Гадолиний в Йошкар-Оле

Гадолиний

Гадолиний – это редкоземельный металл, названый по имени химика Ю. Гадолина, который его открыл в ХIХ веке.

В земной коре содержание металла всего 5,4х10-4 % по массе, в морской воде 6х10-7 мг/л.  Он содержится в минералах монаците, гадолините, бастнезите, ксенотиме, апатите, вместе с другими редкоземельными элементами, входящими в состав руд лантаноидов.

Свойства, характеристики металла гадолиния

Гадолиний – серебристо-белый металл, имеющий вязкие свойства.

Плотность металла – 7,9 г/см3. Температура плавления – 1586 К (1312,85°С). Теплопроводность 300 К. Обладает особыми магнитными, ядерными и физическими свойствами.

Разновидности

Получают металл путем восстановления фторида GdF3, хлорида GdCl3 кальцием. После проведения всех химических реакций, полученный гадолиний должен соответствовать ТУ 48-4-210-72; ГОСТ 23862.18-79 на неодим, гадолиний и их оксиды.

Выпускается также в виде проволок гадолиния ГдМПр-1 диаметром 1мм согласно ТУ 48-1303-225-78.

Применение металлического гадолиния

Магнитные изделия. Из магнитных носителей информации в последнее время используются, в основном, магнитные диски. Сплав гадолиния с кобальтом и железом позволяет получать носители информации со значительной плотностью записи. В сплавах создаются цилиндрические магнитные домены, размером менее 1 мкм. На 1 см2 площади носителя приходится 1-9 миллиардов бит информации. Это огромный вклад в развитие компьютерной техники.

Радиоизотопные источники. Гадолиний-153 применяется в качестве источника фотонного излучения для рентгеновской диагностики различных заболеваний. Гадолиний-148 (полураспад 1993 года), является безопасным источником тепла большой мощности для радиоизотопных термоэлектрических генераторов. Соединение гексаборид гадолиния используют для производства мощных рентгеновских установок.

Ряд МРТ-исследований не информативен без контрастного усиления. Гадолиний, содержащийся в рентгеноконтрастном препарате – гадодиамид, накапливается в человеческом организме в областях, с повышенным кровоснабжением, в виде парамагнитных контрастных веществ. Это позволяет его использовать для внутривенного введения при магнитно-резонансной томографии в медицине.  Недостаток этого способа – дороговизна. Цена препарата 10-20 тысяч рублей.

Ядерная энергетика. Гадолиний (Gd) способен захватывать нейтроны из всех элементов. В ядерной энергетике гадолиний-157 применяется для защиты от тепловых нейтронов. В реакторах гадолиний применяют как выгорающий экранирующий поглотитель, способный продлить время работы реактора. Из сплава никеля и гадолиния герметичные контейнеры и емкости для захоронения радиоактивных отходов.

Оксид гадолиния входит в состав оптических линз. А также его используют в составе стекла, поглощающего тепловую энергию нейтронов. Одновременно, кроме оксида гадолиния (32%) в состав стекла входят оксид бора B2O3 (33%) и оксид кадмия CdO (65%).

Термоэлектрические материалы. Теллурит гадолиния способен работать как термоэлектрический материал. Термо-э.д.с. равна 220-250 мкв/К.

Металлургия. Гадолиний используется в производстве сплавов титана как в легирующий элемента для повышения предела текучести и прочности получаемого сплава. Сплав гадолиния с железом является аккумулятором водорода с большой емкостью и может использоваться в водородном автомобиле. В небольших количествах гадолиний, в виде сплавов, входит в состав постоянных магнитов.

Сверхпроводящие материалы. В качестве одного из базовых компонентов гадолиний входит в состав сверхпроводящих керамических материалов, которые являются передовыми высокотемпературными сверхпроводимыми материалами. Сплав гадолиния с церием и рутением приобретает сверхпроводимость при сверхнизких температурах.