Гадолиний

Гадолиний (Gd) — это металл, открытый в 1880 году швейцарским химиком Жаном де Мариньяком, а название он получил в честь финского ученого Юхана Гадолина.

Gd вместе с другими металлами группы лантаноидов относится к редкоземельным элементам. Эти элементы имеют большое сходство в строении их атомов, поэтому и физические и химические свойства их сходны.

Изотопы

Всего существует 48 изотопов гадолиния, но природное вещество состоит из семи изотопов, один из которых нестабилен. Получить это вещество можно путем восстановления кальцием фторида или хлорида гадолиния. Природный гадолиний состоит из шести стабильных изотопов ( 154 Gd, 155 Gd, 156 Gd, 157 Gd, 158 Gd и 160 Gd) и одного нестабильного 152 Gd.

Применение гадолиния

Основные области применения гадолиния — это ядерная энергетика, электроника и медицина. Однако, постоянно развивающаяся наука открывает новые перспективы в использовании этого металла.

В сплаве с железом и кобальтом используется для изготовления носителей информации с очень высокой плотностью записи. В подобных сплавах образуются цилиндрические магнитные домены микроскопических размеров, что позволяет записывать большие объемы информации на небольшие носители.

В медицине Gd используют в нескольких случаях: для лечения заболеваний печени как блокада клеток Купфера; входит в состав контрастных веществ для проведения магнитно-резонансной томографии; гадолиний-153 применяется для диагностики заболеваний костной ткани в качестве излучателя.

Для изготовления мощных лазерных систем с высоким коэффициентом полезного действия.

Широкое применение гадолиний нашел в ядерной энергетике. Некоторые изотопы этого вещества необходимы для поглощения нейтронов теплового спектра. Наибольшей возможностью поглощения отличается гадолиний-157 с сечением захвата 254 000 барн. Gd используют для переработки отработанного ядерного топлива, а также краски и эмали с добавлением этого вещества применимы во всех отраслях ядерной энергетики. В сплаве с никелем необходим для создания контейнеров, в которых происходит захоронение ядерных отходов.

Помимо вышеперечисленных отраслей гадолиний входит в ряд веществ, из которых производят термоэлектрические материалы, сверхпроводники, электронные пушки, металлогидриды для хранения водорода. В сплаве с германием, кремнием и железом применяется для изготовления мощных холодильников со сверхнизкими температурами, а 5% Gd необходим при легировании специальных титановых сплавов.