گیڈولینیم: دنیا کی سب سے سرد دھات

گڈولینیم، متواتر جدول کا عنصر 64۔

متواتر جدول میں لینتھانائڈ ایک بہت بڑا کنبہ ہے ، اور ان کی کیمیائی خصوصیات ایک دوسرے سے ملتی جلتی ہیں ، لہذا ان کو الگ کرنا مشکل ہے۔ 1789 میں ، فینیش کے کیمسٹ جان گیڈولن نے ایک دھات کا آکسائڈ حاصل کیا اور پہلا نایاب ارتھ آکسائڈ دریافت کیا -یٹریئم (iii) آکسائڈتجزیہ کے ذریعہ ، زمین کے نایاب عناصر کی دریافت کی تاریخ کو کھولنا۔ 1880 میں ، سویڈش کے سائنس دان ڈیمریاک نے دو نئے عناصر دریافت کیے ، جن میں سے ایک کو بعد میں ہونے کی تصدیق ہوگئیسامریئم، اور دوسرے کو فرانسیسی کیمسٹ ڈیبووا بوڈ لینڈ کے ذریعہ پاک کرنے کے بعد ، ایک نئے عنصر ، گڈولینیم کے طور پر باضابطہ طور پر شناخت کیا گیا تھا۔

گیڈولینیم عنصر سلیکن بیریلیم گیڈولینیم ایسک سے نکلتا ہے ، جو سستا ، ساخت میں نرم ، نرمی میں اچھا ، کمرے کے درجہ حرارت پر مقناطیسی ہے ، اور یہ نسبتا active فعال نایاب زمین کا عنصر ہے۔ یہ خشک ہوا میں نسبتا stable مستحکم ہے ، لیکن نمی میں اس کی چمک کھو دیتا ہے ، جس سے سفید آکسائڈ کی طرح ڈھیلے اور آسانی سے علیحدہ فلیک بن جاتا ہے۔ جب ہوا میں جلایا جاتا ہے تو ، یہ سفید آکسائڈس پیدا کرسکتا ہے۔ گیڈولینیم پانی کے ساتھ آہستہ آہستہ رد عمل ظاہر کرتا ہے اور بے رنگ نمکیات کی تشکیل کے ل ach تیزاب میں تحلیل کرسکتا ہے۔ اس کی کیمیائی خصوصیات دوسرے لینتھانائڈ سے بہت ملتی جلتی ہیں ، لیکن اس کی آپٹیکل اور مقناطیسی خصوصیات قدرے مختلف ہیں۔ کمرے کے درجہ حرارت اور ٹھنڈک کے بعد فیرو میگنیٹک پر گیڈولینیم پیرا میگنیٹزم ہے۔ اس کی خصوصیات کو مستقل میگنےٹ کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔

گیڈولینیم کے پیراماگنیٹزم کا استعمال کرتے ہوئے ، تیار کردہ گیڈولینیم ایجنٹ این ایم آر کے لئے ایک اچھا برعکس ایجنٹ بن گیا ہے۔ جوہری مقناطیسی گونج امیجنگ ٹکنالوجی کی خود تحقیق کا آغاز کیا گیا ہے ، اور اس سے متعلق 6 نوبل انعامات ہوئے ہیں۔ جوہری مقناطیسی گونج بنیادی طور پر ایٹم نیوکللی کی اسپن حرکت کی وجہ سے ہوتا ہے ، اور مختلف جوہری نیوکللی کی اسپن حرکت مختلف ہوتی ہے۔ مختلف ساختی ماحول میں مختلف توجہ کے ذریعہ خارج ہونے والی برقی مقناطیسی لہروں کی بنیاد پر ، جوہری نیوکللی کی پوزیشن اور قسم جو اس شے کو تشکیل دیتی ہے اس کا تعین کیا جاسکتا ہے ، اور آبجیکٹ کی اندرونی ساختی شبیہہ کھینچی جاسکتی ہے۔ مقناطیسی فیلڈ کی کارروائی کے تحت ، جوہری مقناطیسی گونج امیجنگ ٹکنالوجی کا اشارہ کچھ جوہری نیوکللی کی اسپن سے آتا ہے ، جیسے پانی میں ہائیڈروجن نیوکللی۔ تاہم ، یہ اسپن کے قابل نیوکللی مقناطیسی گونج کے آر ایف فیلڈ میں گرم کیا جاتا ہے ، جو مائکروویو تندور کی طرح ہوتا ہے ، جو عام طور پر مقناطیسی گونج امیجنگ ٹکنالوجی کے اشارے کو کمزور کرتا ہے۔ گیڈولینیم آئن نہ صرف ایک بہت ہی مضبوط اسپن مقناطیسی لمحہ رکھتے ہیں ، جو ایٹم نیوکلئس کی اسپن میں مدد کرتا ہے ، بیمار ٹشو کی پہچان کے امکان کو بہتر بناتا ہے ، بلکہ معجزانہ طور پر بھی ٹھنڈا رہتا ہے۔ تاہم ، گیڈولینیم میں کچھ زہریلا ہوتا ہے ، اور طب میں ، چیلاٹنگ لیگنڈس کو انسانی ؤتکوں میں داخل ہونے سے روکنے کے لئے گیڈولینیم آئنوں کو انکولیٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

