tutar. Bununla birlikte, gadolinyumun belirli bir toksisitesi vardır ve tıpta, gadolinyum iyonlarını insan dokularına girmelerini önlemek için kapsüllemek için şelatlayıcı ligandlar kullanılır.
Gadolinyumun oda sıcaklığında güçlü bir manyetokalorik etkisi vardır ve sıcaklığı, manyetik alanın yoğunluğuna göre değişir; bu da ilginç bir uygulama olan manyetik soğutmayı gündeme getirir. Soğutma işlemi sırasında manyetik dipolün yönelimi nedeniyle manyetik malzeme belirli bir dış manyetik alan altında ısınacaktır. Manyetik alan kaldırılıp yalıtıldığında malzeme sıcaklığı düşer. Bu tür manyetik soğutma, Freon gibi soğutucu akışkanların kullanımını azaltabilir ve hızla soğuyabilir. Şu anda dünya gadolinyum ve alaşımlarının bu alandaki uygulamalarını geliştirmeye, küçük ve verimli bir manyetik soğutucu üretmeye çalışıyor. Gadolinyum kullanıldığında ultra düşük sıcaklıklara ulaşılabilir, bu nedenle gadolinyum "dünyanın en soğuk metali" olarak da bilinir.
Gadolinyum izotopları Gd-155 ve Gd-157, tüm Doğal izotoplar arasında en büyük termal nötron Emilim kesitine sahiptir ve nükleer reaktörlerin normal çalışmasını kontrol etmek için az miktarda gadolinyum kullanabilir. Böylece, maliyetleri düşürürken 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 tür ışık yayan diyot, ışığın yalnızca bir yönde 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 alt tabaka malzemelerinden biridir.
Gönderim zamanı: Temmuz-06-2023