کمرے کے درجہ حرارت پر گیڈولینیم کا ایک مضبوط مقناطیسی اثر ہوتا ہے ، اور اس کا درجہ حرارت مقناطیسی فیلڈ کی شدت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے ، جو ایک دلچسپ اطلاق - مقناطیسی ریفریجریشن لاتا ہے۔ ریفریجریشن کے عمل کے دوران ، مقناطیسی ڈوپول کی واقفیت کی وجہ سے ، مقناطیسی مواد ایک خاص بیرونی مقناطیسی فیلڈ کے تحت گرم ہوجائے گا۔ جب مقناطیسی فیلڈ کو ہٹا دیا جاتا ہے اور موصل ہوجاتا ہے تو ، مادی درجہ حرارت کم ہوجاتا ہے۔ اس طرح کی مقناطیسی ٹھنڈک ریفریجریٹ جیسے فریون کے استعمال کو کم کرسکتی ہے اور تیزی سے ٹھنڈا ہوجاتی ہے۔ اس وقت ، دنیا اس شعبے میں گیڈولینیم اور اس کے مرکب دھاتوں کی درخواست تیار کرنے کی کوشش کر رہی ہے ، اور ایک چھوٹا اور موثر مقناطیسی کولر تیار کرنے کی کوشش کر رہی ہے۔ گیڈولینیم کے استعمال کے تحت ، انتہائی کم درجہ حرارت حاصل کیا جاسکتا ہے ، لہذا گیڈولینیم کو "دنیا کی سب سے زیادہ سرد دھات" کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔

گیڈولینیم آاسوٹوپس جی ڈی 155 اور جی ڈی 157 میں تمام قدرتی آاسوٹوپس کے درمیان سب سے بڑا تھرمل نیوٹران جذب کراس سیکشن ہے ، اور جوہری ری ایکٹرز کے معمول کے عمل کو کنٹرول کرنے کے لئے تھوڑی مقدار میں گیڈولینیم استعمال کرسکتا ہے۔ اس طرح ، گیڈولینیم پر مبنی لائٹ واٹر ری ایکٹرز اور گڈولینیم کنٹرول راڈ پیدا ہوئے ، جو اخراجات کو کم کرتے ہوئے جوہری ری ایکٹرز کی حفاظت کو بہتر بناسکتے ہیں۔

گڈولینیم میں بھی بہترین آپٹیکل خصوصیات ہیں اور آپٹیکل الگ تھلگ بنانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے ، جو سرکٹس میں ڈایڈس کی طرح ہے ، جسے لائٹ ایمٹنگ ڈایڈس بھی کہا جاتا ہے۔ اس طرح کی روشنی سے خارج ہونے والے ڈایڈڈ سے نہ صرف روشنی ایک سمت میں گزرنے کی اجازت دیتی ہے ، بلکہ آپٹیکل فائبر میں باز گشت کی عکاسی کو بھی روکتی ہے ، جس سے آپٹیکل سگنل ٹرانسمیشن کی پاکیزگی اور روشنی کی لہروں کی ٹرانسمیشن کی کارکردگی کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ آپٹیکل الگ تھلگ بنانے کے لئے گڈولینیم گیلیم گارنیٹ بہترین سبسٹریٹ مواد میں سے ایک ہے۔